Unsere Motoren können alleine atmen

Leichter durchatmen

[Achsmanschette51801]

Hallo, liebe Zielgruppe!

Ich denke, wir haben alle im Physikunterricht die Arbeitweise des Viertakt-Hubkolbenmotors beigebracht bekommen: Erster Takt: Durch das offene Einlaßvetil ansaugen; Zweiter Takt: Verdichten; Dritter Takt: Verbrennen ; Vierter Tekt: Durch das offene Auslaßventil ausstoßen. Einigen wird es aufgefallen sein, daß es in den Takten 1 und 4 auch geringfügig anders geht und heutzutage bis auf wenige Ausnahmen auch ist. [more]

Carl Benz experimentierte schon um 1900 herum mit dem Prinzip, mehr als ein Einlaßventil und/oder mehr als ein Auslaßventil zu benutzen. Darum soll es hier und heute gehen.

[bild=7]Zunächst die ursprüngliche Frage: Warum überhaupt mehr als zwei Ventile pro Zylinder? Der Grund des Einsetzens von mehreren Ventilen ist ein ähnlicher wie der Grund für Aufladung ( siehe hier ): Zwei in aller Regel kreisrunde Ventile können die Fläche der in aller Regel ebenfalls kreisrunden Zylinderoberseite nicht sehr gut abdecken. Das Benutzen von mehreren Ventilen kann dies deutlich verbessern - wenn auch lange nicht perfekt. Folge der größeren Querschnittfläche ist eine bessere Füllung des Brennraums im ersten Takt und ein leichteres Ausatmen im vierten Takt. Damit ist aus dem gleichen Grundmotor etwas mehr Drehmoment und entsprechend bei gleichen Drehzahlen mehr Leistung herauszuholen - oder entsprechend das gleiche Drehmoment und die gleiche Leistung bei etwas geringerem Hubraum oder bei etwas geringeren Drehzahlen. Bei der Mehrventiltechnik handelt es sich daher quasi die älteste Form von Downsizing 😉 Daduch, daß der Motor gegen weniger Widerstände beim Durch- vor allem beim Ausatmen ankämpfen muß, spart man zudem etwas Sprit. Für Mehrventiltechnik bei aufgeladenen Modellen gilt im Prinzip das selbe, weil bei gleichem Ladedruck mehr Brennraumfüllung ermöglicht wird und Turbos beim Auslassen nicht nur mehr Menge, sondern durch das leichtere Ausatmen nochmals mehr Bewegungsenergie an den Lader schicken.

Der einzige Nachteil von mehr als zwei Ventilen pro Zylinder ist die etwas aufwendigere Konstruktion.

[bild=8]Ich habe lange versucht, herauszufinden, welches das erste in Serie gefertigte Automobil mit mehr als zwei Ventilen pro Zylinder war. Etwas Älteres als die Rennwagen von Alfa Romeo und Opel (1913) habe ich leider trotz intensiver Suche nicht finden können. Hier verfügte der Opel über eine obenliegende Nockenwelle und der Alfa Romeo über derer zwei. Ein Jahr später (1914) produzierte Opel das Gerät, das heute als "Green Monster" bekannt ist und aus 4 Zylindern mit Vierventiltechnik 260 PS schöpfte. Dieses beeindruckende Gerät habe ich hier als Bild gewählt. Da es sich aber hier um Rennfahrzeuge handelt, will ich diese nicht weiter vertiefen.

[bild=6]Für "normale" Straßen-PKW war der BMW M1 ein Vorreiter (ich konnte nicht herausfinden, ob er wirklich der Erste war) bei der Verwendung von mehr als 2 Ventilen pro Zylinder. Seinerzeit war der größte Motor im BMW-Regal der Sechszylinder-Reihenmotor mit 3210 cm³ Hubraum, der es als Sauger auf 147 kW/200 PS (633CSi, 733i) oder als Turbo auf 185 kW/252 PS (745i) brachte. Paul Rosche, intern als "Nocken-Paule" bekannt, bekam den Auftrag, für einen Sportwagen einen auch unter hohen und wechselnden Belastungen standfesten (und dabei nicht zu versoffenen 😉) Motor auf Basis des bekannten Sechszylinders aus dem Hause BMW zu konstuieren, was ihm offenbar gut gelang. Er vergrößerte den Hubraum um 243 cm³ und besann sich auf die Vierventiltechnik. Ergebnis war ein Reihensechszylinder mit 204 kW/277 PS, der als Basis für eine gesamte Fahrzeugfamilie diente.

[bild=3]In den folgenden Jahren wurde Mehrventiltechnik haupsächlich bei den sportlichsten Modellen einiger Baureihen (z.B. VW Golf GTI 16V oder Opel Kadett GSi 16V) angewandt. Die Sportmodelle, die mehr auf Leistung bei höhern Drehzahlen getrimmt sind, tragen eine große Mitverantwortung daran, daß Mehrventilern grundsätzlich ein schlechter Durchzug aus unteren Drehzahlen angedichtet wurde. Dies ist aber mehr eine Sache der Motorabstimmung. Es herrschen für die Abstimmung annähernd die gleichen Bedingungen bei Zwei- und Mehrventilern. Beide können so abgestimmt werden, daß der Motor besser bei niedrigen Drehzahlen oder bei höheren Drehzahlen arbeitet.

