ohc_data.htm
Kennzeichnendes Merkmal des OHC-Motors ist die Lage der Nocken, die oberhalb der Trennlinie Zylinder - Zylinderkopf
liegen müssen; bei Boxermotoren, sonstigen Motoren mit mehreren Zylinderreihen und hängend eingebauten Reihenmotoren ist
mit "oberhalb" gemeint: auf der dem Verbrennungsraum zugewandten Seite der Trennlinie; oben liegende Nockenwellen liegen
also bei hängend eingebauten Flugmotoren tatsächlich unterhalb der Verbrennungsräume. Die Ventile können dabei von den
Nocken direkt über Tassenstößel, indirekt über Kipp- oder Schlepphebel gesteuert werden.
SOHC (englisch: Single Overhead Camshaft) bezeichnet zwei verschiedene Bauformen beim Viertaktmotor. Zum einen wird so gelegentlich
die klassische OHC-Steuerung des Zweiventilmotors genannt, bei der eine einzelne Nockenwelle direkt über den in einer Linie
angeordneten Ventilen angeordnet ist. Gebräuchlicher ist die Bezeichnung SOHC jedoch bei Motoren mit drei oder vier Ventilen je
Zylinder, bei der die Ventile, anders als beim DOHC-Motor, von nur einer zentralen oben liegenden Nockenwelle je Zylinderbank
gesteuert werden. Die Nockenwelle ist platzsparend zwischen den V-förmig angeordneten Ein- und Auslassventilen verbaut, die Betätigung
der Ventile erfolgt in der Regel über (Rollen-)Kipphebel. Der Zylinderkopf eines SOHC-Motors baut dadurch deutlich kompakter als der
eines DOHC-Motors. Beispiele für Vierventil-SOHC-Motoren sind die Husaberg FE 570 und der Chrysler Neon, Dreiventil-SOHC-Motoren findet
man in der Honda NTV und diversen Mitsubishi Colt.
OHC-Motoren, deren Nockenwelle seitlich oben im Zylinderkopf liegt, nennt man speziell CIH-Motoren (Camshaft In Head). Diese Bauform mit
herkömmlichen (Hydro-)Stößeln findet man z. B. bei Vier- und Sechszylindermotoren der Marke Opel, die von 1965 bis Anfang der 1990er
hergestellt wurden, siehe auch Opel CIH. Diese Motoren sind jedoch nicht so drehzahlfest wie übliche OHC-Motoren. Sie haben Kipphebel
und Stößel, aber keine Stoßstangen. Bei CIH-Motoren stehen alle Ventile in einer Reihe.
Eine ganz ähnliche Lösung, jedoch mit V-förmig hängenden Einlass- und Auslassventilen - diese Anordnung ermöglicht einen halbkugelförmigen
Brennraum - nennt Ford CVH-Motor (Camshaft in head, "V" valve angle, hemispharic combustion chamber = Nockenwelle im (Zylinder-)Kopf,
V-förmig angeordnete Ventile, hemisphärischer Brennraum), der in Europa von 1,1 bis 1,8 Litern Hubraum und mit ca. 50 bis 132 PS Nennleistung
angeboten wird. Bei diesem OHC-Motor sitzt die Nockenwelle mittig über der Kurbelwelle in einem Leichtmetall-Zylinderkopf zwischen den
Ventilen. Diese werden über hydraulische Ventilstößel (beim RS1600i mechanisch, beim Sierra 1.8 Rollenstößel) und Kipphebel angetrieben.
Die kompaktere Bauweise - wie auch bei CIH - gegenüber den klassischen OHC-Motoren war ein Vorteil, die bauartbedingte Höchstdrehzahl von
damals ca. 8000 1/min ein Nachteil. Ähnliche Konstruktionen gab es in den sechziger Jahren bei BMW und NSU und später bei Peugeot.
Alle diese Viertakt-Hubkolbenmotoren sind zugleich OHV-Motoren, da ihre Ventile - unabhängig von der Lage der Nockenwelle(n) - im Zylinderkopf
"hängend" angeordnet sind. OHV-Motoren werden jedoch, um eine klare Unterscheidung der Ventilsteuerungen zu gewährleisten, nur dann so genannt,
wenn sie keine oben liegenden Nockenwellen haben.
SV-Motoren haben "stehende" Ventile und keine oben liegende Nockenwelle.
