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
@400.000km @Anarchie-99 @andifux @Istefanos @GaryK @Rael_Imperial
Ich wäre euch wirklich sehr sehr sehr dankbar wenn ihr meine letzte Frage beantworten könnt: 🙂
PS: Tut mir leid für das Nerven/ markieren.
Passt schon grundsätzlich. Wobei die "Sport-Stellung" nicht zu unkorrigiert sportlich sein kann, weil Frischluft an der Lambdasonde spätestens beim DI ziemlich falsch geregelt werden kann. Theoretisch sind Lambdasonden schnell genug um das "peak" Lambda zu erfassen, aber ob das dauerhaft reicht (Lambdasonden werden im Alter deutlich träger) bezweifel ich. Und ja, AGR wird bei (zeit)variablen Nocken in der Regel durch die Verstellung erledigt. Ob du Abgas aktiv zurückführst oder bewusst nicht gut spülst - das Ergebnis ist das selbe.
Eine interessante Variante sind hier die EA288 Diesel von VW. Die Anordnung der Ventile ist um 90° gedreht, sodass die Ventile im Luftstrom hintereinander und nicht nebeneinander liegen.
Die Nockenwellenverstellung (bis 2019 im Golf verwendet) der "einlassseitigen" Nockenwelle beeinflusst also gleichzeitig je Zylinder je ein Einlass- und ein Auslassventil. Kaum zu glauben, dass sich das lohnt.
Zitat:
@Knechtomatiko schrieb am 26. Februar 2022 um 15:34:06 Uhr:
@400.000km @Anarchie-99 @andifux @Istefanos @GaryK @Rael_Imperial
Ich wäre euch wirklich sehr sehr sehr dankbar wenn ihr meine letzte Frage beantworten könnt: 🙂
PS: Tut mir leid für das Nerven/ markieren.
Schau mal hier.
https://www.motor-talk.de/.../...nockenwellenverstellung-t7197671.html
Hier lassen sich einige fragen klären zum Thema steuerzeiten. Das Thema ist aber so komplex dass es hier nicht alles vermittelt werden kann.
Erste Literatur empfehle ich dir hier:
Wege zum Hochleistungs-Viertaktmotor
von Ludwig Apfelbeck
Wenn heutige Motoren Technik wirklich verstehen möchte muss ganz von vorne anfangen.
Das fängt bei 2 Ventiltechnik ohne jede Verstellung an und hört bei pneumatischer Freevalve technologie auf.
Ähnliche Themen
Hallo,
Mit der Nockenwellenverstellung und verändert man so viel, dass sich das nicht eindeutig mit Ja oder nein beantworten kann, da es zusätzlich auch noch um ganz andere Strömungseffekte geht.
Zitat:
Wenn nur ein Versteller eingebaut ist (Einlassseite): Das EV schließt bei hohen Drehzahlen erst spät damit dadurch das Benzin Luft Gemisch noch nach den Unteren Totpunkt einströmen kann.
Wenn zwei Versteller eingebaut sind: EV öffnet früher und AV schlißt später. Dadurch das die Abgase jetzt schon stark richtung AV beschleunigt wurde kann das EV schon öffnen und dadurch wird Frischgas aus dem EV mit gerissen. Dadurch entsteht eine höhere Spülung und dadurch ist mehr Platz für das Frischgas. Das ist jetzt nur die "Sport Verstellung" . Man kann auch die Nockenwellen so verstellen das eine höhere interne AGR Rate möglich ist was effektiver und sparsamer ist.
Vom Grundsatz stimmt das schon. Eine gute Zylinderspülung sorgt für eine hohe Leistung. Ein hoher Restgasanteil sorgt für eine niedrigere Brennraumtemperatur und damit für weniger Stickoxide. Der höhere Wirkungsgrad kommt dann aus den geringeren Ladungswechselverlusten, weil ja weniger Gas ausgetauscht wird.
ah ha also gibt immer unterschiedliche Systeme. Z.b die Beispiele die ich oben gennant habe.
