Ob Zahnriemen oder Steuerkette für die Ventilsteuerung eines Pkw-Motors in Frage kommen, hängt von vielen Faktoren ab. Neben der Kostenfrge spielen Verschleiß, verfügbarer Bauraum, Reibungsverluste und das sogenannte NVH-Verhlten (Geräusch, Vibration und Rauheit) für die Motorenentwickler eine wesentliche Rolle. Beide Lösungen haben ihre Vor- und Nachteile. Seit rund zehn Jahren ist ein anhaltender Trend erkennbar, Motoren mit Zahnriemen durch solche mit Kettentriebsystemen zu ersetzen. Motoren mit Steuerkette gelten zwar als weitgehend wartungsfrei gegenüber der Zahnriemenvariante, unterliegen aber dennoch einem gewissen Verschleiß. Dazu kommen die gestiegenen Anforderungen an den CO2-Ausstoß der Fahrzeuge, die zunehmend mit kleineren, höher verdichteten und teilweise mehrstufig aufgeladenen Downsizing-Motoren erfüllt werden müssen. Dies wiederum führt zu einer höheren Beanspruchung der Kettentriebsysteme, weshalb sich die durchschnittliche Lebensdauer der Systeme in den letzten Jahren reduziert hat. Die Konzeptfrage lässt sich also nicht ohne weiteres klären. Für den Steuertrieb kommen Hülsen-, Rollen- oder Zahnketten zum Einsatz. Steuerketten unterliegen im Regelfall keinem Wechselinterwall und sind auf die Nutzungsdauer des Motors ausgelegt. Die notwendige Schmierung erfolgt über eine Ölanspritzung oder den im Kettenkasten vorhandenen Ölnebel. Die Lebensdauer der Steuerkette wird deshalb stark von der Ölqualität und der Einhaltung der Ölwechselintervalle beeinflusst. In der Vergangenheit wurden aus Dimensionierunggründen häufig Duplex- oder sogar Triplex-Rollenketten verwendet. Heute werden bei der Motoren-Konstruktion vorwiegend energieeffiziente und gewichtsoptimierte Entwicklungsziele verfolgt. Der Zahnriemen hat keine Probleme mit einer Längenänderung, die wiederum ein Kettentrieb hat. Allerdings unterliegen der Zahnriemen, die dazugehörige Spannvorrichtung sowie sämtliche Umlenkrollen im Riementrieb einem vorgeschriebenen Wechselintervall. Versagt hier die Spannvorrichtung oder reißt der Zahnriemen, treten Folgeschäden ähnlich der einer gerissenen Steuerkette oder eines defekten Kettenspanners auf. Wie jedem Kfz-Mechaniker bekannt ist, muss ein herkömmlicher Zahnriemen, der mit Motoröl in Kontakt gekommen ist, umgehend ausgetauscht werden. Anders hingegen ist es bei der Entwicklung und der bereits in Serie eingeführten Zahnriementechnologie der im Ölbad laufenden Zahnriemen. Die Verstärkung dieser Zahnriemen besteht aus hochfestem Aramidgewebe (Kevlar). Aramid ist zwar teurer als herkömmliches Polyamid und schwerer zu verarbeiten, doch zeigt sich die Aramidfaser deutlich resistenter gegenüber Chemikalien. Neben der Motorsteuerung mit Zahnriemen oder Steuerkette gibt es weitere Lösungen, wie z. B. Stirnräder. Sie sind wartungsfrei und erreichen eine hohe Laufleistung, allerdings benötigen sie mehr Bauraum, haben ein höheres Gewicht und sind kostspieliger in der Serienfertigung. Eine Kombination aus Steuerkette und Stirnrädern wird hingegen bei hubraumstärkeren Motoren verwendet. Zum jetzigen Zeitpunkt ist nicht vorherzusagen, ob sich eine bestimmte Variante durchsetzen wird.


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    Titel :

    Kette oder Riemen? Zwei Antriebskonzepte für den Nockenwellenantrieb im direkten Vergleich


    Weitere Titelangaben:

    Chain drive or belt drive? Comparison of the two design approaches for camshaft drive systems


    Beteiligte:
    März, Johann (Autor:in)

    Erschienen in:

    Krafthand ; 87 , 8 ; 12-17


    Erscheinungsdatum :

    2014


    Format / Umfang :

    5 Seiten, Bilder



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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