Valvetronic funktion
soooo mein Vater hat mir letztens wat von der Valvetronic Technologie erzählt und er meinte das man damit OHNE Drosselklappe ein Benzinmotor betreiben kann und der Vorteil ist das die Drosselverluste so vermieden werden kann. Als ich ihn gefragt habe wie das denn funktionieren soll hat er gesagt das die Nockenwelle die Drosselklappe ersetzt indem je nach Last die Ventile weiter oder gerringer geöffnet werden. Zuerst war das für mich auch logisch aber dann ist mir ja eingefallen das dann die Ventile doch auch Drosselverluste verursachen können. Mein Vater konnte mir daurauf keine genaue Antwort liefern also habe ich mal so gegoogelt. Ich konnte aber keine genaue Antwort finden. Auf diesem Forum hier habe ich gelesen das das so funktioniert indem sich der Unterdruck vom 1Takt nur im Brennraum auswirkt wodurch sich der Kolben nach den Unteren Totpunkt in den oberen Totpunkt ein bisschen saugt.
Auf anderen Quellen habe ich gelesen das der ganze Saugrohr wie so eine Art Dämpfer wirkt und dadurch braucht es ein wenig Zeit bis sich die Luft überhaupt richitg in Bewegung setzt oder ich habe auch gelesen das durch den kleinen Ventilspalt sich das Benzin sehr stark zerteilt und sich dadurch viel besser mit der Luft vermischt was die Leistung etwas steigert und dazu kann man noch mit einen höhreren AGR-Wert fahren was die Drosselverluste noch gerringer macht.
Wäre also nett wenn mir jemand die genaue funktion von Valvetronic erklären könnte.
PS: Nicht nur Valvetronic von BMW hat die Technologie sondern auch Mercedes oder VTEC von Honda.
109 Antworten
Zitat:
@MrFleetwood schrieb am 29. Januar 2022 um 02:43:11 Uhr:
...
Wie sollte sich auch ein erhöhter Unterdruck aufbauen? Durch vorzeitiges Schließen der E Ventile? Dann müsste zunächst zusätzliche Arbeit zum erzeugen des "Unterdrucks" aufgewendet werden-...
War nicht genau das der Start dieses Unterthemas?
Ob das frühere Schließen der Ventile nicht ein Nachteil wäre, wenn dadurch im Brennraum ein Unterdruck erzeugt würde? Da dieser niedrigere Druck nach dem UT aber auch hilft, ist es kein Problem.
Zitat:
@MrFleetwood schrieb am 29. Januar 2022 um 02:43:11 Uhr:
Im Kurbelgehäuse herrschen idR so um die 750-800mbar, also schon mal nahe an den Teillastwerten, denn im Saugrohr hast im Leerlauf -da wo man also diesen "Sog" am wenigsten brauchen könnte, so 250-350mbar. Teillast hast dann 4-700mbar und Vollast nahezu Atmospährendruck - da hättest du aber gerne diesen seltsamen Unterdruck, der die Kolben hochsaugen soll :-)
Schaust dir diese schöne Animation mal an,
https://www.youtube.com/watch?...
könntest du erkennen, das zwar etwas Unterdruck im UT herrscht, der aber keinerlei Einfluss auf die Kolbenbewegung nach oben haben kann, da er schon vor der Aufwärtsbewegung egalisiert ist. Daran ändert auch Valvetronik nix.
Wie sollte sich auch ein erhöhter Unterdruck aufbauen? Durch vorzeitiges Schließen der E Ventile? Dann müsste zunächst zusätzliche Arbeit zum erzeugen des "Unterdrucks" aufgewendet werden- schlechtes Geschäft, oder? Einhergehend mit hohem Ölverbrauch....