Es gibt dann z.b u.a Vorteile und Nachteile bei den Systemen die ich oben gennante habe.
Vorteil wenn nur ein Versteller eingebaut ist : Man kann bei hohen Drehzahlen / Last den Nachladeffekt erzielen den ich oben gennant habe um mehr Leistung zu bekommen
Nachteile: es ist nur dieser eine Effekt möglich.
Vorteil wenn 2 Versteller eingebaut sind : Mann kann den Effekt mit den Spülen nutzen wie ich oben schon geschrieben habe. Der ist ja dann wenn ich das richitg verstehe noch besser und steigert nochmehr die Leistung als das mit dem Nachladen ODER man stellt die Nockenwellen so ein das eine innere AbgasRückfühung möglich. Der Vorteil im Gegensatz zu der Externen Abgasrückführung ist das Drosselverluste dadurch verringert werden können.
Nachteile : Es sind einfach mehr Teile und es ist teurer.
Habe ich das so richtig verstanden ?
Vereinfacht
@400.000km @Anarchie-99 @GaryK
Die Interne Abgasrückführung hat den großen Vorteil, dass man Software "kostenlos" beliebig vervielfältigen kann, was bei einem externen AGR eben nicht der Fall ist.
Das mit dem Einlassventil: Für die Verbrennung ist auch eine gute Verwirbelung wichtig. Man kann das "ganz einfach" über den Öldruck steuern, siehe das VTEC System von Honda. Ab Drehzahl X und Last Y wird das zweite Einlassventil zugeschaltet. Man kann auch die Auslassnocken passend verstellen und damit die Ventilüberschneidung stufenlos anpassen. Oder eben wie bei BMW mit Valvetronic und Vanos am Ende die Drosselverluste verringern, die AGR Funktion realisieren (bewusst unzulängliche Spülung zwecks AGR senkt im Teillastbereich übrigens die Drosselverluste) und bei hoher Last und Drehzahl per dynamischer Ventilüberscheidung auch Leistung bringen. Oder bei mittleren Drehzahlen sowie Teillast einfach per ausreichender Verwirbelung über einen bewusst kleinen Spalt am Einlassventil auf "Drehmoment" gehen.
Das ist alles außer trivial. Aber: die vollvariablen Nocken gestatten einiges an Freiheiten, die man bei alten Motoren schlicht nicht hatte.
Zitat:
@GaryK schrieb am 28. Februar 2022 um 17:59:03 Uhr:
Die Interne Abgasrückführung hat den großen Vorteil, dass man Software "kostenlos" beliebig vervielfältigen kann, was bei einem externen AGR eben nicht der Fall ist.Das mit dem Einlassventil: Für die Verbrennung ist auch eine gute Verwirbelung wichtig. Man kann das "ganz einfach" über den Öldruck steuern, siehe das VTEC System von Honda. Ab Drehzahl X und Last Y wird das zweite Einlassventil zugeschaltet. Man kann auch die Auslassnocken passend verstellen und damit die Ventilüberschneidung stufenlos anpassen. Oder eben wie bei BMW mit Valvetronic und Vanos am Ende die Drosselverluste verringern, die AGR Funktion realisieren (bewusst unzulängliche Spülung zwecks AGR senkt im Teillastbereich übrigens die Drosselverluste) und bei hoher Last und Drehzahl per dynamischer Ventilüberscheidung auch Leistung bringen. Oder bei mittleren Drehzahlen sowie Teillast einfach per ausreichender Verwirbelung über einen bewusst kleinen Spalt am Einlassventil auf "Drehmoment" gehen.
Das ist alles außer trivial. Aber: die vollvariablen Nocken gestatten einiges an Freiheiten, die man bei alten Motoren schlicht nicht hatte.
ah ok aber stimmt das dennoch was ich geschrieben habe ?
Zitat:
@Knechtomatiko schrieb am 28. Februar 2022 um 17:39:19 Uhr:
ah ha also gibt immer unterschiedliche Systeme. Z.b die Beispiele die ich oben gennant habe.
Es gibt dann z.b u.a Vorteile und Nachteile bei den Systemen die ich oben gennante habe.
