SOHC (obenliegende Nockenwelle)

SOHC, kurz für Single Overhead Camshaft, also einzelne obenliegende Nockenwelle, beschreibt einen Ventiltrieb, bei dem eine Nockenwelle im Zylinderkopf sitzt und sowohl die Einlass- als auch die Auslassventile betätigt. Der Begriff grenzt diese Bauart von älteren Stößelstangen-Anordnungen ab, bei denen die Nockenwelle tief im Motorblock liegt, sowie von den Zweinockenwellen-Auslegungen, die zwei Nockenwellen je Kopf unterbringen. Die obenliegende Anordnung, unmittelbar über den Ventilen, verkürzt und versteift den mechanischen Weg zwischen Nocken und Ventil und erlaubt so eine präzisere Steuerung der Ventilbewegung bei hohen Drehzahlen, als es ein langer Stößelstangentrieb zulässt.

Im Betrieb wird die einzelne Nockenwelle über einen Riemen oder eine Kette mit genau der halben Motordrehzahl von der Kurbelwelle angetrieben, und ihre Nocken wirken auf die Ventile entweder direkt über Tassenstößel oder, bei Einnockenwellen-Bauarten häufiger, über Kipphebel. Da eine einzige Welle über den gesamten Kopf reichen muss, um beide Ventilreihen zu betätigen, ist die Kipphebelgeometrie oft aufwendiger als bei einem Zweinockenwellenmotor, wobei die Nockenwelle häufig zwischen den beiden Ventilreihen sitzt und die Kipphebel sich zu beiden Seiten hin auffächern.

Der große Vorzug der SOHC-Bauart ist ihre Einfachheit. Mit nur einer Nockenwelle je Kopf gibt es weniger bewegte Teile, geringere oszillierende Masse, einen leichteren und kompakteren Zylinderkopf sowie niedrigere Herstellungskosten. Für einen quer eingebauten Motor in einem kleinen Familienauto, bei dem Bauraum und Preis stärker wiegen als die letzte Leistungsspitze, sind das echte Vorteile, und die Bauart hat über Jahrzehnte zahllose Großserienfahrzeuge zuverlässig angetrieben.

Die Nachteile treten zutage, sobald die Konstrukteure höhere Leistung anstreben. Vier Ventile pro Zylinder unterzubringen, die Anordnung mit dem besten Durchsatz bei hohen Drehzahlen, ist mechanisch heikel, wenn eine einzige Nockenwelle sie alle betätigen muss, weshalb sich viele SOHC-Motoren mit zwei oder drei Ventilen begnügen. Ebenso ist eine getrennte variable Steuerung von Einlass und Auslass weit schwieriger umzusetzen, wenn beide von derselben Welle bestimmt werden, da sich ihre Steuerzeiten nicht unabhängig verstellen lassen. Im Ergebnis erreichen Einnockenwellenmotoren tendenziell eine geringere spezifische Leistung, also weniger Leistung je Liter Hubraum, als vergleichbare Zweinockenwellenmotoren.

Diese Grenzen erklären, warum die Bauart mit zwei obenliegenden Nockenwellen im Leistungssegment und sogar in weiten Teilen der Großserie vorherrschend geworden ist, seit eine Vierventiltechnik und eine doppelte unabhängige Nockenwellensteuerung als selbstverständlich gelten. Dennoch behaupten SOHC-Auslegungen ihren Platz dort, wo Kosten, Gewicht und Kompaktheit im Vordergrund stehen, und manche Hersteller haben anspruchsvolle Einnockenwellenköpfe mit vier Ventilen entwickelt, um den größten Teil des Durchsatzvorteils zu nutzen und zugleich die einfachere Bauweise zu bewahren. Die Wahl zwischen SOHC und DOHC ist letztlich eine Frage der Prioritäten und nicht der grundsätzlichen Überlegenheit der einen über die andere.