Jetzt verwirr doch bitte den TE nicht mit Halbwissen. Der ideale Kurbelgehäusedruck ist laut Wikipedia -2mbar. Laut Wetterbericht haben wir heute 1018 mbar Luftdruck. Also wäre das heute 1016 mbar oder 1,016 bar. Klar wird die Regelung der KGE nicht immer diese idealen Druckverhältnisse hinbekommen, aber 750 mBar ist weit vorbei.
https://de.wikipedia.org/wiki/Kurbelgeh%C3%A4useentl%C3%BCftung
Der Unterdruck im Kurbelgehäuse wird, wie im Thread oben ja schon geschrieben wurde durch die Drosselverluste erzeugt. Das macht das Argument irgendwie sogar lustig.
Dein p-v Diagramm (Leider nicht von einem Valvetronic-Motor) hat zwar keine richtige Skala, aber man sieht dass der Druck deutlich unter 1 bar liegt.
q.e.d.
Da sind wir aber froh uns nicht auf WiKi Wissen verlassen zu müssen oder unser uto zum rearieren da hinzubringen :-)
Gibt sogar Zeiten, die deren Quark noch schlechter Abschreiben:
"Der ideale Druck im Kurbelgehäuse sollte zwei Millibar nicht überschreiten. Ansonsten neigen Motoren zum Ausschwitzen von Öl. "
Da wären wir dann bei 0,002bar - schon extrem wenig, aber Bei WiKi geben die -2mbar, also minus an.....negativen Druck gibts nur nicht.
Fragt sich also, wer hier wen mit Possen verwirrt .-)
Sie ganzen Fachbücher aus der Lehrzeit hier geben jedenfals besseres her,als das schwammige .net Zeugs
Das der KGE Druck nicht dem des Saugrohrs entspricht -klar, wenn man nicht weiß warum, ist das lustig.
OK, ich gestehe mir Halbwissen zu, aber besser als dein Unwissen....
Gab dazu auch hier schon schöne freds mit Druckangaben - weit jenseits der 2 oder minus 2mbar :-)
So long, träum weiter
Zitat:
@Knechtomatiko schrieb am 27. Januar 2022 um 21:06:30 Uhr:
also werden die Drosselverluste so vermieden indem sich durch anpassen de s Ventilhubes und Öffnungzeiten der Unterdruck nur im Brennraum ist wodurch sich der Kolben von den Unteren Totpunkt in den Oberen Totpunkt saugt?
nein. Aber statt "dauernd" durch einen Strohhalm zu atmen machst du einmal kurz ne Schnappathmung pber die weit offenen Ventile, welche nach gewünschtem Füllrad zumachen. Du machst mit der Luft quasi eine Pulsweitenmodulation statt einen Widerstand davorzusetzen.
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Das kann gut sein, dass die Bücher aus der Lehrzeit niedrigere Drücke im Kurbelgehäuse aufzeigen. Bei konventionellen Motoren steht ja durch die Drosselverluste Überdruck in Hülle und Fülle zur Verfügung. Beim Valvetronik muss der Unterdruck ja extra für die Kurbelgehäuseentlüftung erzeugt werden indem man dafür doch die Drosselklappe ansteuert. Da sollte man schon annehmen, dass BMW bei den Valvetronik Motoren möglichst wenig Unterdruck erzeugt.
Zitat:
@GaryK schrieb am 29. Januar 2022 um 18:33:09 Uhr:
Zitat:
@Knechtomatiko schrieb am 27. Januar 2022 um 21:06:30 Uhr:
also werden die Drosselverluste so vermieden indem sich durch anpassen de s Ventilhubes und Öffnungzeiten der Unterdruck nur im Brennraum ist wodurch sich der Kolben von den Unteren Totpunkt in den Oberen Totpunkt saugt?nein. Aber statt "dauernd" durch einen Strohhalm zu atmen machst du einmal kurz ne Schnappathmung pber die weit offenen Ventile, welche nach gewünschtem Füllrad zumachen. Du machst mit der Luft quasi eine Pulsweitenmodulation statt einen Widerstand davorzusetzen.
