Variable Steuerzeiten

Variable Steuerzeiten http://www.kfztech.de/kfztechnik/motor/steuerung/steuerzeiten.htm

1 von 5 14.01.2008 20:06

www.kfztech.de Variable Steuerzeiten

Anzeige

siehe auch | Drehmoment und Füllung| Leistung | Leistungssteigerung |Mehrventiler | Aufladung |Valvetronic| Vergleich P/M|

Variable Steuerzeiten durchNockenwellenverstellung

(Phasenverstellung)Variabler Ventiltrieb

(Nockenumschaltung)gestuft (Kettenspanner) oder stufenlosVANOS, VVT-i

VTEC, Valvetronic

gutes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen

gutes Abgas im Leerlauf

hohe Leistung bei hohen Drehzahlen

Valvetronic: Drosselklappe überflüssig

keine Drosselverluste, Strömung ungehindert

(Beim Klicken öffnet das Bild in einem neuen Fenster)

ÜbersichtDas Ein- und Ausströmen der Gase verändert sich in Abhängigkeit zur Drehzahl undDrosselklappenstellung. Variable Steuerzeiten erlauben die Anpassung an verschiedeneDrehzahlen und Zylinderfüllungen. Mit der Nockenwellenverstellung kann dieVentilüberschneidung geändert werden.Ventilüberschneidung

geringe Ventilüberschneidung hohes Drehmoment (niedrige Drehzahl)hohe Ventilüberschneidung hohe Leistung (hohe Drehzahl)

Ziel der Motorkonstrukteure:

Entdrosselung , also Verringerung der Drosselverluste

Teilentdrosselung :

PhasenverstellungAbgasrückführungSchichtladebetrieb bei Direkteinspritzunghubraumkleine aufgeladene MotorenAbstimmung Saugrohr und Abgasanlagevariable VerdichtungZylinderabschaltung

Volle Entdrosselung (hier ist die Drosselklappe total überflüssig geworden):


2 von 5 14.01.2008 20:06

momentan durch Valvetronic,in Erprobung EMVT (Elektromechanischer Ventiltrieb) von Renault

Phasenverstellungbedeutet die Nockenwelle öffnet und schließt früher bzw. sie öffnet und schließt später. Der

Ventilhub und die Öffnungsdauer bleiben unverändert.


Phasenverstellung

Hydraulische Verstellung der Einlass-Nockenwelle über den Kettenspanner der Steuerkette in2 Stufen

Die Spätverstellung führt zu einem späten Öffnen bzw. Schließen des Einlassventils und somitzu einer geringen oder gar keiner Ventilüberschneidung.

System bei Audi/VW und Mercedes-Benz

Spätstellungen

Drehzahl < 2000 1/min: Rückströmungverbrannter Abgase wird verringert, besserer Leerlauf

Drehzahl > 5000 1/min: Füllung wird verbessert(Nachladung durch hoheStrömungsgeschwindigkeit)

Frühverstellung

bei mittleren Drehzahlen ( 2000 - 5000 1/min),Verstellung 20° KW in Richtung "früh", größereVentilüberschneidung, die Füllung wird erhöht,

Grund: die Strömungsgeschwindigkeit istprinzipbedingt kleiner, das EV schließt bereitskurz nach UT, Frischgase werden nicht in das Saugrohr gedrückt, Drehmoment erhöht,Abgase können aber in das Saugrohr strömen,Verbrennungstemperatur sinkt, NOx sinkt (innere AGR).

Honda VTEC Variabler Ventiltrieb, Nockenwellenumschaltung


Einlass- und Auslassseite jeweils mit drei Schwinghebeln, jedem Schwinghebel ist einNocken zugeordnet.

Es wird zwischen zwei unterschiedlichen Nockenformen umgeschaltet. Damit ändernsich Hub (Öffnungsquerschnitt) und Steuerzeit (im Gegensatz zur Phasenvertellung).In den Schwinghebeln befindliche Sperrschieber können hydraulisch (via Magnetventil)betätigt die Schwinghebel für hohe Drehzahl formschlüssig ver- bzw. entriegeln, so dass


3 von 5 14.01.2008 20:06

entweder das Nockenprofil für niedrige oder für hohe Drehzahlen zum Tragen kommt.

niedrige und mittlere Drehzahl:

Sperrschieber entriegelt, niedriges Nockenprofil betätigt,kleiner Ventilhub, kurze Öffnungsdauerguter Leerlauf, hohes Drehmoment

hohe Drehzahl:

Sperrschieber verriegelt, niedriges undhohes Nockenprofil betätigt,großer Ventilhub, langeVentilöffnungszeitgrößte Motorleistung

Die meisten Hondas verfügen über das VTEC-System (Variable Valve Timing and LiftElectronic Control System) für eine variable Ventilsteuerung. Die drehzahlabhängigeRegulierung von Ventilöffnung und -hub sorgt für höchste Leistungswerte im oberenDrehzahlbereich, ohne Drehmomentverluste in den unteren Touren.

