Variable Steuerzeiten
Univalve, ein System zur Flexibilisierung von Ventilöffnungszeit und -hub, wird von Kolbenschmidt Pierburg weiterentwickelt. Der Zulieferer empfiehlt Univalve für Ein- und Auslass.
Möglichkeiten, Ventilsteuerzeiten zu variieren, gibt es einige. Eine davon ist Univalve, entwickelt in den 2000er Jahren von En-Tec Consulting. Univalve ist ein elektromotorisch angetriebenes, mechanisch arbeitendes System zur simultanen und kontinuierlichen Verstellung von Ventilöffnungsdauer und -hub. Vor einigen Monaten übernahm die Kol-benschmidt Pierburg AG die Rechte am System und entwickelt es seither weiter. Ziel ist die Serienreife. „Die vollvariable Ventilsteuerung ist eine der zentralen Schlüsseltechnologien zur CO2-Reduzierung im Automobilbereich, und wir sind davon überzeugt, dass diese Technik so- wohl bei bereits bestehenden wie auch künftigen Ottomotoren eine immer grö-ßere Rolle spielen wird“, so die Meinung von Dr. Gerd Kleinert, Vorsitzender des Vorstands bei Kolbenschmidt Pierburg.
Bei Motoren mit vollvariablen Ventiltrieben erfolgt die Regelung der Last nicht mehr per Drosselklappe, sondern mittels Ventilöffnungszeit und -hub.
Widerspruch zur Höchstleistung
Bei früherem Schließen der Einlassventile nimmt die Ladungswechselarbeit ab und in der Folge sinkt der spezifische Kraftstoffverbrauch. Frühes Schließen bedeutet jedoch kurze Öffnungsdauer, was bei Mo- toren mit konventioneller, nicht variabler Ventilsteuerung einen nicht aufzulösenden Widerspruch zur Höchstleistung darstellt, denn die wird bei spätem Einlassschluss, also bei langer Öffnungsdauer, erreicht.
Eine Mitteilung von Kolbenschmidt Pierburg formuliert: „Dagegen erlaubt Univalve eine stufenlose Variation der Ventilöffnungsdauer bei gleichzeitiger betriebsspezifischer Anpassung der Ventilhübe bis hinunter zum Nullhub. Technisch gesehen reduziert das System dabei den Teillastverbrauch einerseits über die Veringerung der Ladungswechselarbeit und über eine optimierte Restgassteuerung und -verträglichkeit des Brennverfahrens, und andererseits durch die verringerte Bedarfsleistung zur Ventilbetätigung.“
Auf der Einlassseite eingesetzt, ver-spricht der Zulieferer eine Senkung des Teillastverbrauchs gegenüber konventionellen Saug-Ottomotoren von bis zu zwölf Prozent und gleichzeitig eine Erhöhung von Drehmoment und Leistung. Zitat: „Der Motor kann also bei gleichen Fahrleistungen verkleinert werden und er- schließt durch dieses Downsizing weitere Verbrauchspotenziale.“ Ladungswechselarbeit und somit Verbrauch werden aber auch auslassseitig beeinflusst:
Univalve auch auf der Auslassseite
„Ein Motor mit festen Auslasssteuerzei- ten kann das hohe einlassseitig eröffnete Univalve-Potenzial nicht voll ausschöpfen. Vorteilhafter ist es somit, wenn das Univalve-System auch auf der Auslassseite verbaut wird. Dies gilt insbesondere für den aktuell sehr populären, turboaufgeladenen Vierzylinder-Ottomotor. Der Zielkonflikt zwischen günstigem Teillastverbrauch und hohem Drehmoment im unteren Drehzahlbereich kann deutlich aufgeweicht werden. Im Versuch an einem aufgeladenen 2,0-Liter-Vierzylinder-Ottomotor konnte der Kraftstoffverbrauch in einem repräsentativen Teillastbetriebspunkt gegenüber dem gedrosselten Betrieb mit Direkteinspritzung um neun Prozent reduziert werden. Gleichzeitig wurde das Drehmoment im gerade für dieses Motorkonzept wichtigen, unteren Drehzahlbereich signifikant angehoben.“
Univalve und weitere Entwicklungen von Kolbenschmidt Pierburg (ein Range Extender als V2-Ottomotor mit 30 Kilowatt Höchstleistung, elektrifizierte Nebenaggregate und Aktuatoren sowie Stahlkolben für Anwendungen in Pkw-Motoren) sind Exponate zur 64. Pkw-IAA. Das Un- ternehmen stellt seine Neuheiten in Halle 8 am Stand F04 aus. Peter Diehl
- Ausgabe 9/2011 Seite 12 (366.7 KB, PDF)
