Lassen Sie uns über Ventile sprechen. Nein, nicht nur solche, wie das oben abgebildete. Eine gängige Definition für ein Ventil ist, dass es eine Leitung verschließen bzw. öffnen kann. Im Gegensatz dazu die Düse (z.B. im Vergaser), die ständig offen zu sein hat und nur den Öffnungsquerschnitt verkleinert.

Wir sollten versuchen, möglichst viele Öffnungen des Zylinderraumes nach draußen zu erwähnen. Da fallen einem als erste die Kanäle beim Zweitaktmotor ein, obwohl es auch solche Motoren mit zumindest den oben ähnelnden Auslassventilen gibt. Geöffnet und geschlossen werden diese gemeinhin durch den Kolben.

Aber grundsätzlich kann auch ein Schieber so etwas, zeitweise z.B. bei Rennmotoren mehrere Zylinder der Reihe gleichzeitig anstelle von Drosselklappen. Er kann auch als Drehschieber ausgebildet sein. Wenn es allerdings auf Dichtigkeit gegenüber der Kompression ankommt, da haben alle Schieber so ihre Probleme.

Das ist der große Vorteil der normal im Motor befindlichen Ventile. Wenn Sie diese genauer betrachten, werden Sie feststellen, dass hier ein gewisser Zusammenhang zwischen Dichtigkeit und anstehendem Druck vorliegt. Je höher der wird, umso mehr werden die Ventile auf ihren Sitz gedrückt.

Vielleicht haben sie deshalb bis heute überlebt. Ohne Druck aus dem Brennraum auf den Sitz gepresst werden sie zunächst durch Schraubenfedern, gern auch bisweilen zwei pro Ventil. Ob das nun das Schließverhalten positiv beeinflusst oder die Sicherheit davor, im offenen Zustand vom emporschnellenden Kolben getroffen zu werden?

Es gibt übrigens auch Kolbenmotoren, bei denen ist genügend Platz für ein noch geöffnetes Ventil. Besonders hoch kann hier aber das Verdichtungsverhältnis nicht sein. Den unteren, eigentlich abdichtenden Teil nennt man Teller, den oberen Schaft. Bei sehr alten Motoren konnten sie auch anders herum neben dem Zylinder angeordnet sein.

Sind die Teller von Aus- und Einlass verschieden groß, so sind letztere meist größer. Insgesamt hängt die machbare Größe der Teller von ihrer Anzahl pro Zylinder und dessen Bohrung ab. Etwas mehr Öffnung ist noch durch einen größeren Winkel zwischen Aus- und Einlass möglich. Insgesamt sind die Einströmverhältnisse besonders bei sportlichen Motoren sehr wichtig.

Schwierig, die Temperaturen von Ventilen einzuschätzen, natürlich hauptsächlich am Teller. Gängige Werte sind maximal 800°C am Aus- und 500°C am Einlass. Ventile können regelrecht verbrennen. Dabei brechen u.U. ganze Stücke aus dem Teller. Das passiert, wenn sie nicht auf ihren kühlenden Sitz zurückkehren können.

Früher war das oft genug ein Fehler der Einstellung. Da war es sogar möglich, dass zwar bei kaltem Motor ein Spiel im Ventiltrieb vorhanden war, dieses aber durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der einzelnen beteiligten Komponenten bei Erwärmung des Motors restlos verschwand und sich ein dünner, isolierender Luftspalt zwischen Ventil und Sitz bildete.

Die heutige Hydraulik, die für ein Selbstnachstellen der Ventile sorgt, ist meist so gestaltet, dass bei deren Ausfall das Ventil eher geschlossen als geöffnet bleibt. Dieses Verhalten ist auch der Grund dafür, bei mangelnder Kompression nicht immer nur nach Verlust von Druck, sondern auch nach eventuell nicht angesaugter Füllung zu suchen.

Sie merken schon, das ist eine ganz kritische Stelle, die zwischen Ventilteller und Sitz. Fast immer ist der aus einem härteren Material als der Zylinderkopf und in diesen eingeschrumpft. Das macht man auch, wenn man einen Oldtimer mit bleifreiem Kraftstoff betreiben will. Für die Konstruktionen ohne Ventilsitz hatte das Blei eine gewisse Schutzwirkung.

Die Fläche der Berührung ist so kritisch, dass nicht nur der Winkel vorgeschrieben ist, sondern praktisch auch deren Größe. Man kann die am eingeschrumpften Sitz entweder vergrößern, indem man mit dem Sitzwinkel weiterfräst, oder mit einem deutlich kleineren oder größeren Winkel darüber oder darunter verkleinern.

Der Schaft ist wegen der unterschiedlichen Beanspruchung meist ebenfalls aus einem anderen Material. Seine mögliche Problemzone ist die Lagerung in einer Bronzebüchse und die Abdichtung darüber. Oft genug musste in der Vergangenheit letztere ausgetauscht werden, weil sie Motoröl aus dem Zylinderkopf vorzugsweise in den ansaugenden Einlasstrakt entließ.

Die Arbeit hatte jedoch den Vorteil, dass man mit genügend Druck durch die Kerzenbohrung die Ventile trotz Demontage z.B. der Federn geschlossen halten und so den Austausch vollziehen konnte. Auch gebrochene Federn konnten so ausgetauscht werden, wenn es keinen Zusammenstoß mit einem Kolben gegeben hatte. Kontrolliert werden kann so etwas durch Einführen einer Kamera in den Brennraum.

Der Abbau eines Zylinderkopfs ist über die Jahrzehnte immer komplizierter geworden. Hat man ihn einmal draußen, so kann man die Dichtigkeit der Ventile durch Umdrehen des Kopfs und Füllen der Räume mit Flüssigkeit prüfen. Etwas aufwendiger aber lohnend ist dagegen die Prüfung des Spiels zwischen Schaft und Führung.

War's das? Ach ja, die Anzahl fehlt noch. Bei drei Ventilen gibt es meist zwei kleinere Einlass- und ein größeres Auslassventil, denn bei ersterem wird nur angesaugt, was mühsamer ist als Druck abzulassen, weshalb es hier mehr Unterstützung durch einen größeren Querschnitt gibt.

Vier Ventile sind heute eigentlich die Norm. Wer in einen Kreis mehrere möglichst große zu zeichnen versucht, kommt schnell drauf, dass bei vier davon das beste Ergebnis zu erzielen ist, sogar, wenn wiederum die Einlässe etwas größer als die Auslässe sind. Ideal auch die Anordnung der Zündkerze, eher ein Problem bei Zwei- und Dreiventilern.

Fünf Ventile pro Zylinder hat es auch gegeben. Immerhin hat man es geschafft, drei Einlassventile durch eine Nockenwelle zu steuern. Das Aus kam, als auch Ottomotoren mit direkter Einspritzung ausgerüstet wurden und der Platz für Injektor und Zündkerze zu knapp wurde.

Unten ein wohltuend einfaches Video über das Einschleifen der Ventile. Viel Wirbel gibt es um die Säuberung der Ventile. Das Problem hat sich aber bei nur Direkteinspritzung weitgehend erledigt. Wenn da doch viel haftet, dann dürfte das Öl sein und es sind unbedingt weitere Prüfungen in Richtung Entlüftung des Kurbelgehäuses angesagt,