Variable Ventilsteuerung. Was sind die Vorteile? Was bricht?
Eine konstante Ventilsteuerung über den gesamten Drehzahlbereich ist eine billige, aber ineffiziente Lösung. Der Phasenwechsel hat viele Vorteile.
Auf der Suche nach Möglichkeiten zur Verbesserung von Kolben-Viertakt-Verbrennungsmotoren führen Konstrukteure ständig neue Lösungen ein, um die Dynamik zu verbessern, den nutzbaren Drehzahlbereich zu erweitern, den Kraftstoffverbrauch zu senken und die Abgasemissionen zu reduzieren. Im Kampf um die Optimierung von Kraftstoffverbrennungsprozessen verwendeten Ingenieure einst variable Ventilsteuerungen, um effizientere und umweltfreundlichere Motoren zu entwickeln. Zeitsteuerungen, die das Füllen und Reinigen des Raums über den Kolben erheblich verbesserten, erwiesen sich als hervorragende Verbündete der Konstrukteure und eröffneten ihnen völlig neue Möglichkeiten.
Bei klassischen Lösungen ohne Änderung der Steuerzeiten öffnen und schließen die Ventile eines Viertaktmotors nach einem bestimmten Takt. Dieser Zyklus wiederholt sich auf die gleiche Weise, solange der Motor läuft. Im gesamten Drehzahlbereich verändern sich weder die Position der Nockenwelle(n), noch die Position, Form und Anzahl der Nocken auf der Nockenwelle, noch die Position und Form der Kipphebel (falls vorhanden). Ideale Öffnungszeiten und Ventilwege stellen sich dadurch nur in einem sehr engen Drehzahlbereich ein. Außerdem entsprechen sie nicht den optimalen Werten und der Motor läuft weniger effizient. Somit ist die werkseitig eingestellte Steuerzeit ein weitreichender Kompromiss, wenn der Motor einwandfrei arbeitet, aber hinsichtlich Dynamik, Flexibilität, Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen sein wahres Können nicht ausspielen kann.
Wenn in dieses feste Kompromisssystem Elemente eingeführt werden, die eine Änderung der Zeitparameter ermöglichen, ändert sich die Situation dramatisch. Die Reduzierung der Steuerzeiten und des Ventilhubs im niedrigen und mittleren Drehzahlbereich, die Verlängerung der Steuerzeiten und die Erhöhung des Ventilhubs im hohen Drehzahlbereich sowie das wiederholte „Verkürzen“ der Steuerzeiten bei Drehzahlen nahe dem Maximum können die Drehzahlbereich, in dem die Ventilsteuerungsparameter optimal sind. In der Praxis bedeutet dies mehr Drehmoment bei niedrigeren Drehzahlen (bessere Motorflexibilität, einfachere Beschleunigung ohne Herunterschalten) sowie das Erreichen des maximalen Drehmoments über einen weiten Drehzahlbereich. Daher war das maximale Drehmoment früher in den technischen Daten an bestimmte Motordrehzahlen gekoppelt und findet sich heute meist in einem bestimmten Drehzahlbereich wieder.
Die Zeiteinstellung wird auf verschiedene Arten durchgeführt. Die Voreilung des Systems wird durch die Auslegung des Variators bestimmt, d.h. Exekutives Element, das für die Änderung von Parametern verantwortlich ist. Bei den komplexesten Lösungen wird das gesamte System unter Berücksichtigung vieler verschiedener Faktoren von einem Computer gesteuert. Es hängt alles davon ab, ob Sie nur die Öffnungszeit der Ventile oder deren Hub ändern müssen. Es ist auch wichtig, ob die Änderungen abrupt oder allmählich erfolgen.
Im einfachsten System (VVT) ist der Variator, d.h. Das Element, das die Winkelverschiebung der Nockenwelle ausführt, ist auf der Antriebsriemenscheibe der Nockenwelle montiert. Unter dem Einfluss des Öldrucks und dank speziell gestalteter Kammern im Inneren des Rads kann der Mechanismus die Nabe mit der darin eingebauten Nockenwelle relativ zum Radgehäuse drehen, auf das das Steuerantriebselement (Kette oder Zahnriemen) einwirkt. Aufgrund seiner Einfachheit ist ein solches System sehr billig, aber ineffektiv. Sie wurden unter anderem von Fiat, PSA, Ford, Renault und Toyota in einigen Modellen verwendet. Hondas (VTEC) System liefert deutlich bessere Ergebnisse. Bis zu einer bestimmten Drehzahl werden die Ventile durch Nocken mit Profilen geöffnet, die ein ruhiges und wirtschaftliches Fahren fördern. Beim Überschreiten einer bestimmten Geschwindigkeitsgrenze verschiebt sich der Nockensatz und die Hebel drücken gegen die Nocken, was zu einem sportlich-dynamischen Fahren beiträgt. Die Umschaltung erfolgt über ein hydraulisches System, das Signal wird von einer elektronischen Steuerung gegeben. Die Hydraulik ist auch dafür verantwortlich, dass in der ersten Phase nur zwei Ventile pro Zylinder und in der zweiten Phase alle vier Ventile pro Zylinder arbeiten. Dabei ändern sich nicht nur die Öffnungszeiten der Ventile, sondern auch deren Hub. Eine ähnliche Lösung von Honda, aber mit einer sanften Änderung der Ventilsteuerung, heißt i-VTEC. Von Honda inspirierte Lösungen finden sich bei Mitsubishi (MIVEC) und Nissan (VVL).
Gut zu wissen: Fake-Angebote. Es gibt Betrüger im Internet! Quelle: TVN Turbo/x-news
