Ventilsteuerung

Valvetronic, Doppel-Vanos und Valvelift

Foto: Hans-Dieter Seufert 5 Bilder

Ventile leiten zündfähiges Gemisch in den Brennraum und Abgase wieder heraus – und werden dabei immer flexibler. Längst gibt es eine Vielzahl verschiedenster Systeme, für die jeder Hersteller eigene Namen kreiert.

Über Jahrzehnte gehorchten Ventile dem Befehl der Nockenwelle, die wiederum an die Drehung der Kurbelwelle gebunden war. Doch die Kontur der Nocken ist in ihrer Starrheit ein Kompromiss, der zwischen Leerlauf und Volllastanforderung alles abdecken muss. Das führt beim Benzinmotor zu unerwünschten Verlusten. Seine Leistung bestimmt die Quantitätsregelung, also die Menge an Gemisch, die die Stellung der Drosselklappe erlaubt. Je nach Lastpunkt entsteht demnach ein mehr oder weniger hoher Unterdruck im Ansaugkanal. Dass sich Frischluft und Abgase durch die Spalte der Ventilöffnung drängen müssen, erhöht zudem die Ladungswechselverluste.

Variable Ventilsteuerung

Um die Frischgasmenge besser an die Lastpunkte anzupassen, etablierte sich in den neunziger Jahren zunächst die variable Ventilsteuerung. Mit begrenztem Verschieben des Drehwinkels der Nocken- gegenüber der Kurbelwelle lässt sich so bei unveränderter Nockenkontur Öffnungs- und Schließzeitpunkt der Ventile variieren.

Längst gibt es eine Vielzahl verschiedenster Systeme, für die jeder Hersteller eigene Namen kreiert, zum Beispiel Vanos bei BMW. Zunächst beschränkt auf die Einlassseite, wurde das System auch auf der Auslassseite zum Doppel- Vanos erweitert. Wird im ersten Fall vor allem Drehmoment und Leistung optimiert, steuert man mit der variablen Spreizung auf der Auslassseite die Restgasmenge zur internen Abgasrückführung.

Valvelift-System bei Audi

Damit werden Verbrauch und Emissionen (NOx) positiv beeinflusst. Das Ziel, die Ladungswechselverluste möglichst zu vermeiden, erfordert jedoch einen weitergehenden Schritt zur vollvariablen Ventilsteuerung. Zum Verschieben der Steuerzeiten muss mit veränderlichem Ventilhub die Einlassöffnung so modifiziert werden, dass die Menge des zugeführten Gemischs jeweils noch exakter an den jeweiligen Lastpunkt angepasst werden kann. Mit dem Valvelift-System nähert sich zum Beispiel Audi diesem Ideal in zwei Stufen. Schon bei einer solchen Steuerung der Ansaugmenge kann die Drosselklappe bei Teillast meist geöffnet bleiben.

Valvetronic soll Drosselklappe überflüssig machen

Noch weiter treibt BMW die Sache mit der 2001 eingeführten Valvetronic, die die verlustbehaftete Drosselklappe letztlich überflüssig machen soll. Doppel-Vanos plus Valvetronic verkörpern für Welt-Motoren wie im 120i oder 130i das derzeitige BMW-Optimum. Zwischen Nocken und Schlepphebel überträgt bei der Valvetronic ein speziell geformter Zwischenhebel die stufenlose Verstellung des Ventilhubs zwischen 0,2 und 9,7 Millimeter. Verminderte Drossel- und Ladungswechsel-Verluste sowie eine verbesserte Gemischbildung sind Pluspunkte einer solchen vollvariablen Ventilsteuerung, die unterm Strich eine Spritersparnis von bis zu zehn Prozent bringt.

Dieser Artikel stammt aus diesem Heft
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