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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Thermische oder mechanische Überbelastung

Zusammenfassung
Für hoch beanspruchte Auslaßventile werden seit einigen Jahren Stähle eingesetzt, die sich durch hohe Warmfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit gegen Bleiverbindungen auszeichnen. Ab und zu kann es dennoch bei Auslaßventilen zu Ventilschäden kommen, die durch thermische oder mechanische Überbelastungen hervorgerufen werden. Bei den weniger beanspruchten Einlaßventilen werden dagegen vorwiegend mechanische Überbelastungen festgestellt.

2. Kraftstoff- bzw. Schmieröleinfluß

Zusammenfassung
Die Verwendung schwefelhaltiger Kraftbzw. Schmierstoffe kann ebenfalls Schäden auslösen. So ist z. B. Lochfraß in der Ventilführung aus Gußeisen mit Lamellengraphit (GGL) nicht selten. Bild 2.1 zeigt einen typischen Fall. Die hierbei festgestellte Korrosion am Ventil geht aus Bild 2.2 hervor. Die durch Korrosion verursachte Kerbwirkung hatte Anrisse zur Folge (Bild 2.3), die schließlich den Bruch auslösten.

3. Abreißen von Ventilen

Zusammenfassung
Bei einer thermischen oder mechanischen Überbelastung kann es sowohl im Hohlkehlenbereich als auch im Auslauf Schaft/Hohlkehle zu Spannungsspitzen in Verbindung mit örtlichen Anrissen kommen (Bild 3.1). Begünstigt werden kann das Auslösen der Risse durch eine gewisse Eigenart der Oberflächenbeschaffenheit, wie Schleif- bzw. Drehriefen. Sind solche Anrisse einmal entstanden, ist das Auslösen eines Dauerbruchs meist nur noch eine Frage der Zeit (Bild 3.2). Auch hierbei können bei extremen thermischen Wechselbelastungen Spannungsrisse im Ventiltellerrand auftreten, die ihrerseits Ausbrüche oder örtliche Verbrennungen bewirken können.

4. Störung im Ventiltrieb

Zusammenfassung
Ein einwandfrei arbeitender Ventiltrieb ist Voraussetzung für die störungsfreie Funktion des Ventils. Ventilfederteller, Ventilkegelstücke und Ventilschaftenden müssen qualitativ und maßlich genau aufeinander abgestimmt sein. Ist dies nicht der Fall, kann es im Schaftendenbereich zu Brüchen kommen, die durch Biegewechselbelastungen ausgelöst werden. Bild 4.1 zeigt einen von zwei Seiten ausgehenden Dauerbruch in diesem Bereich. Er wurde durch örtliche Spannungsspitzen verursacht, die durch Druckmarkierungen hervorgerufen wurden (Bild 4.2).

5. Schließfehler

Zusammenfassung
Jeder Motorenfachmann ist sich der Bedeutung eines richtig eingestellten Ventilspiels bewußt. Der Toleranzbereich wird vom Motorenhersteller festgelegt. Bei Fahrzeuginspektionen wird bei Bedarf das Ventilspiel korrigiert. Wenn auch vom Laien die Bedeutung des Ventilspiels richtig eingeschätzt würde, könnte mancher Ventilausfall vermieden werden. Bei zu großem Ventilspiel kann die Schaftendenstirnfläche regelrecht zerhämmert werden (Bild 5.1 ) und das Ventil im Bereich der Ventilbefestigung brechen.

6. Falsche Werkstoffauswahl

Zusammenfassung
Dieser Sachverhalt gilt vorwiegend für Einlaßventile, die bekanntlich thermisch nur sehr wenig beansprucht werden. Hier werden Ventilsitz, Schaft und Schaftende belastet. Bei TRW Thompson ist man bemüht, durch laufende Überwachung sicherzustellen, daß die vom Konstrukteur festgelegte Werkstoffqualität zur Anwendung kommt. Bei falscher Werkstoffauswahl kann es zu vorzeitigem Verschleiß kommen. Ist die Streckgrenze des Werkstoffs den Zugbelastungen nicht gewachsen, so kann eine gewisse Längenänderung und eine Veränderung des Ventilspiels eintreten. Auf die Dauer sind Ventilbrüche mit ernsten Folgeschäden dann oftmals unvermeidlich.

7. Einbaufehler

Zusammenfassung
Die Auswirkungen zu großen oder zu kleinen Ventilspiels wurden bereits erwähnt. Obwohl aus einem falsch eingestellten Ventilspiel in jedem Fall ein Schließfehler resultiert, kann als primäre Ursache für diesen Schließfehler oft ein Einbaufehler angenommen werden.

8. Konstruktionsfehler

Zusammenfassung
Ausschlaggebend für die Funktion und Lebensdauer eines Ventils ist die konstruktive Auslegung und Abstimmung des gesamten Ventiltriebs. Besonders wichtig ist dabei die Zusammenarbeit zwischen Motoren- und Ventilkonstrukteur.

9. Herstellungsfehler

Zusammenfassung
Die Herstellung von Ventilkegeln stellt hohe Anforderungen. Diese ergeben sich aus der Verwendung hochwertiger Werkstoffe, die kombiniert werden müssen und oft eine gegensätzliche Verarbeitung und Wärmebehandlung erfordern. So werden z. B. bei sehr vielen hoch beanspruchten Auslaßventilen die mechanischen und physikalischen Eigenschaften von drei verschiedenen Werkstoffen kombiniert.

10. Materialfehler

Zusammenfassung
Durch Materialfehler entstandene Ventilausfälle sind selten, was auf die Erfahrung der sorgfältig ausgewählten Stahllieferanten und auf systematische Eingangskontrollen bei TRW Thompson zurückzuführen ist. Nachfolgend werden mögliche Schadensfälle betrachtet.

11. Schlußwort

Zusammenfassung
Die vorangegangenen Beispiele machen deutlich, daß Ventile von Verbrennungsmotoren sehr hohen Ansprüchen genügen müssen. Dies gilt sowohl für die Werkstoffals auch für die Fertigungstechnik. Die Werkstoffauswahl muß selbstverständlich den zu erwartenden Betriebsbeanspruchungen angepaßt sein. Material von unzureichender Qualität einzusetzen führt unweigerlich zu Ventilschäden, die in den meisten Füllen auch eine kostspielige Motorüberholung erforderlich machen.

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