Ventilsteuerung

Eine Ventilsteuerung oder ein Ventiltrieb ist ein Mechanismus (Kurvengetriebe), der bei einem Hubkolbenmotor die Ventile und damit den Ladungswechsel durch Öffnen und Schließen der Lufteinlass- und Abgasaustrittskanäle steuert.

Er wird in fast allen Viertaktmotoren verwendet – Ausnahmen wie der Schiebermotor sind selten. In Zweitaktmotoren dagegen werden überwiegend keine Ventile benutzt, außer bei großen Zweitakt-Schiffsdieselmotoren, die Auslassventile haben.

In der Regel wird ein Ventil von einer Nockenwelle (engl. camshaft) über einen Stößel, Schlepphebel oder Kipphebel geöffnet. Die wenigen Ausnahmen sind Pneumatik-, Hydraulik- oder Magnetventile. Geschlossen werden Ventile durch Schraubenfedern, selten durch Drehstabfedern, Gasfedern oder über einen Schließnocken zwangsgesteuert (desmodromisch). Bei frühen hochdrehenden Viertaktmotoren wurden bevorzugt Haarnadelfedern eingesetzt, da die zu jener Zeit verfügbaren Federstähle die Fertigung zuverlässiger Schraubenfedern nicht erlaubten. Haarnadelfedern konnten zur Sicherheit paarweise eingesetzt werden, außerhalb des Zylinderkopfes im kühlenden Luftstrom untergebracht werden (Norton International und Manx) und waren im Fall eines Bruchs einfach ohne weitere Montagearbeiten zu tauschen. Mit der Etablierung neuerer Stahllegierungen setzten sich aber Schraubenfedern flächendeckend durch. Seit den neunziger Jahren werden in hochdrehenden Rennmotoren der Formel 1 pneumatische Schließmechaniken eingesetzt, die eine höhere Eigenfrequenz haben und dadurch schnellere Ventilbewegungen zulassen. Diese Federn benötigen eine Luftpumpe oder – im Renneinsatz üblich – einen für die Dauer eines Rennens dimensionierten Druckluftvorrat.

Die Nockenwelle wird von der Kurbelwelle angetrieben, bei Viertaktmotoren mit einer Übersetzung von 2:1, d. h. die Nockenwelle hat die halbe Drehzahl der Kurbelwelle.

Im Betrieb werden Ventile während jeder Sekunde mehrmals – bei Schiffsdieseln etwa einmal, aber bis zu fünfzig mal bei Rennmotoren – geöffnet und geschlossen, also beschleunigt und wieder zum Stillstand gebracht. Die Bewegungen der Ventile und des Kolbens im Zylinder müssen genau aufeinander abgestimmt sein.