Das verstehe ich nicht
Wenn vor Unteren Totpunkt das Einlassventil schließt weil der Motor nur wenig Luft haben will entsteht doch so oder so ein niedriger Druck im Zylinder und dann würde es für mich nur Sinn ergeben wenn der Kolben dann in Oberen Totpunkt gesaugt wird.
Und außerdem dachte ich das bei Valvetronic nur der Ventilhub verändert werden kann und nur dad Vanos System die Steurzeiten ei nstellen lassen.
@Istefanos kannst du mir bitte helfen und sagen ob GaryK recht hat?
Also erstmal der einfache Teil der Frage:
Alle Valvetronic-Motoren verändern immer Ventilhub und Ventilöffnungszeiten.
Zum anderen Teil:
Ich sehe da jetzt keinen großen Widerspruch zwischen Deinem Statement und der Aussage von GaryK.
Ich dachte, ihr hattet ein ähnliches Verständnis. Wo seht Ihr den Widerspruch in Euren Aussagen?
Zitat:
@Knechtomatiko schrieb am 27. Januar 2022 um 21:06:30 Uhr:
also werden die Drosselverluste so vermieden indem sich durch anpassen des Ventilhubes und Öffnungzeiten der Unterdruck nur im Brennraum ist wodurch sich der Kolben von den Unteren Totpunkt in den Oberen Totpunkt saugt?
Vielleicht kann ich zu Deiner Aussage noch ein paar Anmerkungen geben.
Die Drosselverluste zu vermeiden beruht auf dem Verfahren des "frühen Einlassschließen"
Dabei schließen die Ventile bei Teillast genau dann, wenn die gewünschte Gemischmasse im Brennraum ist. Der Vorteil ist auch, dass im Saugrohr vor den Ventilen immer voller Druck anliegt, sonst müsste der beim Öffnen der Drosselklappe erst wieder aufgebaut werden und das ist ein vergleichsweise großes Volumen.
Wenn die Einlassventile früh schließen entsteht beim Ansaugen durch die Abwärtsbewegung der Kolben ein Unterdruck. Dafür wird natürlich Arbeit aufgebracht, die im Unterdruck gespeichert ist. Diese wird nach UT wieder frei. Das war vor allem die Antwort auf die Frage, ob das Ansaugen gegen ein geschlossenes Ventil nicht noch mehr Verluste bedeutet, aber in meiner ursprünglichen Erklärung nicht enthalten. Für die Energieerhaltung ist es unerheblich welcher Druck im Kurbelgehäuse ist. Wenn er tatsächlich geringer als im Brennraum wäre, dann müsste man halt statt "Der Kolben wird nach oben gesaugt" schreiben "Der Kolben muss beim Verdichten durch den niedrigeren Druck im Brennraum weniger Arbeit verrichten", schreiben. Technisch richtiger ist letzteres. Für die Energiebilanz ist das aber egal. Das mit dem "Nach oben saugen" habe ich aber geschrieben, weil es bildlich einfacher vorstellbar ist und im Grundsatz auch richtig ist.
Es ist schon so, wie GaryK sagt, dass der Effekt davon kommt, dass man besser kurz frei atmet, als lange gedrosselt. Ich finde, dass ist auch ein schöner Vergleich.
Das dann zusätzlich auch noch der Ventilhub gesteuert wird, liegt daran, dass bei voll geöffneten Ventilen die Gemischbildung schlecht ist. Also macht man kleinere Ventilhübe. Das führt natürlich wieder zu Drosselverlusten. In Summe liegt man aber deutlich besser, als bei konventioneller Drosselung. Die Aussage, dass die Valvetronik die Drosselverluste deutlich vermindert ist natürlich richtig. Komplett drosselfrei ist durch die Ventilhubsteuerung irgendwie auch nicht. Die Entwickler von BMW sagen wohl eher, dass der Motor drosselfrei ist und bezeichnen die noch auftretenden Verluste nur noch als Strömungsverluste.
Du hast zwei unabhängige Effekte.
