Ventil mit Oberventilsteuerung
Englisch: overhead valve
Ventiltyp in Verbrennungsmotoren, bei dem sich Ein- und Ausblassventile im Zylinderkopf (über dem Kolben) befinden. Die Nockenwelle kann neben den Kolben angeordnet sein (mit Stoßstangen und Kipphebeln zur Ventilbetätigung) oder direkt über den Ventilen, was als Nockenwellenbetätigung von oben bezeichnet wird.
Overhead Valve: Ventile in der Zylinderkopf montiert, nicht im Block
Ein Overhead-Valve-Motor positioniert seine Ein- und Auslassventile im Zylinderkopf direkt über der Brennkammer, statt im Motorblock neben den Kolben. Diese Anordnung verbessert die Gasströmung in den und aus dem Zylinder, ermöglicht größere Ventildurchmesser und besseres Ansaugen bei höheren Drehzahlen. Die Bauform wurde dominant in der Automobil- und Kleinmotorenherstellung, weil sie mehr Leistung und Effizienz als die ältere Seitenventil- oder Flachkopfbauweise liefert.
Zwei mechanische Anordnungen gibt es im Overhead-Valve-Design. Bei Stößelstangen-Motoren treibt eine tief im Block montierte Nockenwelle Stößelstangen an, die Kipphebel anheben und diese wiederum die Ventile im Kopf öffnen. Bei Nockenwellen-oben-Motoren sitzt die Nockenwelle direkt im oder über dem Zylinderkopf und spart sich die Zwischenschaltung. Nockenwellen-oben-Motoren reduzieren die hin- und herbewegende Masse und können mit weniger Verschleiß bei höheren Drehzahlen laufen, aber Stößelstangen-Designs bleiben in der Herstellung billiger und sind in vielen Last- und Industrieanwendungen einfacher zu warten.
Häufige Probleme und Wartung
Ventilsitze im Zylinderkopf nutzen sich ab und können Pitting bekommen, was regelmäßiges Schleifen oder Austausch erfordert, um eine gute Dichtung zu bewahren. Ventilschäfte gleiten durch Führungen, die schließlich verschleißen und Öl an den Dichtungen vorbeiführen lassen, was Blow-by erhöht. Stößelstangen-Motoren erleiden zusätzlichen Verschleiß in den Kipphebeln und Ventilstößeln, da die Metall-auf-Metall-Kontaktflächen über tausende Betriebsstunden mikroskopische Schäden anhäufen. Nockenwellen-oben-Motoren vermeiden einige dieser Verschleißarten, erfordern aber präzisere Zahnriemen- oder Kettenjustierung.
Der Begriff "Overhead Valve" entstand in den 1910er-Jahren, als Hersteller mit Ventilplatzierung experimentierten. Frühe Motoren montierten Ventile neben Zylindern, um Guss und Bearbeitung zu vereinfachen, aber die obere Anordnung ermöglichte halbkugel- oder keilförmige Brennkammern, die Kraftstoff effizienter verbrennen. Der Name spiegelt die physische Lage wider: Die Ventile sind oben, im Kopf, im Gegensatz zu flach an den Seiten. Moderne Motoren verwenden fast universell Overhead-Ventile, weil die Alternativen bei Personenwagen oder leichter Industrieausrüstung keinen praktischen Vorteil bieten.