Das in dem vorliegenden Artikel vorgestellte Projekt stammt ursprüglich von der Firma 'enTec Consulting', die 'Univalve', so der Name, erdacht hat. Kolbenschmidt Pierburg hat nun die Rechte daran erworben und treibt die Entwicklung des mechanischen Systems zur simultanen und kontinuierlichen Verstellung von Ventilhub und -öffnungsdauer weiter voran. Die stufenlose Verstellbarkeit ist dabei Systemen mit Schaltnocken überlegen, da es ein größeres Kraftstoffeinsparpotential ausschöpft. Herzstück des neuen Systems ist eine Steuerwelle, die von einem bürstenlosen und damit verschleißarmen Elektromotor angetrieben wird. Sie gibt die Stellung eines Zwischenhebels vor, der die Ventilbewegung maßgeblich beeinflusst: Die über die Exzenterwelle stufenlos verstellbare Position des Zwischenhebels eingebrachte Schwenkbewegung in den entsprechenden Ventilhub um. Ein vollvariabler Ventiltrieb ist in der Lage, ohne Zuhilfenahme einer Drosselklappe das Drehmoment des Motors bzw. die Zylinderfüllung vollständig zu regeln. Das UniValve-System ist in der Lage, die Öffnungszeiten der Ventile stufenlos von 'maximal' bis 'null' zu variieren. Im Teillastbereich entstehen die Verbrauchsvorteile also durch eine reduzierte Ladungswechselarbeit und über eine optimierte Restgassteuerung. Der Einsatz des elektromechanisch angesteuerten Ventilsteuerungssystems ist sowohl auf der Einlass- wie auch auf der Auslassseite denkbar, wobei das Sparpotenzial auf der Auslassseite weniger deutlich ausfällt. Mit UniValve an der Einlassseite ausgerüstet, sank der CO2-Ausstoß im genormten NEFZ-Fahrzyklus um 8,5 % - ein Wert, der noch unter dem eines gängigen Downsizing-Motors liegt. Im Vergleich zum Ausgangsmotor, der etwa 165 g CO2 pro km emittierte, erreichte der voll ausgebaute, turbo-aufgeladene Downsizing-Motor mit Start-Stopp-System und UniValve respektable 135 g CO2 pro km. Damit lag er noch gut 6 g unter den Werten, die ein ansonsten gleicher, aber mit Schaltnocken ausgerüsteter Vergleichsmotor lieferte. Im Teillastbereich hat ein an einem konventionellen Otto-Saugmotor einlassseitig installiertes UniValve-System seine größten Stärken: Um bis zu 12 % sinkt dort der Kraftstoffverbrauch. Dabei sind keine Leistungseinbußen hinzunehnen. Motordrehmoment und -leistung steigen, weshalb die Motorenentwickler das Aggregat noch kleiner und sparsamer auslegen können. Am Beispiel eines turboaufgeladenen Vierzylinder-Ottomotors konnten die Entwickler zeigen, dass sich günstiger Teillastverbrauch und hohes Drehmoment nicht widersprechen müssen. Das 2-l-tTiebwerk hatte an einem representativen Teillastbetriebspunkt einen um 9 % geringeren Kraftstoffverbrauch als ein im gedrosselten Betrieb befindlicher Direkteinspritzer. Das Hightech-System kann nur deshalb so effizient arbeiten, weil es mit extrem kleinen Toleranzen gefertigt wird. Das hat zur Folge, dass manche Kfz-Werkstätten daran wohl nicht mehr reparieren können. Tritt im System ein Schaden auf, ist der Austausch der kompletten Baugruppe die einzig mögliche Lösung des Problems.
Sparbetrieb. Kolbenschmidt Pierburg stellt eine vollvariable Ventilsteuerung vor
Economical operating range. Kolbenschmidt Pierburg introduces a fully variable valve control
Krafthand ; 84 , 13/14 ; 36-39
2011
4 Seiten, 4 Bilder
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Ventilsteuerung , Anwendung im Motorenbau , Produktinformation , technische Entwicklung , CO2-Minderung , Gaswechselsteuerung , Ventilhub , Otto-Direkteinspritzermotor , Steuerwelle , Motorleistung , Motordrehmoment , Teillastbetrieb , Kraftstoffverbrauch , Kraftstoffeinsparung , Abgasturboaufladung , Ladungswechsel
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