Vorteil wenn nur ein Versteller eingebaut ist : Man kann bei hohen Drehzahlen / Last den Nachladeffekt erzielen den ich oben gennant habe um mehr Leistung zu bekommen
Nachteile: es ist nur dieser eine Effekt möglich.
Vorteil wenn 2 Versteller eingebaut sind : Mann kann den Effekt mit den Spülen nutzen wie ich oben schon geschrieben habe. Der ist ja dann wenn ich das richitg verstehe noch besser und steigert nochmehr die Leistung als das mit dem Nachladen ODER man stellt die Nockenwellen so ein das eine innere AbgasRückfühung möglich. Der Vorteil im Gegensatz zu der Externen Abgasrückführung ist das Drosselverluste dadurch verringert werden können.
Nachteile : Es sind einfach mehr Teile und es ist teurer.
Habe ich das so richtig verstanden ?
Vereinfacht
@400.000km @Anarchie-99 @GaryK
Der Nachladeeffekt und der Restgasanteil im Zylinder (Abgase) sind vereinfacht gesagt von der Drehzahl und von den Öffnungszeiten abhängig, aber nicht linear abhängig
Wenn Du nur die Phase des Einspritzventil steuerst. (also gleiche Öffnungszeit aber halt später oder früher öffnest und schließt, können verschiedene Effekte auftreten.
Bei niedrigen Drehzahlen würden man den Einlass nach spät verstellen, um möglichst wenig Überschneidung und somit wenig Restgas zu haben, damit der Wagen im Leerlauf rund läuft.
Bei hohen Drehzahlen stellt man auch nach spät, wegen des Nachladeeffekts (gute Zylinderfüllung, viel Leistung)
Im mittleren Drehzahlbereich tritt kein Nachladeffekt auf, da man weniger Dynamik im Ansaugtrakt hat. Deshalb würde dort ein spätes Schließen. bereits angesaugtes Gas wieder in den Ansaugtrakt schieben, weil der Druck im Zylinder (früher) höher als im Ansaugtrakt wird.
Deshalb schließt man in diesem Modus früher. Man schließt z.B. zu dem Zeitpunkt, zu dem die bestmögliche Füllung erreicht ist, um dort maximales Drehmoment zu haben.
Da man ja nur die Phase verstellen kann, wird dann nicht nur früher geschlossen, sondern auch früher geöffnet. Dadurch drückt man aber Restgas in den Ansaugtrakt, der dann einen Augenblick später wieder angesaugt wird. Man bekommt also einen höheren Restgasanteil. Positiver Effekt z.B. auf Stickoxide und Wirkungsgrad, aber negativer Effekt auf die Zylinderfüllung.
Wenn man zusätzlich zum Einlassventil auch das Auslassventil steuern kann, dann kann man den Restgasanteil unabhängig vom Einlassventil regeln.
Man kann also Zylinderfüllung mit Frischgas und Restgas getrennt voneinander regeln. Das ist der VOrteil.
Nachteil: Kosten und mehr bewegliche Teile.
Zitat: Wenn Du nur die Phase des Einspritzventil steuerst. (also gleiche Öffnungszeit aber halt später oder früher öffnest und schließt, können verschiedene Effekte auftreten.
Bei niedrigen Drehzahlen würden man den Einlass nach spät verstellen, um möglichst wenig Überschneidung und somit wenig Restgas zu haben, damit der Wagen im Leerlauf rund läuft.
Bei hohen Drehzahlen stellt man auch nach spät, wegen des Nachladeeffekts (gute Zylinderfüllung, viel Leistung)
Zitat Ende.
Also ist das so im Leerlauf oder bei gerringer Drehzahl wird versucht keine Überschneidung , damit keine Abgase in den Zylinder "zurückgesaugt " werden damit der Motor besser läuft?
Bei hohen Drehzahlen wird aber das E Ventil später geschlossen damit eben der Nachladeeffekt erzielt wird?