Das i-VTEC-System - „i“ steht für intelligent - ist eine Weiterentwicklung der bewährtenVTEC-Technologie. Das System berücksichtigt nicht nur den Drehzahlbereich, sondern auchdas Belastungsmoment des Motors. Die Motorsteuerung beeinflusst anhand verschiedenerParameter laufend die Stellung der Einlassnockenwelle in Bezug zu jener derAuslassnockenwelle über eine hydraulische Vorrichtung, welche die Öffnung der Einlassventilebeschleunigt oder verzögert. Dieses Hightech-System hat bedeutende Vorteile:

Verbesserung der Leistungsabgabe um 20%Steigerung des Drehmoments um rund 10% bei tiefen und mittleren DrehzahlenVerminderung des Treibstoffverbrauchs um 10 bis 20%

Variable Nockenwellensteuerung (oder Nockenwellensp reizung)


VANOS-HydraulikDie stufenlose Verstellung von BMW ist unter VANOS bekannt geworden. Wird auch dieAuslassnockenwelle verstellt, spricht man von Doppel-VANOS.1 = Magnetventil

2 = Hydraulische Verstelleinheit

3 = Zahnwellenrad mit Schrägverzahnunginnen

Spätkanal (gelb)

Frühkanal (grün)

Das System besteht aus

einer mechanischen Verstelleinheit (3), einer hydraulischen Verstelleinheit (2)sowieeinem Magnetventil (1) zur hydraulischenAnsteuerung.


VANOS MotorschnittbildDas Magnetventil wird abhängig von der Motordrehzahl angesteuert.Der Hydraulikkolben wird je nach Stellung des Magnetventils nach links oder rechtsverstellt.Die Kolbenbewegung bewirkt in der mechanischen Verstelleinheit durch dieSchrägverzahnung eine Nockenwellenverstellung in Richtung "früh" oder "spät".


4 von 5 14.01.2008 20:06

Frühverstellung:

Öl durch Frühkanal, Kolben nach rechts,Zahnwellenrad (im Kolben drehbar gelagert) wird gegen die Drehrichtung derKette verdreht

Spätverstellung:

das Magnetventil wird durch dasSteuergerät "umgeschaltet", Öl gelangtüber Spätkanal auf die andereKolbenseite, Zahnrad wird zurückgedreht.

VVT-i von Toyota intelligente, adaptive Ventilsteue rungDas VVT-i (Variable Valve Timing - intelligent) reg elt die relative Position derEinlassnockenwelle entsprechend den Betriebsbedingu ngen des Motors.

Ziel: eine ausgewogene Balance zwischen Motorleistung, Verbrauch und Abgase

Es handelt sich um eine Regelung (also eigentlich eine Ventilregelung und nichtVentilsteuerung), bei dem die aktuelle Position der Einlassnockenwelle über denNockenwellensensor ständig (kontinuierlich) rückgemeldet wird.


VVT-i

Die Motorelektronik (ECU) erfasst die jeweilige Last (Betriebszustand) über die Sensoren fürMotordrehzahl, Ansaugluftmenge, Drosselklappenstellung und Wassertemperatur undberechnet die optimale Ventilsteuerzeit.

Die ECU steuert das Nockenwellenstellventil entsprechend an und erfährt gleichzeitig dengegenwärtigen Ventilwinkel durch Nockenwellen- und Kurbelwellensensor. So kann einSollwert möglichst genau erreicht werden.Toyota hat für Ihre Motoren 7 verschiedene Betriebsbedingungen festgelegt(Konzept-Diagramm) nach denen 5 verschiedene Steuerzeiten eingestellt werden.


Betriebsbedingungen

Betriebszustand Bereich Ventilsteuerung Zweck Effekt

Im Leerlauf 1

Minimierung derÜberschneidung, umRückstau aufEinlassseite zu reduzieren

Stabiler Leerlauf,geringer Verbrauch

Bei leichter Last 2

Reduzieren derÜberschneidung, umRückstau aufEinlassseite zu reduzieren


5 von 5 14.01.2008 20:06

Bei mittlerer Last 3

Erhöhung derÜberschneidung, umzum Ausgleich des Pumpverlusts durchRückstau einenAbgasrückführeffekt zubewirken

Niedriger bismittlerer Drehzahlbereich bei hoher Last

4

Vorrücken desSchließzeitpunkts desEinlassventils, um eine bessere Zylinderfüllungzu bewirken

verbessertesDrehmoment im unteren bis mittleren Drehzahlbereich

HoherDrehzahlbereich bei hoher Last

5

Verzögern desSchließzeitpunkts desEinlassventils, um eine bessere Zylinderfüllungzu bewirken

bei niedrigenTemperaturen

-

Minimieren derÜberschneidung, umRückstau aufEinlassseite zu verhindern. Diesreduziert den Verbrauchsanstieg bei kaltem Motor, verringert und stabilisiert denSchnellleerlauf

StabilerSchnellleerlauf, geringerer Kraftstoffverbrauch

Anlassen bzw.Abstellen des Motors

-

Minimierung derÜberschneidung, umRückstau aufEinlassseite zu reduzieren

Über die Valvetronic habe ich eine eigene Seite erstellt. zur Seite über Valvetronic

siehe auch | Drehmoment und Füllung| Leistung | Leistungssteigerung |Mehrventiler | Aufladung|Valvetronic | Vergleich P/M |

Quellen: Internet, AUDI, BMW, Honda, Toyota

Wiesinger

bearbeitet am: 02.01.08

Besucher:

Variable Steuerzeiten

Documents

Transcript of Variable Steuerzeiten