Rollernocke vs Flat Tappet Nockenwelle
Wer einen klassischen US-V8 Motor von Ford, GM oder Mopar aufbaut, kommt relativ schnell zum Thema Nockenwelle. Egal ob Chevrolet Small Block, Ford Windsor oder ein Mopar LA Motor. Die Seriennockenwellen dieser Motoren sind auf ruhigen Lauf und lange Haltbarkeit ausgelegt. Für echte Performance lassen sie jedoch einiges an Potenzial liegen.
Gerade beim klassischen OHV V8 Motor bestimmt die Nockenwelle maßgeblich, wie viel Luft-Kraftstoff-Gemisch tatsächlich in den Zylinder gelangt. Mehr Ventilhub, bessere Steuerzeiten und schnellere Öffnungsrampen können aus einem ansonsten serienmäßigen Motor deutlich mehr Drehmoment und Leistung herausholen.
In der Praxis steht man dabei vor einer grundlegenden Entscheidung.
Bleibt man bei der klassischen Flat Tappet Nockenwelle oder rüstet man auf eine Rollernockenwelle um.
Beide Systeme haben ihre Geschichte. Beide haben ihre Berechtigung. Und beide haben ihre ganz eigenen Vor- und Nachteile.
Wie die Flat Tappet Nockenwelle entstand
Als in den 1950er Jahren hydraulische Ventilstößel für Serienmotoren eingeführt wurden, war das eine kleine Revolution. Der hydraulische Stößel gleicht automatisch das Ventilspiel aus. Das lästige Einstellen der Ventile entfiel.
Diese Stößel sind im Grunde kleine zylindrische Bauteile mit einem flachen (Flat) Boden. Dieser läuft direkt auf der Nockenwelle. Geschmiert wird das Ganze nur durch Spritzöl aus dem Motor.
Damit der Stößel nicht einfach auf der Nocke schleift, wird die Nocke minimal konisch geschliffen. Dadurch dreht sich der Stößel während des Betriebs langsam mit. So verteilt sich der Verschleiß gleichmäßig.
Dieses System war einfach zu produzieren, zuverlässig und für damalige Motorleistungen vollkommen ausreichend. Deshalb wurden praktisch alle klassischen US-V8 Motoren von GM, Ford und Mopar mit Flat Tappet Nockenwellen gebaut.
Erst als die Hot Rod und Drag Racing Szene in den 60er und 70er Jahren immer mehr Leistung aus den Motoren holen wollte, zeigte sich eine technische Grenze.
Die Grenzen der Flat Tappet Nockenwelle
Der Flachstößel kann nur mit einem begrenzten Winkel über die Nocke laufen. Wird die Rampe der Nocke zu steil, steigt der Druck zwischen Stößel und Nockenoberfläche extrem an.
Das führt zu zwei Problemen.
Erstens steigt der Verschleiß stark an.
Zweitens können aggressive Ventilfedern den Kontakt zwischen Nocke und Stößel zerstören.
Deshalb waren extrem aggressive Nockenprofile mit Flat Tappet technisch nur begrenzt möglich.
Ein weiteres Problem hat sich in den letzten Jahren deutlich verschärft. Die Qualität vieler moderner Flat Tappet Nockenwellen ist heute deutlich schlechter als früher. Materialqualität und Oberflächenhärtung schwanken stark zwischen verschiedenen Herstellern.
Das führt dazu, dass der Einlaufprozess immer häufiger zum Glücksspiel wird.
Der kritische Break-In Prozess
Bei Flat Tappet Nockenwellen ist der sogenannte Break In entscheidend für die Lebensdauer der Nockenwelle.
Beim ersten Start müssen sich Nocken und Stößel aufeinander einschleifen. Dabei bildet sich eine tragfähige Kontaktfläche zwischen beiden Bauteilen.
Der klassische Ablauf sieht so aus:
Motor starten
Sofort auf etwa 2000 bis 2500 U/min bringen
Diese Drehzahl etwa 20 bis 30 Minuten halten
Der Motor darf in dieser Zeit nicht im Leerlauf laufen. Höhere Drehzahlen sorgen dafür, dass mehr Öl auf die Nockenwelle geschleudert wird.
