Steuerriemen (Nockenwellenriemen) von Motoren und Zahnriementriebe mit mehreren Scheiben: Riemenlänge und Zähnezahl um beliebig viele Scheiben, Umlenk- und Spannrollen, Übersetzung Kurbel- zu Nockenwelle, Verstellung der Steuerzeit je Riemenzahn, Zähne im Eingriff und Umschlingung an jeder Scheibe. Ziehen Sie die Scheiben, um die Anordnung zu ändern.
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Lassen Sie „Riemenzähne“ leer, um die nächste ganze Zähnezahl zu verwenden. Geben Sie die auf dem Riemen aufgedruckte Zähnezahl ein, um zu sehen, wie viel die Spannrolle ausgleichen muss.
In Laufrichtung des Riemens um die Schleife. Die Funktionen „Kurbelwelle“ und „Nockenwelle“ bestimmen das Steuerverhältnis. Innen = Riemenzähne auf der Scheibe; Rücken = glatte Umlenk- oder Spannrolle auf dem Riemenrücken. Koordinaten ab Kurbelwellenmitte, y nach oben.
| Name | Funktion | Zähne / Ø | Seite | x mm | y mm | Wirk-Ø | Umschlingung | Zähne im Eingriff | U/min |
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Der Riemen läuft auf seiner Wirklinie, die innerhalb der Zugstränge liegt. Auf einer verzahnten Scheibe ist der Radius der Wirklinie z·p / 2π. Bei einer glatten Umlenkrolle auf dem Riemenrücken ist er der Rollenradius plus der Abstand vom Riemenrücken zur Wirklinie. Zwischen zwei Scheiben folgt der Riemen der gemeinsamen Tangente; die Länge ist also die Summe der geraden Trume plus der umschlungenen Bögen an jeder Scheibe.
Riemendaten (Teilung p, Wirklinienabstand u, Dicke t, Zahnhöhe h): HTD 8M 8 / 0,686 / 5,6 / 3,4 mm; STD S8M 8 / 0,686 / 5,3 / 3,05 mm; HTD 5M 5 / 0,572 / 3,6 / 2,06 mm; GT2 5 mm 5 / 0,572 / 3,8 / 1,91 mm (Gates-Konstruktionshandbücher). Steuerriemen in Fahrzeugen haben meist 8-mm-Kreisbogen- oder STD-Profile; prüfen Sie die Daten des Riemenherstellers für Ihren Motor. Der angezeigte Spannweg ist die Längenänderung, die die Spannrolle aufnehmen muss; die tatsächliche Bewegung des Spannarms hängt von dessen Geometrie ab.
Dieser Rechner ermittelt den Zahnriemen für einen Motor oder einen beliebigen Zahnriementrieb mit mehr als zwei Scheiben. Wählen Sie eine Anordnung (SOHC- oder DOHC-Reihenvierzylinder, V6 mit vier Nockenwellen oder einen einfachen Trieb mit zwei Scheiben), wählen Sie das Riemenprofil und ziehen Sie Kurbelwellen-, Nockenwellen-, Wasserpumpen-, Umlenk- und Spannrolle an ihre Position am Motor. Er liefert die Riemenlänge auf der Wirklinie und die Zähnezahl, wie viel die Spannrolle für den montierten Riemen ausgleichen muss, die Übersetzung von Kurbel- zu Nockenwelle, um wie viel Grad sich die Steuerzeit verschiebt, wenn der Riemen um einen Zahn versetzt aufgelegt wird, Umschlingung und Zähne im Eingriff an jeder Scheibe, die Scheibendrehzahlen und die Riemengeschwindigkeit.
Die Anordnung braucht einen Riemen HTD 8M mit 143 Zähnen; die Spannrolle nimmt die letzten 1,1 mm auf. Wird der Riemen an einer Nockenwelle um einen Zahn versetzt aufgelegt, ist deren Steuerzeit um etwa 16° Kurbelwinkel verstellt – genug, um Leistung zu kosten oder bei einem nicht freilaufenden Motor (Interferenzmotor) die Ventile auf die Kolben schlagen zu lassen.
Addieren Sie die geraden Trume und die Bögen um jede Scheibe, alle auf der Wirklinie des Riemens gemessen. Für jedes Paar benachbarter Scheiben ist das Trum √(d² − (r1 − r2)²), mit dem Mittenabstand d und den Wirkradien r; jede Scheibe trägt r × ihren Umschlingungswinkel im Bogenmaß bei. Teilen Sie durch die Teilung, um die Zähnezahl zu erhalten, die ganzzahlig sein muss.
In einem Viertaktmotor zündet jeder Zylinder einmal je zwei Kurbelwellenumdrehungen, und jedes Ventil öffnet in diesem Zyklus einmal; die Nockenwelle muss also genau mit halber Kurbelwellendrehzahl drehen. Bei einem Zahnriemen heißt das, dass das Nockenwellenrad genau doppelt so viele Zähne braucht wie das Kurbelwellenrad.
Ein Riemenzahn verdreht die Nockenwelle um 360° geteilt durch die Zähnezahl des Nockenwellenrads, an der Kurbelwelle ist es das Doppelte. Bei einem Nockenwellenrad mit 44 Zähnen ist ein Zahn 8,2° Nockenwelle oder 16,4° Kurbelwelle – genug, um Leistung zu verlieren, den Motor schlecht laufen zu lassen und bei einem Interferenzmotor zu riskieren, dass Ventile auf die Kolben schlagen.
Riemenhersteller empfehlen mindestens sechs Zähne im Eingriff an lastführenden Scheiben wie Kurbel- und Nockenwellen. Bei weniger Zähnen kann der Riemen unter Last über die Zähne springen. Gering belastete Nebenaggregate wie eine Wasserpumpe kommen mit drei oder vier aus. Umlenk- und Spannrollen werden eingesetzt, um die Umschlingung zu vergrößern, wo sie zu klein ist.
Ein Riemen hat eine ganze Zahl von Zähnen, daher passt seine Länge selten exakt zur Scheibenanordnung. Die Spannrolle gleicht die Differenz aus und hält den Riemen bei Längung und Erwärmung auf der richtigen Spannung. Ihr Spannweg muss die kleine Längendifferenz plus die Längung des Riemens über seine Lebensdauer abdecken.
Riemen sind leiser, leichter und günstiger und brauchen kein Öl, müssen aber in Intervallen gewechselt werden, typisch alle 60 000 bis 160 000 km, und ein gerissener Riemen kann einen Interferenzmotor zerstören. Ketten halten viel länger, sind aber schwerer, lauter und können sich längen. Viele BMW-Motoren, darunter der M30 im 7er E23, haben Ketten, während viele Vierzylinder der 1980er- bis 2000er-Jahre Riemen verwenden.
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