Keramik- und Stahlventile des PKW-Motorenbaus im Vergleich

Es wurde ein Konzept für die Bemessung von Keramikventilen erstellt, daß zunächst anhand der Stahlventile verifiziert wurde. Das Konzept umfaßt die am Ventil auftretenden Lastfälle Temperatur, Verbrennungsdruck Ventilöffnen und Ventilschließen. In Schwingfestigkeitsversuchen wurde die örtlich ertragbare Beanspruchbarkeit des Werkstoffs bestimmt, die den rechnerisch ermittelten Betriebsbeanspruchungen gegenübergestellt wurden. Unter Einbeziehung der Streuung konnten Sicherheitsfaktoren für das Bauteil berechnet werden. Diese Vorgehensweise zeigte, daß Si3N4-Ventile für eine Serienfertigung eingesetzt werden können, sofern die erforderliche erforderliche Qualität durch einen On-Line Proof-Test gesichert ist. Besonders unter hohen Temperaturen, wie sie am Auslaßventil auftreten, weist Keramik eine höhere Schwingfestigkeit als die bisher eingesetzten Ventilstähle auf.