Moderne Motorentechnik: Ventilsysteme und Steuerung

Multiventilsysteme

Das Multiventilsystem bezeichnet die Verwendung von mehr als einem Ventil pro Zylinder für Einlass (ADM) und Auslass (ESCP), die gleichzeitig oder bei Bedarf arbeiten. Die Ventile sind in der Regel parallel angeordnet, meist mit zwei Nockenwellen: eine für den Einlass und eine für den Auslass.

Vorteile

• Der Einlassquerschnitt wird um mindestens 30 % erhöht.
• Optimierung von Größe und Form der Brennkammer.
• Geringeres Ventilgewicht ermöglicht höhere Drehzahlen.
• Glattere Kanäle verhindern Strömungsverluste und reduzieren Geräusche durch den Rebound-Effekt.
• Die geringere Ventilgröße verbessert die Kühlung.

Variable Ansaugsysteme

Diese Systeme passen die Geometrie des Saugrohrs an die Motordrehzahl an, um die Zylinderfüllung zu verbessern. Dies erfolgt auf zwei Wegen:

Trägheit der Gase

Mit steigender Motordrehzahl werden Länge und Durchmesser des Kanals angepasst, um die Dynamik der Gassäule zu nutzen und Druckverluste zu minimieren. Bei niedrigen Drehzahlen ist der Sammler lang und schmal, bei hohen Drehzahlen kurz und weit.

Akustische Resonanzen

Diese Methode nutzt Schwingungen der Gassäule im Saugrohr. Durch die Anpassung der Sammlerdimensionen an diese Schwingungen wird bei verschiedenen Drehzahlen eine optimale Füllung erreicht.

Variable Ventilsteuerung

Diese Systeme bieten mindestens zwei verschiedene Steuerzeiten: eine für den niedrigen bis mittleren Drehzahlbereich und eine für hohe Leistungen. Dies sorgt für einen flexibleren Motor, einen breiteren Drehmomentverlauf und einen saubereren Verbrennungsprozess.

VarioCam-System

Dieses System variiert das Steuerdiagramm mittels eines hydraulischen Kettenspanners, der die Rotation zwischen den beiden Nockenwellen verändert. Es wird vom Motorsteuergerät über ein elektrisches Signal geregelt.

Funktionsweise

Unter 1500 U/min und über 5500 U/min befindet sich der Spanner in der oberen Position. Ab 1500 U/min verschiebt der hydraulische Spanner die Position, sodass die Einlassnockenwelle um 7,5° vorverstellt wird. Dies führt zu einer stärkeren Zylinderfüllung durch früheres Öffnen und späteres Schließen der Ventile.

VTEC-System

Dieses System variiert den Ventilhub in Abhängigkeit von der Drehzahl.

Funktionsweise

Das System nutzt für 4 Ventile insgesamt 3 Nocken pro Zylinderpaar. Bei niedrigen Drehzahlen arbeiten die äußeren Nocken. Bei hohen Drehzahlen aktiviert das Steuergerät einen hydraulischen Kolben, der die Kipphebel verbindet, sodass der zentrale Nocken die Ventile mit größerem Hub und längerer Öffnungszeit betätigt.

VTEC-E-System

Dieses System ist eine Ableitung des VTEC, arbeitet jedoch nur auf der Einlassseite. Bei niedrigen Drehzahlen öffnet nur ein Ventil, bei hohen Drehzahlen beide.

Funktionsweise

Ab 2500 U/min sendet das Steuergerät ein Signal an ein Ventil, das den hydraulischen Druck freigibt. Dadurch werden die Kipphebel verbunden und beide Ventile öffnen synchron. Dies wird oft mit einem variablen Einlasssystem kombiniert, um die Motorleistung weiter zu steigern.