Pneumatische Ventilfeder

Die pneumatische Ventilfeder ist eine Sonderform der Ventilfeder, die als Teil der Ventilsteuerung von Verbrennungsmotoren für die Steuerung des Ladungswechsels zuständig ist.

Schematisierte Darstellung einer pneumatischen Ventilfeder

Beschreibung

Hohe Motordrehzahlen werden durch Resonanzfrequenzen im Ventiltrieb und somit auch durch die Masse der Ventilfedern begrenzt. Aus diesem Grund werden in Motoren, die für extrem hohe Drehzahlen – z. B. fast 20.000 min⁻¹ bei Rennmotoren – ausgelegt sind, zunehmend pneumatische Ventilfedern eingesetzt. Dabei ist entweder das Ventil selbst oder (so vorhanden) ein Tassenstößel konstruktiv als Teil des Kolbens eines Pneumatikzylinders ausgelegt. Über eine Zuleitung wird druckgeregelte Luft in den Zylinder eingeleitet, ein Rückschlagventil verhindert dabei das Entweichen der beim Arbeitshub des Ventils stark komprimierten Luft in die Zuleitung. Ein Überdruckventil begrenzt den Innendruck im Zylinder.

Andere Möglichkeiten der Ventilsteuerung für sehr hohe Motordrehzahlen stellen elektromagnetische und elektrohydraulische Steuerungen dar. Weitere Lösungen sind in der Vergangenheit erprobt worden, ohne sich wesentlich durchsetzen zu können. Haarnadelventilfedern sind aus Platzgründen schlechter für Vielzylindermotoren geeignet und ermöglichen vermutlich nicht das sehr hohe Drehzahlniveau pneumatischer Federn. Einen sehr hohen mechanischen Aufwand weisen federlose desmodromische Ventilsteuerungen auf, weil sie zum Öffnen und Schließen der Ventile eigene Nocken benötigen; desmodromische Ventilsteuerungen mit einem gemeinsam zum Öffnen und Schließen benutzten Steuernocken sind ohnehin historisch.

Literatur

• Wolfgang Semet: Entwicklung einer pneumatischen Ventilfeder für hochdrehende Serienmotoren. Dissertation Universität Stuttgart, 2007. [1]