Ventil (Ladungswechsel von Verbrennungsmotoren)
BearbeitenZur Steuerung des Ladungswechsels im Verbrennungsmotor werden bei Viertaktmotoren fast ausschließlich und bei Zweitaktmotoren teilweise Tellerhubventile verwendet. Der erforderliche Betätigungsmechanismus einschließlich der Ventile selbst wird als Ventiltrieb bezeichnet.
Aufgaben und Anforderungen
BearbeitenVentile sind thermisch und mechanisch hoch beanspruchte Bauteile, die zusätzlich noch korrosiven Einflüssen ausgesetzt sind. Die mechanischen Beanspruchungen entstehen infloge Durchbiegung des Ventiltellers unter Zünddruck und durch hartes Aufsetzen beim Schließen (Stoß). Durch entsprechende Stärke und Formgebung des Tellers sind diese Spannungen beeinflussbar.
Die Ventile nehmen vom Verbrennungsraum her mit großer Oberfläche Wärme auf. Das Auslassventil wird während des Öffnens auch durch die ausströmenden heißen Abgase auf der Oberseite beheizt. Im Ventil fließt die Wärme vor allem zum Ventilsitz, ein kleinerer Teil über den Schaft zur Ventilführung. Einlassventile erreichen Temperaturen von 300°C bis 500°C, Auslassventile 600°C bis 800°C. Wenn die Dichtung am Ventilsitz während der Verbrennungsphase nicht einwandfrei ist, entstehen örtliche Überhitzungen und Anschmelzungen, die zum Versagen des Ventils führen.
Zur Verbesserung der Wärmeleitung durch den Schaft wird dieser für besonders hohe Anforderungenhohl ausgeführt und mit Natrium gefüllt. Die Bewegungen des bei Temperaturen über 97,5°C flüssigen Natriums verstärkt den Wärmetransport. So können die Ventiltemperaturen um bis zu 100°C abgesenkt werden. Zur Verminderung des Verschleißes kann der Sitz durch Aufschweißen von Stellit gepanzert sein.
Der Werkstoff des Ventils muss hohe Warmfestigkeit und Zunderbeständigkeit haben. Dafür wurden besondere Stähle entwickelt.
Vorausschauendes Energiemanagement
BearbeitenStrahlgeführtes Brennverfahren
BearbeitenKontrollierte Selbstzündung
Bearbeitenoder auch:
- Controlled Autoignition (CAI)