[bild=4]Honda schaffte es im Jahre 1983 mit dem Civic III als erster, eine Volumenmodellreihe der Kompaktklasse durchgehend mit mehr als zwei Ventilen pro Zylinder anzubieten. Man setzte da meist auf drei Ventile pro Zylinder (zweimal Einlaß, einmal Auslaß), nur das spätere Topmodell Civic CRX 1.6i-16 verfügte über vier Ventile pro Zylinder. Honda konzentrierte sich allerdings darauf, daß hohe Drehzahlen für Entwicklung von Drehmoment nicht notwendig waren. Die Fahrzeuge ließen sich auch im Drehzahlkeller sehr gut fahren. Das Einzige, was hohe Drehzahlen erzwang, was die doch nicht sehr lange Übersetzung der Getriebe.

[bild=1]Wir schrieben das Jahr 1993, als Mercedes-Benz den logischen Schritt tat, auch Dieselmotoren mit vier Ventilen pro Zylinder auszustatten und in die Modelle W/S124 und W202 einzusetzen. Dieselmotoren profitieren von Mehrventiltechnik in gleichem Maße wie Ottomotoren. Bei ihnen ist aber die Leistungsgewinnung über mehr Drehzahl prinzipbedingt nicht gut möglich, wohingegen Ottomotoren alternativ auch diesen Schritt gehen könnten.

[bild=2]1994 führten Audi und Ferrari als weitere Evolutionsstufe die Fünfventiltechnik in serienmäßigen PKW ein. Diese konnte sich allerdings in der Großserie auf Dauer nicht wirklich durchsetzen, da der Gewinn an Kanalquerschnitt gegenüber Vierventilern in keinem sehr guten Verhältnis mit der aufwändigeren Kostruktion stand. Drei oder vier Ventile pro Zylinder sind deutlich einfacher anzusteuern als derer fünf. Vielleicht erleben wir noch ein Aufleben der Fünfventiltechnik, wenn die Nuancen an Vorteilen wichtiger werden und/oder der Kanalquerschnitt einen größeren Anteil am Ventildurchmesser ausmachen kann. Außerdem werden Ventilsteuerungen mit der Elektrifizierung derselben zunehmend offener für derartige Konzepte.

Willkommen bei den Downsizing-Kritikern

[Achsmanschette51801]

Hallo, liebe Zielgruppe!

Willkommen in unserem neuen Blog, der Downsizing zum Thema haben soll und auch Hybridantriebe in ihren heutigen Formen ansprechen wird.

Wir, das sind der-Chaker, fabi221, KKW 20 und meine Wenigkeit, stehen dem Downsizing eher kritisch gegenüber und in diesem Blog stellen wir unsere Ansichten, Erfahrungen und diverse Meldungen zu diesem Thema genauer vor.

Als Befürworter der selbstatmenden Benzinmotoren finden wir, daß das Potenzial dieser von vielen zu unrecht als ''veraltet'' dargestellten Motorenbauweise noch lange nicht ausgeschöpft ist und es heute auch ohne den Einsatz eines Hybridantriebsstranges eine Alternative für verkleinerte und gleichzeitig aufgelandene Motoren darstellt, wie diverse Hersteller es noch immer unter Beweis stellen.

In diesem Atemzug möchten wir jedoch klarstellen, das wir hier nicht einfach stur gegen Turbomotoren wettern, sondern schlicht die Nachteile und Risiken (für den einen wichtiger als für den anderen) aufdecken wollen, Beispiele zeigen wollen wo ein Saugmotor gegenüber einem Downgesizten noch trumpfen kann und auch gute Beispiele hervorheben, wo ein Turbomotor Vorteile ausspielen kann.

Auch der Hybridantrieb (der unserer Meinung nach einzig mit einem Saugbenziner Sinn ergibt) wird hier ein wichtiges Thema sein.

Auch stehen wir teilweise direkteinspritzenden Benzinmotoren kritisch gegenüber und auch das Thema Diesel wird hier bestimmt noch angesprochen werden.

Jeder der ähnlicher oder gleicher Ansicht ist, ebenfalls diesem neuen Trend ''Downsizing'' kritisch gegenüber steht oder einfach nur Erfahrungen oder Wissen austauschen will oder schlicht nur mitdiskutieren will, ist herzlichst eingeladen unserem ''Club'' beizutreten, der trotz lockerem Entstehenungshintergrund dennoch ernst gemeint ist und auch solche Themen behandeln wird.

Alles natürlich leidenschaftlich von uns betrieben, denn schließlich haben unsere Ansichten keinen Missionierenden Hintergrund oder eine Hetze gegen bestimmte Hersteller aufzuweisen sondern sind einfach ein kleiner Teil an Aufklärungsarbeit mit belegbaren Fakten, in einer freundlichen, lockeren Diskussionsrunde, die deutlich mehr Menschen ansprechen soll, auch bei möglichen Kaufentscheidungen.

Zudem wird von unserer Seite auch evtl. mal der eine oder andere Bericht über Probefahrten hier mit einfließen.

Wir wünschen an dieser Stelle schon einmal viel Spaß beim Lesen und Diskutieren.