(a) Ventilhub: Sorgt gut bemessen für Verwirbelung. Verwirbelung im Brennraum ist grundsätzlich gut für eine hohe Flammgeschwindigkeit und damit sowohl Drehmoment und Wirkungsgrad
(b) Öffnungsdauer: Du modulierst die Last eben mit Luftmasse über die Öffnungsdauer. Nicht mit "Dauerdrosselung".
Zitat:
@Istefanos schrieb am 29. Januar 2022 um 22:45:07 Uhr:
Also erstmal der einfache Teil der Frage:Alle Valvetronic-Motoren verändern immer Ventilhub und Ventilöffnungszeiten.
Zum anderen Teil:
Ich sehe da jetzt keinen großen Widerspruch zwischen Deinem Statement und der Aussage von GaryK.
Ich dachte, ihr hattet ein ähnliches Verständnis. Wo seht Ihr den Widerspruch in Euren Aussagen?
Zitat:
@Istefanos schrieb am 29. Januar 2022 um 22:45:07 Uhr:
Zitat:
@Knechtomatiko schrieb am 27. Januar 2022 um 21:06:30 Uhr:
also werden die Drosselverluste so vermieden indem sich durch anpassen des Ventilhubes und Öffnungzeiten der Unterdruck nur im Brennraum ist wodurch sich der Kolben von den Unteren Totpunkt in den Oberen Totpunkt saugt?
Vielleicht kann ich zu Deiner Aussage noch ein paar Anmerkungen geben.
Die Drosselverluste zu vermeiden beruht auf dem Verfahren des "frühen Einlassschließen"
Dabei schließen die Ventile bei Teillast genau dann, wenn die gewünschte Gemischmasse im Brennraum ist. Der Vorteil ist auch, dass im Saugrohr vor den Ventilen immer voller Druck anliegt, sonst müsste der beim Öffnen der Drosselklappe erst wieder aufgebaut werden und das ist ein vergleichsweise großes Volumen.Wenn die Einlassventile früh schließen entsteht beim Ansaugen durch die Abwärtsbewegung der Kolben ein Unterdruck. Dafür wird natürlich Arbeit aufgebracht, die im Unterdruck gespeichert ist. Diese wird nach UT wieder frei. Das war vor allem die Antwort auf die Frage, ob das Ansaugen gegen ein geschlossenes Ventil nicht noch mehr Verluste bedeutet, aber in meiner ursprünglichen Erklärung nicht enthalten. Für die Energieerhaltung ist es unerheblich welcher Druck im Kurbelgehäuse ist. Wenn er tatsächlich geringer als im Brennraum wäre, dann müsste man halt statt "Der Kolben wird nach oben gesaugt" schreiben "Der Kolben muss beim Verdichten durch den niedrigeren Druck im Brennraum weniger Arbeit verrichten", schreiben. Technisch richtiger ist letzteres. Für die Energiebilanz ist das aber egal. Das mit dem "Nach oben saugen" habe ich aber geschrieben, weil es bildlich einfacher vorstellbar ist und im Grundsatz auch richtig ist.
Es ist schon so, wie GaryK sagt, dass der Effekt davon kommt, dass man besser kurz frei atmet, als lange gedrosselt. Ich finde, dass ist auch ein schöner Vergleich.
Das dann zusätzlich auch noch der Ventilhub gesteuert wird, liegt daran, dass bei voll geöffneten Ventilen die Gemischbildung schlecht ist. Also macht man kleinere Ventilhübe. Das führt natürlich wieder zu Drosselverlusten. In Summe liegt man aber deutlich besser, als bei konventioneller Drosselung. Die Aussage, dass die Valvetronik die Drosselverluste deutlich vermindert ist natürlich richtig. Komplett drosselfrei ist durch die Ventilhubsteuerung irgendwie auch nicht. Die Entwickler von BMW sagen wohl eher, dass der Motor drosselfrei ist und bezeichnen die noch auftretenden Verluste nur noch als Strömungsverluste.
