Warum sind Zylinder mit vier Ventilen besser als solche mit zwei?

Warum sind Zylinder mit vier Ventilen besser als solche mit zwei? Bevor wir diese Frage beantworten, müssen wir berücksichtigen, dass bei Motoren Luft gleich Leistung ist, denn die zusätzlichen Ventile lassen in den Zylindern deutlich mehr Luft einströmen.

Wie Experten bestätigen, verbessern die mehreren Ein- und Auslassventile die Fahrbarkeit und sogar die Leistung.

Heutzutage sind Motoren mit vier Ventilen pro Zylinder die Regel. Motoren mit zwei Ventilen pro Zylinder gehören der Vergangenheit an, denn es hat sich gezeigt, dass Fahrzeuge mit diesen „zwei zusätzlichen Ventilen pro Zylinder“ eine bessere Leistung bieten.

Es ist wichtig hervorzuheben, dass die Funktionsweise des Motors davon abhängt, wie viel Luft jeder Zylinder „ansaugen“ kann, um Energie zu erzeugen. Überraschenderweise ist es nicht der beste Weg, zwei große Ventile zu verwenden, eines zum Ausstoßen der Abgase und ein größeres Einlassventil, um Luft und Kraftstoff einzulassen.

Vier Ventile pro Zylinder besser als zwei

Zeigen die Zahlen überraschenderweise, dass zwei kleinere Ventile, sagen wir, jeweils halb so groß wie ein einzelnes Ventil, mehr Luft in den Motor strömen lassen? Die Leistung, die ein Motor erzeugt, leitet sich vom Drehmoment ab, das in jedem Verbrennungszyklus entsteht. Bis zu einem gewissen Grad gilt also: Je schneller ein Motor hochdreht, desto mehr Leistung erzeugt er. Bei hohen Drehzahlen wird es jedoch schwieriger, schnell genug Luft zu bekommen, und genau hier haben zwei Einlassventile gegenüber einem einzelnen einen Vorteil.

Die zusätzlichen Ventile geben den Konstrukteuren außerdem mehr Spielraum, die Verwirbelung im Brennraum zu verbessern, die für das Gemisch aus Kraftstoff und Luft notwendig ist. Kleinere Bauteile sind zudem leichter, was ein Vorteil ist, wenn sie sich schneller bewegen müssen. Nachteilig ist, dass Konstruktionen mit vier Ventilen deutlich mehr Teile und eine aufwendigere Bearbeitung erfordern als solche mit zwei Ventilen. Deshalb war der Einsatz dieser Bauweise früher auf exotischere Motoren beschränkt.

Die Idee ist nicht neu: Sie tauchte bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts in Automobilen auf. Honda fand in den 1970er-Jahren mit den Dreiventilmotoren pro Zylinder des Civic einen Mittelweg: zwei Einlassventile und ein Auslassventil pro Zylinder. Dies bietet den Großteil des Vorteils der Vierventiltechnik, verwendet aber nur eine Nockenwelle, um die Kosten niedrig zu halten.

Der jüngste große Unterschied war die Direkteinspritzung mit einem Injektor in jedem Brennraum sowie eine Zündkerze. Bei Direkteinspritzern liegt ein Großteil des Brennraums in der Kolbenmulde, um maximale Verwirbelung und die beste Mischung aus Luft und Kraftstoff zu erzeugen. Die Gestaltung der Einlasskanäle im Zylinderkopf bleibt dennoch wichtig.

Obwohl die meisten modernen Motoren heute allgemein durch Turbolader unterstützt werden, spielt die Kühlung eines Motors weiterhin eine wichtige Rolle.