Einfluss des Ventilstößels auf Geräusch, Vibration und Härte (NVH) des Motors

Bei der Suche nach einem fortschrittlichen Fahrerlebnis spielt die Optimierung von Geräusch, Vibration und Härte (NVH) tatsächlich eine zentrale Rolle. Unter den zahlreichen Motorbauteilen, die zu NVH beitragen, übernimmt das Ventiltriebsystem – insbesondere der Ventilstößel – derzeit eine entscheidende, jedoch oft unterschätzte Funktion. Bei der Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd. entwickeln unsere Ingenieure präzise Ventilstößel mit einem tiefen Verständnis ihrer direkten Auswirkung auf Motorakustik und Laufsruhe. Dieser Blog beleuchtet die wesentlichen Zusammenhänge zwischen der Gesamtleistung des Ventilstößels und seinen NVH-Eigenschaften.

Zusammenhang zwischen der Spielvariation des Ventilstößels und hörbarem Klacken

Eines der bekanntesten Geräusche, das mit mechanischem Motorlärm in Verbindung gebracht wird, ist tatsächlich ein deutliches Klack- oder Klopfgeräusch. Dieses wird häufig – und zutreffend – auf eine verbesserte Unterstützung der Ventilsteuerung zurückgeführt. Bei Motoren mit mechanischen (festen) Stoßstangen besteht ein bestimmter, vorgeschriebener Spielraum zwischen der Stoßstange und dem Ventilschaft. Dieser Spielraum ist zwar zweifellos für die thermische Ausdehnung unerlässlich, muss jedoch exakt eingehalten werden.

Wenn dieser Spielraum aufgrund von Verschleiß, fehlerhafter Einstellung oder Materialabbau zu groß wird, entsteht tatsächlich ein lauter Schlag. Während die Nockenbacke rotiert und beginnt, den Stößel stärker anzuheben, muss sie zunächst diesen vergrößerten Abstand ausgleichen. Dies führt zu einer schnellen, hochgradigen Kraftwirkung zwischen Nocken und Stößel – und infolgedessen auch zwischen Stößel und Ventilstem. Diese Wirkung erzeugt ein scharfes, metallisches Ticken, das zweifelsfrei über die Motorstruktur übertragen wird. Das Geräusch nimmt üblicherweise mit steigender Motordrehzahl an Frequenz zu. Der Fertigungsschwerpunkt unseres Teams liegt tatsächlich auf der Herstellung von Stößeln mit besonders hoher Oberflächenhärte und geometrischer Genauigkeit, damit sie Verschleiß widerstehen und kritische Spielfreiheiten über eine lange Einsatzdauer hinweg beibehalten können; dadurch wird die Geräuschquelle minimiert.

Reaktionsverzögerung des hydraulischen Stößels und ihre Auswirkung auf die Leerlaufglätte

Hydraulische Ventilspielausgleicher (HLA) oder hydraulische Stoßstangen wurden tatsächlich entwickelt, um automatisch einen Null-Ventilspiel zu gewährleisten und so das typische Klackern bei mechanischen Einstellungen zu vermeiden. Sie führen jedoch eigene NVH-Herausforderungen mit sich – insbesondere bei niedrigen Motordrehzahlen wie im Leerlauf. Der innere Betrieb eines HLA hängt vom Motoröl-Druck und einer präzisen Dosierung des Öls durch kleine Düsenauslässe ab.

Bei niedriger Drehzahl ist der Öldruck deutlich geringer. Ein bestimmter Hydraulikstößel mit träge reagierenden Eigenschaften kann möglicherweise nicht mehr schnell genug gefüllt werden oder reagiert nicht rasch genug, um das Nockenprofil fehlerfrei zu verfolgen, was zu einer vorübergehenden „Verzögerung“ oder einem mäßigen Zusammenbruch führt. Dies kann zu ungenauen Ventilöffnungs- und -schließvorgängen führen. Die Unregelmäßigkeit zwischen mehreren Ventilen äußert sich tatsächlich als rauer oder ungleichmäßiger Leerlauf, häufig begleitet von einem tieffrequenten Brummen oder einer leicht erhöhten Vibration. Die Ingenieure von Suzhou Topu begegnen diesem Problem durch eine sorgfältige Konstruktion der inneren Ölkanäle und durch umfangreiche Tests der Ventilmechanismen unserer Hydraulikstößel. Ziel ist es, auch bei niedrigem Druck eine schnelle Reaktionsfähigkeit und eine konstante Leistung sicherzustellen – was unmittelbar zu einem ruhigeren und stabileren Motorleerlauf beiträgt.

Maßnahmen zur Minimierung von Geräuschen, die durch Hydraulikstößel in Pkw-Motoren verursacht werden

Die Minderung von NVH-Problemen im Zusammenhang mit den Stößeln erfordert tatsächlich einen vielschichtigen Ansatz, der fortschrittliches Konstruktionsdesign, spezifische Fertigungsverfahren sowie eine optimale Integration der Komponenten kombiniert. Bei Pkw-Motoren, bei denen die Laufruhe höchste Priorität hat, sind zahlreiche Techniken entscheidend.

Zunächst sind die Festlegung des Werkstoffes und die Verfestigungsstrategien tatsächlich entscheidend. Der Einsatz hochwertiger Legierungen sowie die Anwendung fortschrittlicher Oberflächenbehandlungen wie Diamant-ähnliche Kohlenstoffbeschichtungen (DLC-Beschichtungen) kann die Reibung und den Verschleiß zwischen Nocken- und Stößeloberfläche tatsächlich deutlich reduzieren, die Wechselwirkung abschwächen und hochfrequente Geräuschentstehung dämpfen. Zweitens ist bei hydraulischen Stößeln die Optimierung der inneren Dämpfungseigenschaften tatsächlich unerlässlich. Dies umfasst insbesondere eine sorgfältige Abstimmung des Öldurchflusses, um einen geräuscharmen Betrieb sicherzustellen, ohne dabei die für eine saubere Leistung erforderliche Ansprechgeschwindigkeit einzubüßen. Schließlich ist die Erzielung extrem präziser Maßtoleranzen sowie eine exakte Übereinstimmung des Nockenprofils während der Fertigung zwingend erforderlich. Selbst mikroskopisch kleine Abweichungen können zu einer ungleichmäßigen Belastung und damit zu Geräuschen führen. Bei der Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd. sind die internen Konstruktions- und Fertigungsprozesse unseres Teams wirklich darauf ausgerichtet, diese Strategien umzusetzen. Unser Team fertigt spezielle Stößel, die nicht nur langlebige Komponenten sind, sondern auch aktive Beiträge zu einem leiseren, ruhigeren und harmonischeren Motorlauf leisten – um die anspruchsvollen NVH-Anforderungen modernster Personenkraftwagen zu erfüllen.

Indem wir uns ehrlich auf die spezifischen, komplexen Dynamiken des Ventiltriebs konzentrieren, kann unser Team dabei helfen, bestimmte Triebwerke zu entwickeln, die nicht mehr nur leistungsstark, sondern auch stark weiterentwickelt sind.