Sorry aber da bin ich auch verwirrt.
Also ist das so, dass durch den Anpassen der Zeiten der Motor "freier Atmen" kann ,wodurch die Leistung höher wird, weil die Drosselverluste von der Drosselklappe vermieden werden, da aber dadurch das Einlassventil früher schließt, erzeugt der Kolben ein Unterdruck ,wodurch Drosselverluste entstehen, da aber der Kolben nach UT in den OT gesaugt wird werden diese Drosselverluste die dadurch entstehen sofort wieder "neutralisiert"?
Warum verwirrt. Ich denke das Prinzip des Motors hast Du schon gut verstanden. Nur Deine Begrifflichkeiten sind nicht ganz korrekt.
Durch das frühe Schließen der Einlassventile entstehen keine Drosselverluste, sondern nur ein Unterdruck, für den zusätzliche Arbeit benötigt wird, die nach UT aber wieder zurückgeführt wird.
Drosselverluste nennt man nur die Verluste, die durch die das (teilweise) Schließen der Drosselklappe und die dadurch resultierene "Strömungsbremsung" enstehen.
Manch einer würde die Verluste, die an teilgeöffneten Ventilen entstehen auch Drosselverluste nennen.
Ich versuche es mal so zu erklären: Nimm eine Spritze und ziehe sie auf. Am Ende darf nur eine gewisse Menge Luft drinnen sein, aber du musst sie gleich weit aufziehen (Der Kolben macht einen festen Hub).
Die Luftmenge ist proportional zum Druck, d.h. nach beiden Methoden muss wenn der Kolben am Ende vom Ansaugweg ist der gleiche (Unterdruck) im Zylinder herrschen.
Der gedrosselte Motor hat im Kolben/Ansaugtrakt immer den gleichen Druck, d.h. du brauchst viel Kraft um die Spritze aufzuziehen. Das sind die Drosselverluste.
Der Motor mit der Ventilsteuerung macht erst den Zugang zum Spritzenraum kurz auf damit die korrekte Luftmenge einströmen kann, da ziehst du die Spritze einfach auf, wenn die Öffnung verschlissen wird steigert sich die Kraft die man zum erweitern des Volumens braucht langsam und erst am Ende ist sie so groß wie beim Motor mit Drosselklappe. Daher braucht der Motor mit der Ventilsteuerung nicht so viel Kraft um die Luft anzusaugen.
Vielleicht war die Erklärung anschaulich, vielleicht war es auch zu verwirrend immer zwischen Spritze und Motor zu wechseln...
Zitat:
@Istefanos schrieb am 29. Januar 2022 um 23:29:25 Uhr:
Warum verwirrt. Ich denke das Prinzip des Motors hast Du schon gut verstanden. Nur Deine Begrifflichkeiten sind nicht ganz korrekt.Durch das frühe Schließen der Einlassventile entstehen keine Drosselverluste, sondern nur ein Unterdruck, für den zusätzliche Arbeit benötigt wird, die nach UT aber wieder zurückgeführt wird.
Drosselverluste nennt man nur die Verluste, die durch die das (teilweise) Schließen der Drosselklappe und die dadurch resultierene "Strömungsbremsung" enstehen.
Manch einer würde die Verluste, die an teilgeöffneten Ventilen entstehen auch Drosselverluste nennen.
ah ok ist es also so das durch den weit geöffneten Einlassventil die Luft freier strömen kann als mit einer Drosselklappe. da aber dadurch dann der Kolben an das zu früh schließende Ventil ein Unterdruck erzeugt, wird Energie benutzt um ein unerwünchten Unterdruck zu erzeugen aber dieser Unterdruck wird nach Unteren Totpunkt dazu benutzt den Kolben von Unteren Totpunkt in den Oberen Totpunkt zu saugen . Also ist das kein Problem das das Einlassventil früher schließt. Habe ich das jetzt richitg verstanden?
Ja, ist richtig verstanden.