Funktion

Die Ventile des Hubkolbenmotors befinden sich im Zylinderkopf des Motors und werden über die Nockenwelle betätigt. Andere Motorenarten wie beispielsweise der Wankelmotor benötigen keine Ventile.

Die Nockenwelle wird über den Zahnriemen oder die Steuerkette von der Kurbelwelle angetrieben. Dieses nennt man Ventilsteuerung. Die Nockenwelle öffnet und schließt kurbelwellensynchron die Einlassventile und die Auslassventile des Motors und eine Feder schließt das Ventil.

Die Ventile werden von der Ventilschaftdichtung geführt deren Hauptaufgabe es ist, eine ausreichende Schmierung des Ventils zu gewährleisten. Bei konventionellen Ventilschaftdichtungen kann ein zu hoher Abgasgegendruck die Dichtlippe anheben, sodass Verbrennungsgase in die Ventilführung eindringen können.

Die Ventile setzen auf dem Ventilsitz auf und verschließen damit den Brennraum. Der Ventilsitz oder genauer der Ventilsitzring verhindert, dass die Metalle des Ventils und des Zylinderkopfes mechanisch aufeinanderschlagen und Beschädigungen produzieren.

Es gibt zwei Funktionen für Motorventile. Die Einlassventile und die dazu gehörenden Auslassventile.

Einlassventile:
Einlassventile öffnen und schließen den Einlass von dem Luft-Kraftstoffgemisch oder nur von Luft für den Verbrennungsvorgang der durch den entstehenden Unterdruck des nach unten arbeitenden Kolbens angesaugt wird (Saugermotor).

Wird die Luft oder das Luft-Kraftstoffgemisch mit Druck in den Brennraum geführt spricht man von Aufladungssystemen wie Turbolader oder Kompressoraufladung.

Sofern bei dem Motor der Kraftstoff direkt in die Brennräume eingespritzt (Einspritzer) wird, sehr bekannt ist das bei Dieselfahrzeugen mit Common Rail System oder seinem Vorgänger dem Pumpe-Düse System ausschließlich Luft für den Verbrennungsvorgang über die Einlassventile in den Brennraum geführt.

Die Einlassventile können bei einigen Motorvarianten größer als die Auslassventile sein, weil Unterdruck beim Ansaugen nicht so effektiv ist wie Überdruck bei Auslassen. Andererseits können auch die Auslassventile größer sein, da die entweichenden Gase deutlich wärmer sind als die eingeleiteten Gase und so sich eine andere Wärmeausdehnung entsteht.

Auslassventile:
Auslassventile hingegen öffnen und schließen sich, um die sehr heißen Abgase, die beim Verbrennungsvorgang entstanden sind, aus dem Brennraum über das Hosenrohr in die Abgasanlage zu lassen.

Das Auslassventil öffnet weit vor UT, damit die Abgase Druck abbauen können und der Kolben nach UT nicht gegen einen hohen Druck arbeiten muss. Der Verlust an nutzbarem Gasdruck wird hingenommen, weil er nicht so groß ist.

Grundsätzlich:
Die Verbrennungstemperaturen des Brennraums werden über die Ventilsitzringe an den Zylinderkopf und von dort weiter an den Kühlmittelkreislauf abgegeben.

Das sogenannte Ventilspiel am Ventil ist erforderlich, damit die Ventile auch dann dicht schließen, wenn der Motor betriebswarm ist und sich deshalb das Material vergrößert. Der Ingenieur spricht von dem Wärmeausdehnungskoeffizzient. Hierfür ist eine Einstellschraube vorhanden oder Sie justieren das Ventilspiel mittels einer Einstellscheibe am Schlepphebel nach.

Einige Ventile haben einen hydraulischen Ausgleich des Ventilspiels, den man als Hydrostößel kennt.

Woran erkennt man einen Defekt

Sind Ventile defekt, merkt man das in der Regel sofort. Typisch sind folgende Möglichkeiten:

• Der Motor des Fahrzeuges springt nicht richtig an.
• Die Leistung des Fahrzeuges lässt nach.
• Die Leerlaufdrehzahl schwankt.
• Der Auspuff kann qualmen.
• Erhöhter Ölverbrauch.
• Der Motor klackert.

Wenn die Abdichtungen der Ventile nicht mehr korrekt gegeben ist, dann kann keine „saubere“ Verbrennung stattfinden. Als erstes Anzeichen im Anfangsstadium führt es zu einem erhöhten Ölverbrauch, da das Öl, welches die Ventile schmieren soll, beim Verbrennungsvorgang in der Brennkammer mit verbrannt wird. Dieses Ölverbrennen führt zu mehr oder wenigem dunklem Qualm aus dem Auspuff und führt zu Verkokungen. Dadurch können andere nachgeordnete technische Komponenten wie zum Beispiel die Lambdasonde, die Katalysatoren oder Rußpartikelfilter geschädigt werden.

Auch kann der Motorkolben durch die Verkokungen eine nicht mehr optimale Wärmeabfuhr haben und deshalb überhitzen und zerstört werden.

Es kann jedoch auch möglich sein, dass die Feder, die für das Schließen der Ventile benötigt wird, mechanisch bricht. In diesem Fall kann das Ventil nicht mehr schließen und im schlimmsten Fall kann der Kolben mit dem Ventil mechanisch kollidieren.

Die Konsequenz kann die gleiche sein wie bei einem gerissenen Zahnriemen: Motorschaden.

Ursachen für einen Defekt

Es kann verschiedene Ursachen für einen Defekt an den Ventilen geben. Klassisch ist, dass das Ventilspiel zu eng eingestellt wurde oder das die Wartungsintervalle überzogen wurden.

Die Folge ist, dass das Ventil nicht mehr richtig schließt und das am Ventilsitz vorbeiströmende sehr heiße Verbrennungsgase alle mit dem Ventil in Verbindung stehende Teile schädigt. Es kommt zum Überhitzen und Durchbrennen des Aufsitzbereich des Ventils. Außerdem kann die Ventilschaftdichtung geschädigt werden und so kann Motoröl in den Verbrennungstrakt kommen. Darüber hinaus kann es zu Verkokungen an diversen Stellen kommen.

Kosten für die Instandsetzung

Die Kosten orientieren sich an der Motorbauart. Umso mehr Zylinder ein Motor hat, umso mehr Ventile besitzt er auch. Beispielsweise hat ein Motor mit Vierventil Technik an jedem Zylinder zwei Einlass- und zwei Auslassventile.

Damit Ventile richtig sitzen, dass bedeutet, dass die Ventile den Brennraum absolut dicht abschließen, müssen sie aufwendig eingeschliffen werden.

Bei einem modernen 4-Zylinder Benzinmotor kann der Wechsel aller Ventile inklusive Material circa 500,00 bis 1.000,00 Euro kosten.

Bei einem Dieselmotor sind die Kosten in der Regel ungefähr 35 % höher, da die Ventile und die Federn widerstandsfähiger sind.