Zitat:
Im mittleren Drehzahlbereich tritt kein Nachladeffekt auf, da man weniger Dynamik im Ansaugtrakt hat. Deshalb würde dort ein spätes Schließen. bereits angesaugtes Gas wieder in den Ansaugtrakt schieben, weil der Druck im Zylinder (früher) höher als im Ansaugtrakt wird.
Deshalb schließt man in diesem Modus früher. Man schließt z.B. zu dem Zeitpunkt, zu dem die bestmögliche Füllung erreicht ist, um dort maximales Drehmoment zu haben.
Zitat ende.
Also tritt hier der Nachladeeffekt immer noch nicht ein weil sonst die Frischgase eben wieder zurück gespült werden ?
Und was genau meinst Du hier mit früher schließen ? Tritt hier der Spülungseffekt ein weil die Ventilüberschneidung eben sehr groß ist und dadurch etwas Frischgas im 4 Takt vom Abgass mitgerissen wird? Oder wird dadurch das Abgas wieder gezielt zurückgesaugt um die von Dir gennaten Vorteile zu erzielen?
Zitat:Wenn man zusätzlich zum Einlassventil auch das Auslassventil steuern kann, dann kann man den Restgasanteil unabhängig vom Einlassventil regeln.
Man kann also Zylinderfüllung mit Frischgas und Restgas getrennt voneinander regeln. Das ist der VOrteil.
Zitat ende.
Das verstehe ich leider nicht so wirklich.
Ist das aber sonst so richitg ?
Sorry wegen den komischen Zitaten.
Zitat:
Bei niedrigen Drehzahlen würden man den Einlass nach spät verstellen, um möglichst wenig Überschneidung und somit wenig Restgas zu haben, damit der Wagen im Leerlauf rund läuft.
Hier ist ein kleiner fehler versteckt.
Bei niedrigen Drehzahlen wird die einlassnockenwelle auf früh, Auslass auf spät verstellt, das sorgt für ein höheres Drehmoment.
Im Leerlauf steht die Einlasswelle auf spät und auslasswelle auf Früh um ein ruhigen Leerlauf zu erzeugen.
Bei vollast sind beide Nockenwellen auf spätstellung.
Zitat:
@Anarchie-99 schrieb am 28. Februar 2022 um 20:48:04 Uhr:
Zitat:
Bei niedrigen Drehzahlen würden man den Einlass nach spät verstellen, um möglichst wenig Überschneidung und somit wenig Restgas zu haben, damit der Wagen im Leerlauf rund läuft.
Hier ist ein kleiner fehler versteckt.
Bei niedrigen Drehzahlen wird die einlassnockenwelle auf früh, Auslass auf spät verstellt, das sorgt für ein höheres Drehmoment.
Im Leerlauf steht die Einlasswelle auf spät und auslasswelle auf Früh um ein ruhigen Leerlauf zu erzeugen.Bei vollast sind beide Nockenwellen auf spätstellung.
das verstehe ich aber nicht so ganz. Warum wird das Drehmoment dann höher?
Und was ist der Sinn dahinter wenn beide Nockenwellen bei Vollast auf Spätstellung gehen?
Vielleicht vorab nochmal den Nachladeeffekt
Das Frischgas strömt bei höheren Drehzahlen mit mehr Schwung in den Zylinder.
Es strömt vereinfacht mit einem höheren Druck in den Zylinder.
Wenn der Zylinder nach UT wieder nach oben schiebt und komprimiert, dann strömt so lange Frischgas ein, wie der Druck des einströmenden Gases höher ist, als der Zylinderdruck (durch die Kompression).
Bei hohen Drehzahlen nennt man das Nachladeeffekt.
Bei mittleren Drehzahlen strömt das Frischgas mit weniger Schwung in den Zylinder.
Es strömt vereinfacht mit einem niedrigeren Druck in den Zylinder. Der Zeitpunkt an dem der Druck im Zylinder durch Kompression höher wird als der (niedrigere) Druck des Frischgases bei mittleren Drehzahlen ist früher erreicht.
Für eine optimale Zylinderfüllung muss man deshalb bei mittleren Drehzahlen früher schließen, als bei hohen Drehzahlen.