Zusätzlich wird ein Öl mit hohem ZDDP Anteil benötigt, da moderne Motoröle oft zu wenig Verschleißschutz für Flat Tappet Systeme enthalten.
Durch die heute oft schwankende Materialqualität kommt es leider immer häufiger vor, dass dieser Prozess scheitert. Die Nocken laufen ein oder werden sogar komplett zerstört.
In vielen Werkstätten ist es inzwischen keine Seltenheit, dass eine neue Flat Tappet Nockenwelle direkt nach dem Break-In wieder ausgebaut werden muss.
Die Idee der Rollernockenwelle
Bereits um 1950 experimentierte der amerikanische Tuner Chet Herbert im Rennsport mit Rollernockenwellen für OHV V8 Motoren.
Die Idee war eigentlich simpel.
Anstatt den Stößel direkt über die Nocke gleiten zu lassen, wird am Ende des Stößels eine kleine Rolle montiert. Diese Rolle läuft über das Nockenprofil.
Das bringt gleich mehrere Vorteile.
Die Reibung sinkt drastisch.
Die Belastung auf der Nockenoberfläche wird reduziert.
Aggressivere Rampen und deutlich höhere Ventilhübe werden möglich.
Die Nockenprofile können dadurch wesentlich steiler gestaltet werden. Der Motor kann die Ventile schneller öffnen und schließen und dadurch mehr Luft in den Zylinder bekommen.
Vorteile der Rollernocke auch im Serienmotor
Viele Schrauber denken bei Rollernocken sofort an extreme Racing Motoren. In der Praxis funktioniert das System aber auch hervorragend in relativ seriennahen Motoren.
Selbst bei einem ansonsten komplett originalen Small Block oder Windsor Motor kann eine gut gewählte Rollernocke spürbare Vorteile bringen.
Typische Verbesserungen sind:
- besseres Drehmoment im mittleren Drehzahlbereich
- ruhigerer Motorlauf trotz besserer Steuerzeiten
- geringere Reibungsverluste im Ventiltrieb
- deutlich höhere Standfestigkeit
Viele moderne Rollerprofile liefern mehr Leistung, ohne die typischen Nebenwirkungen alter Performance Flat Tappet Nocken wie starkes Schütteln im Leerlauf.
Vor und Nachteile beider Systeme
Flat Tappet
Vorteile
- geringe Anschaffungskosten
- einfacher Einbau
- originalgetreue Technik für klassische Motoren
Nachteile
- kritischer Break-In Prozess
- hohe Reibung im Ventiltrieb
- begrenzte Möglichkeiten bei aggressiven Profilen
- heute teilweise schwankende Materialqualität
Rollernockenwelle
Vorteile
- kein klassischer Break-In notwendig
- weniger Reibung im Motor
- aggressivere Nockenprofile möglich
- höhere Haltbarkeit
- mehr Leistung auch bei seriennahen Motoren
Nachteile
- deutlich höhere Kosten
- spezielle Roller Lifters notwendig
- teilweise Anpassungen an Pushrods und Verteiler notwendig
Empfehlung für klassische US-V8 Motoren
Für einen mild aufgebauten Cruiser Motor kann eine gute Flat Tappet Nockenwelle weiterhin funktionieren. Gerade bei originalen Restaurierungen oder Low Budget Builds ist sie oft die einfachste Lösung.
Allerdings muss der Break-In Prozess sorgfältig durchgeführt werden und ein passendes Öl verwendet werden.
Wer jedoch einen Motor neu aufbaut oder ohnehin am Ventiltrieb arbeitet, sollte heute ernsthaft über eine Rollernockenwelle nachdenken.
Die Technik ist deutlich robuster, liefert mehr Möglichkeiten bei den Steuerzeiten und kann selbst bei ansonsten serienmäßigen Motoren spürbar mehr Drehmoment und Leistung bringen.
Gerade bei klassischen Chevrolet Small Block, Ford Windsor oder Mopar LA Motoren ist die Rollernocke heute oft die technisch bessere Lösung.