Koaxial zur Kurbelwelle ist üblicherweise die Nockenwelle eines Sternmotors angeordnet; wegen der kurzen Bauweise mit großem Durchmesser
wird sie hier als Nockentrommel oder -ring oder -scheibe bezeichnet. Wegen der koaxialen Anordnung spricht man bei Sternmotoren nicht von
obenliegenden Nockenwellen, allerdings können sich die Steuernocken - je nach Durchmesser der Nockentrommel - unterschiedlich nahe bei den
Ventilen befinden. Grundsätzlich können auch bei Sternmotoren Nockenwellen in den Zylinderköpfen angeordnet werden.
Grundsätzlich sind auch Ventilsteuerungen ohne Nockenwellen (z. B. über eine Pneumatik) und sogar die ventillose Steuerung der
Gaswechselvorgänge beim Viertaktmotor durch Schiebersteuerungen möglich.
Im Vergleich zu Ketten sind Zahnriemen billiger, benötigen keine Schmierung (und somit keine öldichte Kapsel) und laufen leise. Als erster
Anwender des Steuerzahnriemens gilt der Dingolfinger Landmaschinen- und Automobilhersteller Hans Glas. Nachteil ist die notwendige exakte
Spannung des Riemens und die Gefahr, dass dieser bei falscher Spannung oder Materialermüdung reißen kann, was meist einen kapitalen Motorschaden
bewirkt. Regelmäßige Kontrolle und rechtzeitiger Austausch sind folglich nötig.
In den 1940er Jahre gab es serienmäßig den Jaguar XK-DOHC-Motor in Sportwagen und Saloons und den Motor des Crosley CC mit einer
königswellengetriebenen Nockenwelle. Erst gegen Ende der 1950er wurden OHC-Motoren bei Pkws populär. Pioniere waren Alfa Romeo (DOHC),
BMW (OHC mit Kipphebeln), Lloyd bei den letzten Alexander-Modellen und NSU, die (mit Ausnahme von NSU-Motorrädern und der Zweizylinder-Motoren
im PKW-Modell "NSU Prinz": Schubstangen) auf den Nockenwellenantrieb mit einer Kette setzten. Der Durchbruch im Massenmarkt gelang allerdings
erst mit dem Antrieb durch einen Zahnriemen. Das erste Modell mit zahnriemengetriebener Nockenwelle war 1962 der Glas 1004, allerdings noch
ohne Durchbruch am Massenmarkt.
Die oben liegende Nockenwelle bietet auf Grund ihrer geringen für die Ventilbetätigung bewegten Massen die ideale Voraussetzung für hoch drehende
Motoren und ist wesentlich verschleißfester als die OHV-Technik.
Der Umstieg auf oben liegende Nockenwellen erforderte von den Fahrzeugherstellern fast vollständige Motorneukonstruktionen, weshalb viele Hersteller
die Umstellung scheuten und ihre OHV-Motoren noch sehr lange nach Aufkommen der OHC-Technik anboten.
Im Gegensatz zu OHV-Motoren erfordern DOHC-Motoren größeren Aufwand bei der Wartung und einen regelmäßigen Austausch von Zahnriemen
(Wartungsintervalle zwischen 40.000 bis 120.000 km). Die Steuerkette wurde durch ihre größere Länge eher unpräzise. Ein gerissener Zahnriemen
oder eine gerissene Steuerkette bedeutet oft einen schweren Motorschaden: Die Ventile kollidieren mit den Kolben. Ausgenommen davon sind
allerdings die Freiläufer, bei denen die Kolben nicht an die Ventile schlagen können.
Lange Steuerketten erfordern Führungs- und Spannschienen; nicht selten sind es drei oder vier im Umlauf. Insbesondere V-Motoren mit extrem langen
Steuerketten-Umläufen sind wartungs- bzw. kontrollbedürftig (von der Kurbelwelle herauf zum ersten Zylinderkopf, herab zum Umlenkrad, herauf zum
zweiten Zylinderkopf, wieder herab zur Kurbelwelle, das sind vier Ketten-Trums in V-Form). Spannschienen sind wegen ihrer kettenseitigen
Kunststoffauflage Verschleißteile, die nach ca. 150.000 bis 300.000 km gewechselt werden sollten.
Die komplizierte Führung von Steuerkette oder Zahnriemen ist ein Grund für die Verwendung der OHV-Bauweise bei Lkw und vielen amerikanischen
Fahrzeugen mit V-Motor: Hier genügt eine zentrale Nockenwelle, die über eine kurze Kette oder ein Zahnradpaar von der Kurbelwelle angetrieben werden kann.