Früher schließen auch früher öffnen und damit hat man eine höhere Ventilüberschneidung und einen höheren Restgasanteil, da ja die Steuerzeiten des AV gleich bleiben.
Es gibt für also für jeden Betriebszustand (abhängig von Drehzahl und Last) immer ein festes Verhältnis von Zylinderfüllung zu Restgas.
Wenn ich aber z.B. den Restgasanteil erhöhen will (bessere Stickoxide oder besserer Wirkungsgrad)
und nur das EV steuern kann, müsste ich nach früh verstellen und hätte dann auch eine schlechtere Zylinderfüllung und damit z.B. weniger Drehmoment.
Wenn man das AV jetzt aber früher schliessen kann, dann kann ich trotzdem mit mehr Restgas bei höherer Zylinderfüllung fahren
Zitat:
@Anarchie-99 schrieb am 28. Februar 2022 um 20:48:04 Uhr:
Zitat:
Bei niedrigen Drehzahlen würden man den Einlass nach spät verstellen, um möglichst wenig Überschneidung und somit wenig Restgas zu haben, damit der Wagen im Leerlauf rund läuft.
Hier ist ein kleiner fehler versteckt.
Da ist kein Fehler.
Das Beispiel ist für ein System, dass nur die Steuerzeiten des Einlassventils verstellt. Das hatte ich dazu geschrieben
Zitat:
@400.000km schrieb am 28. Februar 2022 um 21:10:33 Uhr:
Vielleicht vorab nochmal den NachladeeffektDas Frischgas strömt bei höheren Drehzahlen mit mehr Schwung in den Zylinder.
Es strömt vereinfacht mit einem höheren Druck in den Zylinder.Wenn der Zylinder nach UT wieder nach oben schiebt und komprimiert, dann strömt so lange Frischgas ein, wie der Druck des einströmenden Gases höher ist, als der Zylinderdruck (durch die Kompression).
Bei hohen Drehzahlen nennt man das Nachladeeffekt.Bei mittleren Drehzahlen strömt das Frischgas mit weniger Schwung in den Zylinder.
Es strömt vereinfacht mit einem niedrigeren Druck in den Zylinder. Der Zeitpunkt an dem der Druck im Zylinder durch Kompression höher wird als der (niedrigere) Druck des Frischgases bei mittleren Drehzahlen ist früher erreicht.Für eine optimale Zylinderfüllung muss man deshalb bei mittleren Drehzahlen früher schließen, als bei hohen Drehzahlen.
Früher schließen auch früher öffnen und damit hat man eine höhere Ventilüberschneidung und einen höheren Restgasanteil, da ja die Steuerzeiten des AV gleich bleiben.
Es gibt für also für jeden Betriebszustand (abhängig von Drehzahl und Last) immer ein festes Verhältnis von Zylinderfüllung zu Restgas.
Wenn ich aber z.B. den Restgasanteil erhöhen will (bessere Stickoxide oder besserer Wirkungsgrad)
und nur das EV steuern kann, müsste ich nach früh verstellen und hätte dann auch eine schlechtere Zylinderfüllung und damit z.B. weniger Drehmoment.Wenn man das AV jetzt aber früher schliessen kann, dann kann ich trotzdem mit mehr Restgas bei höherer Zylinderfüllung fahren
also ist das so wenn man nur einseitge Verstellung hat : bei Leerlauf / niedrige Drehzahl : niedrige Überschneidung damit der Motor ruhiger und besser läuft.
Bei mittlerer Drehzahl : Die überschneidung ist groß bzw. Das Ev öffnet früh weil der Nachlade effekt nicht gut "funkuniert" .
Bei hoher Drehzahl : Das EV schließt spät damit der Nachlade effekt erzielt wird
Und wenn es zweiseitige Verstellung hat ist es verinfacht einfach nur so das bei mittelren Drehzahlen die Auslassseite so verstellt werden kann das das AV früher öffnet damit ein Spülungseffekt entsteht und dadurch dann die Füllmenge erhöhrt werden kann?