Zitat:
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Zitat von Moistä
Wenn er warm is, muss es 0,35 haben und
wenn er kalt ist 0,30????
Das geht doch gar net....gerade wegen der Wärmaausdehnung.
Naja, wollte das nur mal klar stellen.
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0,05mm Spiel bei warmem Motor ist richtig.
Die Ventile gehören zu den thermisch am stärksten
belasteten Motorteilen.
Das Auslaßventil sogar noch mehr als das Einlaßventil,
weil das Abgas auf dem Weg in den Auspuff am A-Ventil
vorbeiströmt und es zusätzlich aufheizt während das
E-Ventil von der bei betriebswarmen Motor ca 100°C
heißen Ansaugluft abgekühlt wird.
Bei Verbrennungstemperaturen in einem Serien-Benzinmotor
von 1500°C bis zu ca. 2000°C haben die Ventile eine
Betriebstemperatur von bis zu 800°C am Ventilteller,
am Schaft sind es vielleicht noch 300 bis 400°C.
( Je nach Ventischaftdurchmesser und Länge der
Ventilführung )
Und wie schon gesagt, das A-Ventil immer ca. 20% mehr
als das Einlaßventil.
Nicht umsonst sind bei thermisch hochbelasteten Motoren
die Schäfte der A-Ventile hohl und mit Natrium gefüllt um
beim Auf und Ab die Waerme vom Ventilteller zum Schaft zu
transportieren um eine zusätzliche Wärmeableitung über
die Ventilführung zu ermöglichen, damit der Ventilsitz
im Zylinderkopf thermisch entlastet wird.
Wird ein durch und durch kalter Motor gestartet, bekommen
die Ventile sofort die meiste Wärme ab und dehnen sich
entsprechend schnell aus, weil viel Wärme einer relativ
kleinen Masse zugeführt wird.
Das ist wie wenn man mit dem Schweißbrenner draufhalten würde.
( mit der Methode kann man das gut selber simulieren
und mit der Schieblehre/dem Meßschieber nachmessen )
Bis der (meist) wassergekühlte Zylinderkopf
( vom Motorblock noch gar nicht zu reden )
überhaupt mal lauwarm ist, sind die Ventile
schon ein paar hundert Grad heiß.
Die Masse des Zylinderkopfs kann viel mehr Wärme aufnehmen,
verteilen und ableiten. ( Kühlwasser, evtl. Kühlrippen )
Der Zylinderkopf ist auf der Auslaßseite wo der Auspuffkrümmer
sitzt immer ein bißchen wärmer als auf der Einlaßseite.
Obwohl der Längenausdehnungskoeffzient von Aluminium
ca. doppelt so groß ist wie der von Stahl, dehnen sich
die Ventile in kurzer Zeit mehr aus als der Zylinderkopf.
( Längenausdehnungskoeffzient von "normalem" Stahl ist 0.0000115
Längenausdehnungskoeffzient von "normalem" Aluminium ist 0.0000238 )
Ein wasserkühlter Zylinderkopf mit einem 90°C Thermostat
sollte unter normalen Bedingungen nicht heißer als ca.
120°C auf der Außenseite sein.
Direkt um die Zündkerzen, die Ventilsitze und den
Auspuffflansch ist er natürlich heißer.
Ist der Zylinderkopf bei 20°C exakt 130,00mm hoch,
dann ist er bei 120°C 130,4mm hoch.
Ist ein Ventil bei 20°C exakt 100mm lang,
dann ist es bei 400°C 100,40mm lang.
Das wären somit theretisch 0 Millimeter Spiel.
Man kann aber die Ausdehnung des Ventiltriebs
im Zylinderkopf nicht so einfach berechnen wie
ich es als Beispiel mit 120mm gemacht habe.
Die Achse der Kipphebel liegt nämlich tiefer
im Kopf und die Kipphebel selber dehnen sich
auch noch aus.
Hinzu kommt dann noch die Volumenausdehnung
was eine Verlängerung des Abstands von der
Kipphebelachse zum Ventil bewirkt.
Hat man das Ventilspiel zu knapp eingestellt,
dann kann es besonders bei kaltem Motor zu
Problemen mit dem Leerlauf oder sogar zu
Motor-Ventilschäden kommen, weil kein
Ventilspiel mehr vorhanden ist.
Das Ventil schließt nicht mehr, die Hitze des Ventiltellers
kann nicht mehr über den Ventilsitz an den Zylinderkopf
abgeleitet werden und das Ventil 'verbrennt'.
Das heißt, daß die Sitzfläche und der Ventilteller durch die
bei der Verbrennung entstehenden Gase schon während
des Arbeitszyklus erhitzt wird, weil das Gas schon jetzt
in den Auspufftrakt strömt und nicht erst während des
Auspufftaktes.
