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Maschinen, die Bewegungen ausführen müssen eine Eingangsenergie erhalten, diese danach in kinetische Energie übersetzen und die dadurch gewonnene Drehbewegung auf Aggregate übertragen. Im PKW erzeugt der Zylinder die Energie, die mit der Kurbelwelle übersetzt und übertragen wird. So erhält auch die Nockenwelle das Drehmoment, um es für die Regulierung der Ventile am Zylinder zu nutzen. Sie trifft mit ihren Nocken, Beulen und Ausbuchtungen, auf Stößel und Hebel, die letztlich Ventile öffnen, indem sie Federn bedienen und wieder loslassen. So wird die Nockenwelle im Auto nach dem Vorbild archaischer Hämmer arbeiten.

Je mehr Zylinder vorhanden sind, umso mehr Nocken werden benötigt. Jeder Zylinder verfügt über Einlassventil, Auslassventil und Einspritzventil. Daher werden meist mehrere Nockenwellen anzutreffen sein. Sie bestehen aus einem einfachen Stab aus gehärtetem Stahl, der mit unterschiedlich geformten Nocken bestückt ist. Jede Nocke ist für ein bestimmtes Ventil zuständig. Sie wird so geformt, dass dasjenige Ventil zum vorberechnetem Zeitpunkt geöffnet wird und für eine berechnete Zeit offenbleiben wird. Veränderungen bezüglich der Öffnungszeiten können berücksichtigt werden. Da jeweils alle Ventile gleichzeitig betroffen sind, ist es lediglich notwendig, die Nockenwelle schneller oder langsamer drehen zu lassen. Sie selbst verschleißt dabei wenig, da sie derart gehärtet ist, dass auch extrem hohe Temperaturen sie nicht zu verformen vermögen. Eher werden die getroffenen Stößel und Hebel verschleißen und auch die Ventile beeinträchtigen. Gebrauchte Nockenwellen können auch neu geschliffen werden, wenn andere Drehzahlen eine neue Einstellung erforderlich machen.

Wurden früher meist Nockenwelle aus Gusseisen benutzt, so sind es heute nicht selten Teile aus mehreren Metallen, die geschmiedet werden. Dadurch kann Gewicht eingespart werden. Auch entstehen geringere Produktionskosten. Die Ablösung durch elektronische Regelungen hat sich nicht bewährt, da sie zu erheblich höheren Kosten führt. Auch ist die Robustheit einer Nockenwelle noch fast unerreicht. Durch Unfälle oder Tuning an der Maschine werden allerdings auch Nockenwellen ausgetauscht, wie alle Teile werden sie im Onlineshop sehr günstig angeboten, wie auch Ölpumpe, Radhaus, Schwungrad, Spoiler oder Stoßdämpferlager.

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