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11.09.2012 | Motorentechnik | Im Fokus | Onlineartikel

Variabler Ventiltrieb senkt Kraftstoffverbauch

Autor:
Christiane Brünglinghaus

Der variable Ventiltrieb hat sich in den vergangenen Jahren an Ottomotoren fest etabliert. Derzeit treibt die Entwickler die Frage an, inwieweit durch mechanische vollvariable Ventilsteuerungen an Ottomotoren mit Turboaufladung und Direkteinspritzung weitere Verbrauchspotenziale erzielt werden können.

Ladungswechselverluste müssen möglichst wirkungsvoll reduziert werden. Die drosselfreie Laststeuerung durch mechanisch vollvariable Ventiltriebe ist dabei eine effektive Maßnahme. Diese Technik wurde von BMW im Jahr 2001 mit der Valvetronic eingeführt und stetig weiterentwickelt. In den letzten Jahren ist sie auch von weiteren Herstellern wie Toyota, Mitsubishi, Nissan und Honda mit eigenen Ventiltriebssystemen umgesetzt worden.

Der variable Ventiltrieb hat sich bereits in vielen - meist ottomotorischen - Anwendungen als wichtige Maßnahme für die optimierte Gemischbildung erwiesen. Zulieferer und Hersteller erhöhen daher nicht nur die Anwendungsfälle, sondern erweitern auch die Funktionen - bis hin zur vollen Variabilität auf der Ein- und Auslassseite. Ein vielversprechender Weg zur Verbrauchssenkung, der sich daraus ableiten lässt, ist die Zylinderabschaltung im Teillastbetrieb. Der Effekt dieser Technik wird umso deutlicher, je größer der Motor ist.

Nach wie vor steht der Ottomotor beim Kraftstoffverbrauch gegenüber dem Dieselmotor schlechter dar. Schuld daran ist seine verlustbehaftete Beatmung. Eine wichtige Maßnahme für eine optimierte Gemischbildung ist eine möglichst freie Steuerung der Ventile ohne den bremsenden Einfluss der Drosselklappe. Die Effizienz eines Verbrennungsmotors kann durch variable Ventilsteuerzeiten und Ventilhübe deutlich verbessert werden. So bietet der variable Ladungswechsel Potenzial zur Erhöhung des Motordrehmoments besonders im unteren Drehzahlbereich. Gleichzeitig werden der Kraftstoffverbrauch verringert und die Schadstoffemissionen reduziert.

Grundsätzlich ist beim Einsatz variabler Ventiltriebsysteme in Otto- oder Dieselmotoren die Zielsetzung zu unterscheiden. Aus Sicht von Dr. Hans-Joachim Esch, KSPG, geht es beim Ottomotor primär um die Verringerung des Kraftstoffverbrauchs, beim Dieselmotor hingegen verstärkt um die Reduzierung der Emissionen. Außerdem gibt Esch die höhere Kostensensibilität des grundsätzlich teureren Dieselmotors zu bedenken. Die könnte es dem breiten Einzug im Selbstzünder schwer machen und eventuell dazu führen, dass eher auf eine externe Abgasrückführung gesetzt wird.

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