Nockenwellen mit hoher Hebung: Leistungssteigerungen und mögliche Nachteile

Unter vielen Fahrbegeisterten ist die Suche nach mehr PS ein nie endender Prozess. Obwohl die Aufladung in den letzten Jahren stark in den Vordergrund gerückt ist, gehört der Einbau einer Nockenwelle mit hoher Hubhöhe zu den bewährtesten und effizientesten Methoden, um das ungenutzte Potenzial eines Motors auszuschöpfen. Diese gilt als die Atemorgane Ihres Motors, das Herzstück des Antriebs. Doch wie bei jeder größeren Modifikation gibt es auch hier Nebeneffekte. Es lohnt sich, die Funktionsweise zu verstehen, was sie Ihnen bringt – und was Sie dafür an Leistungseinbußen möglicherweise in Kauf nehmen müssen.

Wie eine erhöhte Ventilhubhöhe die Luftzufuhr und die Leistung verbessert

Der Motor ist nichts anderes als eine fortschrittliche Luftpumpe. Je größer die Menge an Luft und Kraftstoff ist, die Sie in die Zylinder bringen können, sowie die Menge an Abgasen, die Sie aus dem Motor ausstoßen können, desto mehr Leistung kann er erzeugen. An diesem Punkt kommt ein Hochhub-Nockenwellen zum Einsatz.

Die Nocken der Nockenwelle öffnen die Ventile. Eine Serien-Nockenwelle weist eine breite Auslegung zugunsten von Laufruhe, Emissionen und Kraftstoffeffizienz auf. Sie verfügt über relativ kleine Nocken, die die Ventile gerade weit genug öffnen, um ihre Aufgabe zu erfüllen.

Die Nocken einer Hochleistungs-Nockenwelle sind aggressiver gestaltet und weisen eine größere Höhe auf. Diese physikalische Öffnung der Einlass- und Auslassventile ist noch weiter als bisher mit der serienmäßigen Nockenwelle möglich. Ein geöffnetes Ventil ermöglicht eine größere Öffnung, durch die die Luft in den Brennraum gelangt. Dadurch kann der Motor in einem Arbeitsgang deutlich mehr Luft-Kraftstoff-Gemisch aufnehmen. Gleichzeitig wird das Auslassventil weiter geöffnet und kann die Abgase leichter abführen, wodurch der Gegendruck verringert wird und der Weg für die nächste Frischluft- und Kraftstoffwelle freigegeben wird.

Das Ergebnis wäre eine erhebliche Steigerung der volumetrischen Effizienz. Durch die erhöhte Menge an verfügbarem Luft-Kraftstoff-Gemisch ist jeder einzelne Verbrennungsvorgang stärker, was sich direkt in mehr Leistung und Drehmoment äußert, insbesondere im höheren Drehzahlbereich, wenn der Motor die größte Luftmenge benötigt.

Kompatibilität mit Hydraulikstößeln und serienmäßigem Ventiltrieb

Die andere wichtige Frage, die man stellen sollte, bevor man sich für dieses Upgrade entscheidet, lautet, ob es mit der vorhandenen Ventilsteuerung funktionieren wird. Die Ventilsteuerung ist eine empfindliche Konstruktion, und sie über die Parameter hinaus arbeiten zu lassen, für die sie ausgelegt wurde, kann zu einem Ausfall führen.

Zahlreiche Hochhub-Nockenwellen sind speziell dafür konzipiert, innerhalb der Grenzen einer serienmäßigen Ventilsteuerung mit hydraulischen Stößeln zu arbeiten. Sie werden häufig als Einbau-Nockenwellen bezeichnet, da umfangreiche unterstützende Änderungen möglicherweise nicht erforderlich sind. Es ist jedoch äußerst wichtig, die Spezifikationen der Nockenwelle zu überprüfen.

Die Ventilfedern werden durch den erhöhten Hub stärker belastet. Serienmäßige Federn verfügen möglicherweise nicht über die erforderliche Festigkeit, um das Ventil bei der neuen, höheren Hubbewegung sicher zu halten, wodurch bei hohen Drehzahlen ein Phänomen namens Ventilflattern auftreten kann, das zu schwerwiegenden Motorschäden führen kann. Bei einem milderen Nockenwellenprofil wird dringend empfohlen – oft sogar vorgeschrieben –, leistungsfähigere Ventilfedern einzubauen. Es sollte stets die Spezifikation des Nockenwellenherstellers konsultiert werden, um festzustellen, welche unterstützenden Änderungen notwendig sind, um eine sichere und zuverlässige Installation zu gewährleisten.

Kompromisse: Leerlaufeigenschaften, Kraftstoffverbrauch und Alltagstauglichkeit

Die Leistungssteigerungen einer Hochhubnockenwelle sind unbestreitbar, doch die Vorteile der Hochhubnockenwelle sind nicht kostenlos. Die inhärenten Kompromisse, die durch die Konstruktionsart bedingt sind, können die alltägliche Fahrtauglichkeit des Fahrzeugs beeinträchtigen.

Die Standartcharakteristik ist die erste Veränderung, die Sie am stärksten und unmittelbarsten spüren werden. Der stärker ausgeprägte Überlappeffekt (der Punkt, an dem Einlass- und Auslassventil zeitgleich leicht geöffnet sind) ermöglicht während hoher Drehzahlen eine bessere Spülung durch Abgase, führt jedoch zu einem instabileren Leerlauf. Der Motor erhält einen neuen, rauen, kraftvollen Läufstil, der für Enthusiasten faszinierend ist, jedoch auf Kosten des seidenweichen Leerlaufs eines Serienmotors.

Dies ist ebenfalls eine Modifikation des Atemverhaltens des Motors, die insbesondere bei niedrigen Drehzahlen und im Leerlauf die Kraftstoffeffizienz beeinflusst. Bei geringer Gasannahme kann die Motorsteuerung (ECU) ein optimales Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht mehr exakt einhalten, wodurch das Gemisch fetter und somit verbrauchsintensiver wird. Obwohl dies durch sanftes Fahren reduziert werden kann, müssen Sie dabei zwangsläufig an Reichweite pro Gallone einbüßen.