Der Nockenwellensensor ist wichtig für das Starten des Fahrzeugs, spielt aber auch eine direkte Rolle im Verbrennungszyklus, indem er dem Steuergerät zusammen mit dem Kurbelwellensensor Motorpositionsdaten liefert.
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Was ist eine Nockenwelle?
Die Nockenwelle ist ein wesentliches Element für das einwandfreie Funktionieren des Motors, da sie die Öffnung und Schließung der Einlass- und Auslassventile steuert. Sie ist somit ein integraler Bestandteil des Verbrennungszyklus, da sie dem Motor das „Atmen“ ermöglicht.
Sie ist mit Nocken ausgestattet, die auf die Ventile drücken, und zwar im Rhythmus des Motors, dank eines Zahnriemens oder einer Steuerkette, die die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle überträgt.
Diese Synchronisation ist für die Verbrennung unerlässlich und verhindert, dass die Ventile mit den Kolben kollidieren, was irreparable Schäden verursachen würde…
Die Rolle des Nockenwellensensors
Ein Sensor ist an der Nockenwelle angebracht, um dem Motorsteuergerät Informationen über den Verbrennungszyklus der Kolben zu senden, damit dieses den Kraftstoff zum richtigen Zeitpunkt und in den richtigen Zylinder einspritzen kann.
Dies ermöglicht auch das Starten des Motors, da das Steuergerät zum Starten wissen muss, in welcher Phase sich die Kolben im oberen Totpunkt befinden, um die richtige Zündreihenfolge zu bestimmen.
Beziehung zum Kurbelwellensensor
Das Steuergerät muss jedoch auch die Position der Kolben kennen, insbesondere den oberen Totpunkt, um die Informationen zu ergänzen, die es vom Nockenwellensensor erhält. Dies ist die Aufgabe des Kurbelwellensensors, der diese Daten durch die Drehgeschwindigkeit des Schwungrads misst und übermittelt.
Merken Sie sich einfach, dass beide Sensoren für das Starten des Fahrzeugs erforderlich sind: einer liefert die Position der Kolben (Kurbelwellensensor), der andere gibt den Verbrennungszyklus an (Nockenwellensensor).
Funktionsweise der Nockenwelle
Die Funktionsweise der Nockenwelle ist recht einfach und basiert auf der Motordrehzahl. Der Zahnriemen oder die Steuerkette ist mit der Kurbelwelle über ein Riemensystem verbunden, mit einem Verhältnis von 2 Umdrehungen der Kurbelwelle zu 1 Umdrehung der Nockenwelle.
Die Nocken drücken dann synchron mit dem Rhythmus des Motors auf die Ventile, um eine Öffnung in der Brennkammer zu bewirken (je nach Zyklus in Richtung Einlass oder Auslass). Die Federn sorgen dann dafür, dass die Ventile wieder hochgehen.
Die Form der Nocken spielt eine wichtige Rolle in Bezug auf den Öffnungsgrad und die Öffnungsdauer:
- Je runder sie sind, desto länger ist die Öffnungsdauer
- Je spitzer und länger sie sind, desto größer ist der Öffnungsgrad
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Zwei Arten von Nockenwellen
Es gibt zwei verschiedene Funktionsweisen:
- Die obenliegende Nockenwelle: In dieser Anordnung wird eine einzige Nockenwelle verwendet, um den Einlass (Luft und Kraftstoff) und den Auslass (Abgasabführung) zu steuern.
- Die doppelte obenliegende Nockenwelle: Hier gibt es zwei. Eine für den Einlass und eine für den Auslass. Auf diese Weise ist der Motor theoretisch leistungsfähiger, insbesondere bei hohen Drehzahlen. Dies ist jedoch heute weniger der Fall, da Motoren effizienter sind als vor 15 Jahren, und eine einfache Nockenwelle vergleichbare Leistungen bieten kann.
Variable Steuerung: das VVT
Die Form der Nocken zu verändern, kann es ermöglichen, die Ventilöffnung anzupassen, um den Motorwirkungsgrad je nach Last und Drehzahl zu optimieren.
Die variable Steuerung geht noch weiter, indem sie eine direkte Änderung des Nockenprofils ermöglicht. Man spricht von einem VVT-System, für Variable Valve Timing auf Englisch. Es ist dann möglich, direkt auf den Öffnungsgrad und die Öffnungsdauer der Ventile einzuwirken, manchmal sogar auf den Auslösezeitpunkt (früher oder später).
Die Funktionsweise basiert in der Regel auf einem Hydrauliksystem. Ein Magnetventil steuert den Öldruck, der es dem Steuergerät ermöglicht, die Nockenwelle entsprechend zu positionieren. Diese Positionsänderung verändert die Öffnungsparameter der Nocken unter Berücksichtigung der anderen Daten, die das Steuergerät erhält, insbesondere die des Kurbelwellensensors und der Drosselklappe.
Das Steuergerät stützt sich auch auf die Daten, die es vom Luftmassenmesser, der Drosselklappe, dem Temperatursensor oder dem Geschwindigkeitssensor erhält.
Funktionsweise des Positionssensors
Der Nockenwellensensor funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie der Kurbelwellensensor, indem er sich auf einen Hall-Effekt stützt, der ein elektrisches Signal erzeugt, das dann an das Steuergerät übertragen wird. Ich verweise Sie erneut auf den Artikel über den Kurbelwellensensor für weitere Informationen zur Funktionsweise.
Defekte Sensoren: die Symptome
Die Nockenwelle ist ein Bauteil, das normalerweise die Lebensdauer des Autos überdauert, es sei denn, es kommt zu einem Unfall. Das VVT-System und der Nockenwellensensor können jedoch defekt sein und insbesondere das Aufleuchten der Motorkontrollleuchte und das Aktivieren des Notlaufmodus verursachen.
Die daraus resultierenden Symptome sind oft dieselben, nämlich:
- Schwieriger Start, bei einem defekten Sensor sogar unmöglich
- Leistungsverlust
- Ein Motor, der im Leerlauf leicht abstirbt
- Ein Motor, der viel Lärm macht
Angesichts der Beziehung zwischen dem Kurbelwellensensor, dem Nockenwellensensor und dem VVT-System erlauben die oben genannten Symptome keine genaue Angabe der Störung, zumal der Notlaufmodus auch bei anderen defekten mechanischen Bauteilen aktiviert wird.
Es müssen daher Tests durchgeführt werden, und die Fahrzeugdiagnose gibt Ihnen einen Hinweis auf die Ursache der Störung, wodurch Sie Ihren Suchbereich erheblich eingrenzen können.
Hier sehen wir, dass der zurückgegebene Fehlercode auf eine Schaltungspanne am Nockenwellensensor der Linie 1 hinweist. In der Regel entspricht Linie 1 dem Einlass und Linie 2 dem Auslass, daher ist die Unterscheidung wichtig. Konsultieren Sie die Dokumentation Ihres Fahrzeugs, um sicherzugehen.
In diesem Fall können Sie zuerst die Steckverbindung prüfen, die möglicherweise schlecht angeschlossen oder defekt ist, und dann das elektrische Signal mit einem Multimeter oder einem Oszilloskop überprüfen.
Das VVT-System des Fahrzeugs kann ebenfalls defekt sein, ein spezifischer herstellerspezifischer Fehlercode (vom Typ P1) wird dann zurückgegeben. In diesem Fall empfehlen wir Ihnen, die technische Dokumentation Ihres Fahrzeugs zu konsultieren, da die VVT-Systeme von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich sind.
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