Leichtbauventile

Leichtbauventile

Die Leistungsfähigkeit eines Ventiltriebsystems wird hauptsächlich durch die oszillierend bewegten Massen bestimmt. Deshalb muss beispielsweise bei Hochdrehzahlmotoren die Steifigkeit des Gesamtventiltriebs erhöht werden. Alternativ kann die Masse der Ventile, als größter Anteil der bewegten Masse im Zylinderkopf, reduziert werden.

Genauso ist es möglich, bei gleich bleibendem Drehzahlniveau mit dem Einsatz leichterer Ventile auch Nocken, Schlepphebel, Stößel und Federn leichter und kostengünstiger auszulegen und darüber hinaus Verbesserungen beim Kraftstoffverbrauch und der Motorgeräuschentwicklung zu erzielen.

MAHLE untersuchte systematisch werkstoffliche und konstruktive Ansätze für leichtere Ventile. Das Ergebnis einer aufwendigen Entwicklungsarbeit sind die neuen MAHLE Leichtbauventile aus Stahlblech, die eine Gewichtsreduzierung von bis zu 50 Prozent im Vergleich zum konventionellen Vollschaftventil ermöglichen. Neben der Reduzierung der bewegten Masse im Ventiltrieb ergibt sich auch eine Ersparnis bei der statischen Masse des Motors. Die Leichtbauventile verringern maßgeblich den Verschleiß an Ventilsitz und Ventilsitzring. Auch hinsichtlich der Gewichtstoleranzen zeigen die neuen Ventile durch eine sehr kleine Streuung deutliche Vorteile.

Das neue MAHLE Leichtbauventil ist eine geschweißte Hohlstruktur aus kalt umgeformten Stahlblechteilen. Für höchste Stabilität sorgt die Verbindung von Teller und Schaftrohr, die wirksam Brennraumdruck und Seitenkräfte aufnimmt. Weder die sehr präzisen lasergeschweißten Verbindungen noch die kaltgeformten Blechteile benötigen eine zusätzliche mechanische Nachbearbeitung - nur die Funktionsflächen werden noch geschliffen. Aufgrund seiner stabilen Konstruktion hält das Leichtbauventil sehr hohen Zünddrücken stand. Bei den Auslassventilen kann vor dem Aufschweißen des Schaftendes Natrium zur Absenkung der Ventiltemperaturen in die hohle Struktur eingeführt werden. Eine Technik, die besonders bei turboaufgeladenen Motoren zur Anwendung kommt und für Abgastemperaturen bis über 1.000 °C geeignet ist.