Die Nockenwelle ist ein stabförmiges Element im Verbrennungsmotor, auf dem mindestens ein gerundeter, exzentrischer Vorsprung, der sogenannte Nocken, liegt. Die Welle dreht sich um die eigene Achse und erzeugt gleichzeitig durch den Nocken eine kurze Längsbewegung. Meistens liegen die Konturen dabei parallel zur Nockenwelle, allerdings gibt es manchmal auch angeschrägte Nocken.
Das Drehtempo der Nockenwelle liegt bei fast allen Viertaktmotoren (Ausnahme Sternmotoren) bei der halben Drehzahl der Kurbelwelle. Diese treibt die Nockenwelle entweder über einen Zahnriemen oder eine Steuerkette, selten auch über eine Königswelle oder einen Zahnradsatz an.
Gefertigt sind Nockenwellen aus Grauguss, Kugelgraphitguss, Vergütungsstahl oder Nitrierstahl. Um ihr Gewicht zu reduzieren, sind sie manchmal hohlgebohrt oder -gegossen. Weitere Gewichtsersparnisse können sich durch den Zusammenbau aus Einzelteilen ergeben, bei dem die Nocken und Lager mithilfe von einem sehr hohen Wasserdruck im Rohr in ihrer Position verbleiben. Diese um bis zu 40 Prozent leichteren Stahlrohrnockenwellen mit Sintermaterialien sind als „gebaute Nockenwellen“ bekannt. Sowohl die Lager als auch die Nockenbahnen sind in der Regel gehärtet.
Eine Nockenwelle ist nicht nur im Lkw, sondern in jedem Verbrennungsmotor vorhanden. Sie ist Teil des Ventiltriebs, der die Aufgabe hat, die Ein- und Auslassventile zur richtigen Zeit zu öffnen und zu schließen. Prinzipiell kann ein einziger Nocken sogar mehrere Ventile gleichzeitig bedienen. In Reihenmotoren sind maximal zwei Nocken verbaut, in Boxer- und W-Motoren bis zu vier Nockenwellen.
Der Nocken drückt das Ventil in eine geöffnete Stellung, in der Weiterbewegung sorgt die Ventilfeder für das Schließen des Ventils. Da der Nocken das Ventil nicht direkt mittig, sondern leicht seitlich trifft, dreht es sich mit jeder Bewegung minimal, sodass es keine Druckstellen gibt.
Bei älteren Einspritzpumpen betätigen Nockenwellen auch das oder die Pumpenelement(e) für die Kraftstoffförderung zu den einzelnen Saugrohren oder Zylindern.
Entsprechend der Lage im Motor lassen sich unten und oben liegende Nockenwellen unterscheiden.
· Bei Motoren mit geringer Drehzahl bietet sich eine OHV-Steuerung an (Over Head Values), bei der die Nockenwelle im Motorblock liegt und über Stößelstangen und Schlepphebel auf die Ventile einwirkt. Das erfordert das Bewegen zahlreicher mechanischer Teile beim Schließen der Ventilfeder. Die Ventile arbeiten im Zylinderkopf und werden entsprechend hängende Ventile genannt.
· Bei Motoren mit hohen Drehzahlen verbreitet sind Nockenwellen im Zylinderkopf. Diese bezeichnet man als OHC (Over Head Camshaft) oder bei zwei Nockenwellen als DOHC (Double Over Head Camshaft). Der Antrieb der Ventile erfolgt hier über Kipphebel, Schlepphebel oder direkt über Tassenstößel.
Die Nockenwelle im Lkw zählt nicht zu den Verschleißteilen, sondern hält meist so lange wie das Fahrzeug selbst. Nichtsdestotrotz ist das Risiko von Beschädigungen vor allem bei sehr hohen Laufleistungen nicht ausgeschlossen.
· Verbreitet sind beispielsweise Abnutzungserscheinungen an den Lagerschalen, in denen die Nockenwelle liegt. Mangelt es hier an einer ausreichenden Schmierung, bilden sich Riefen an den Schalen. Allerdings gibt es durchaus auch Nockenwellen, die ohne Lagerschalen laufen.
· Möglich ist zudem ein Materialabtrag an den Nocken selbst, die permanent einer hohen Beanspruchung unterliegen. Dieser Abtrag – als „eingelaufene Nockenwelle“ bezeichnet – hat zur Folge, dass die Ventile nicht mehr zur richtigen Zeit öffnen und schließen. Das kann sich mit der Zeit durch einen unrunden Lauf des Motors, Startschwierigkeiten und eine reduzierte Leistung bemerkbar machen.
· Kleine Ausbrüche an den Nocken führen zu einer löchrigen Oberfläche der Nocken. Das reduziert die optimale Ölschmierung, die kleinen Partikel können zudem zu Verstopfungen im Ölkreislauf führen.
· Die Abdichtung der Nockenwelle durch den Ventildeckel erfolgt durch eine Gummidichtung, die mit den Jahren reißen oder porös werden kann. Die Folge: Öl tritt aus und beschädigt eventuell den Zahnriemen.
· Der Nockenwellensensor, der zusammen mit dem Kurbelwellensensor die Kraftstoffeinspritzung reguliert, unterliegt ebenfalls immer wieder Defekten, die sich durch einen schwankenden Leerlauf oder einen Fehler im Fehlerspeicher äußern.
Eine Sichtprüfung der Nockenwelle gibt schnell Aufschluss über mögliche Defekte. Dazu reicht es aus, den Ventildeckel zu entfernen. Die Nockenwelle sollte blank und frei von Schleifspuren sein. Auch darf es keine mahlenden Geräusche geben.
Daneben gibt es Schäden in den Lagern oder an den Gleitflächen, die erst nach dem Ausbau der Nockenwellenschalen sichtbar sind.
In der Vergangenheit griffen Werkstätten bei einer defekten Nockenwelle oft zuerst auf das Umschleifen der Nockenwelle zurück, um eingelaufene Nockenwellen zu reparieren. Aktuell ist diese Praxis jedoch nur noch selten verbreitet, da eine neue Nockenwelle meist günstiger ist als die Bearbeitung der alten.
So oder so: Eine Reparatur der Nockenwelle ist kostspielig, da zahlreiche Teile ausgebaut werden müssen, um die Nockenwelle im Motor zu erreichen. So kann selbst der Austausch des Dichtrings mit Werkstattkosten von mehreren Hundert Euro verbunden sein. Es lohnt sich also, direkt auch Zahnriemen oder Steuerkette zu ersetzen, die mit ähnlichen Arbeitsschritten verbunden sind.
Beim Ersatz einer defekten Nockenwelle im Lkw ist es wichtig, ein passendes Ersatzteil zu kaufen. So gibt es z. B. spezielle Nockenwellen für Volvo Lkw, Scania oder Mercedes-Nockenwellen, die nicht kompatibel zueinander sind. In unserem preisgekrönten Online-Shop von Motointegrator finden Sie nicht nur passende Ersatzteile für alle gängigen Lkw-Marken, sondern auch Nockenwellen für Autos. Überzeugen Sie sich von Markenprodukten in Top-Qualität zu unschlagbar günstigen Preisen.