(Und weil so noch mehr Wärme zugeführt wird,
dehnt sich das Ventil noch mehr aus)
Die nur ca. 1 bis 1.5mm breite Dichtfläche am Ventilteller
kann schmelzen oder sich verformen oder durch den
Abgasstrom wird Material weg erodiert.
Der entsprechende Zylinder hat keine Kompression,
der Motor weniger Leistung und besonders im Leerlauf
schüttelt er sich und läuft unruhig.
Dehnt sich dann der Zylinderkopf auch aus dann kann
das Ventil wieder schließen und wenn das Ventil und
der Ventilsitz keinen Schaden genommen haben und
alles dicht ist merkt man auch nichts mehr.
Ist ein A-Ventil undicht kann man das nicht so gut
hören als wenn ein E-Ventil nicht richtig schließt,
weil die 'Explosion' im Brennraum als 'Patschen'
im Ansaugtrakt zu hören ist.
Wurden die Ventile bei durch und durch kaltem Motor
eingestellt, zBsp. bei 20°C mit 0,3mm auf der Einlaßseite
und und mit 0.35mm auf der Auslaßseite, dann sollte bei
höchster 'normaler' Betriebstemperatur noch ein Spiel
mindestens 0.05mm an Ein- und Auslaßventil vorhanden sein.
Das wäre optimal.
Stellt man die Ventile aber bei warmem Motor ein,
also so warm, daß man den Zylinderkopf noch anfassen
kann ohne sich die Griffel zu verbrennen,
dann soll man zu den Einstellmaßen noch 0.05mm addieren.
Die Ventile werden als erste heiß und kühlen als letze
wieder ab, weil der Motor von außen nach innen abkühlt.
Paradox ist, daß zu knappes Ventilspiel bei kaltem und
sehr heißem Motor zu Problem führen kann.
Stellt man so einen Motor nach einer Vollgasfahrt
direkt ab, dann heizt sich das Innenleben extrem
auf, weil das Kühlmittel nicht mehr zirkuliert
und die Wärme nicht mehr abgeführt wird.
Die Ventile dehnen sich dann noch mehr aus.
Der Zylinderkopf zwar auch, aber nicht proportional
so viel wie die Ventile, weil der Zylinderkopf Wärme
nach außen abstrahlen kann.
( die neuesten Motoren haben deshalb elektrische
Wasserpumpen, die wie elektrische Ventilatoren
nachlaufen können )
Es fehlt auch die Kühlung durch Frischgas.
Das kann man einfach an der Kühlmitteltemperaturanzeige
sehen. Bis zum Abstellen war der Zeiger genau in der
Mitte, nach ein paar Minuten im Stand steht er dann
kurz vor dem roten Bereich.
Will man diesen Motor nach ein paar Minuten starten,
dann kann es sein, daß er schlecht anspringt, unter
anderem auch deshalb, weil kein Ventilspiel mehr da
ist, die Ventile deswegen nicht mehr ganz schließen
und deshalb auch wenig Kompression da ist.
Und jetzt nochmal zum Grund warum ein 'warmer' Motor
mit 0.05mm mehr Ventilspiel eingestellt werden soll.
Erst mal muß man definieren, was 'warm' sein soll.
Es soll bedeuten, daß der Motor schon die Betriebs-
temperatur erreicht hat.
Wartet man dann ab, daß man den Ventildeckel anfassen
kann, das sollten so um die 60°C sein, dann haben die
Ventile aber noch so um die 150°C, sind also proportional
länger ausgedehnt als der Zylinderkopf.
Und dieses überproportionale ist die Zugabe von 0.05mm.
Man stellt also 0,35 (Einlaß) und 0,40mm (Auslaß) ein.
Ist dann der Motor durch und durch auf 20°C abgekühlt,
sollte das Ventilspiel eigentlich wieder das korrekte
Maß von 0,30 und 0,35mm haben. (theoretisch)
Es gibt aber noch ein weiteres Problem.
Der Einstellvorgang ist ja nicht in 3 Minuten erledigt.
Das dauert eher schon mal 30 Minuten.( bei 6 Zylinder 2 Ventilern )
In dieser Zeit kühlt der Motor weiter ab
und man hat Differenzen zwischen den Ventilen
die man als erste und denen die man als letzte
eingestellt hat.
Also am besten immer nur die Ventile einstellen,
wenn der Motor durch und durch die gleiche
Temperatur hat.
Oder einen Motor mit automatischem Ventilspielausgleich einbauen ;-)
Gruß Manu
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