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variabler Ventil-Hub (Nockenwellenverstellung)
Bei manchen Nockenwellenverstellungen kann der Hub von dem Ventil beim öffnen eingestellt werden. Allerdings kann ich mir nicht vorstellen , was das bringen soll , den Hub zu verändern. (Für mich macht nur die Verstellung bei BMW Sinn, damit man die Drosselverluste vermeiden kann.)
Wäre nett , wenn mir jemand noch Beispiele dazu nennen kann.:)
Oder hängt die Verstellung des Hubes mit der Verstellung der Zeiten indirekt zusammen?
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39 Antworten
Zitat:
@Carsten-Bochum schrieb am 15. Dezember 2021 um 19:50:18 Uhr:
Ist ganz einfach erklärt.
Gedankenexperiment.
- Nimm eine Spritze (Apotheke).
- Ziehe den Kolben 20 % raus. Ungedrosselt, also kaum Arbeit nötig.
- Halte die Spritze mit der Fingerspitze zu.
- Dann ziehe den Kolben fast ganz raus. Dabri steigt die Kraft von fast 0 bis zum Maximum am Ende des Hubes.
=> Das benötigt Energie. Du musst Arbeit leisten. Ergebnis ist, dass Du am Ende nur 20 % des Atmosphärendrucks im Zylinder hast.
- Lass den Kolben langsam los.
- Er geht zurück auf 20 %. Du bekommst die Energie zurück. Es ist quasi nix passiert.
Und nun.
- Schiebe den Kolben ganz ein.
- "Drossel die Öffnung", also fast verschlossen.
- Zieh den Kolben ganz heraus.
- Das passiert bei konstantem Druck.
- Die Kraft zum ziehen ist stets so groß wie beim Zuhalten am ENDE des Hubes.
- Das ziehen bis zum Ende benötigt also viel mehr Energie.
- Die Energie bekommst3 Du nur etwa zur Hälfte zurück, wenn Du den Kolben zurück gehen lässt.
Vereinfacht:
Im ersten Fall entspricht die Energie im F-s-Diagramm einem Dreieck, im Zweiten dagegen einem Rechteck.
Beim Drosseln wird halt mehr Energie in Wärme verwandelt als beim kürzeren Öffnen des Einlasses.
Gruß
Carsten
Und ist das eigentlich so, dass trotz dem Variablen Ventilhub bei den meisten Herstellern (wie z.b. Audi) die Drosselklappe immer noch im Betrieb ist , aber ein wenig anders "geschalten" wird, weil es ja den Variablen Ventilhub gibt , der allerdings Stufen geregelt ist ? (Außer bei BMW , dort wird die Drosselklappe garnicht mehr gebraucht)
Und der variable Ventilhub hat kein direkten Zusammenhang mit den Ventil Zeiten zu tun , oder ?
Zitat:
@Carsten-Bochum schrieb am 15. Dez. 2021 um 19:50:18 Uhr:
- Ziehe den Kolben 20 % raus. Ungedrosselt, also kaum Arbeit nötig.
- Halte die Spritze mit der Fingerspitze zu.
- Dann ziehe den Kolben fast ganz raus. Dabri steigt die Kraft von fast 0 bis zum Maximum am Ende des Hubes.
=> Das benötigt Energie. Du musst Arbeit leisten. Ergebnis ist, dass Du am Ende nur 20 % des Atmosphärendrucks im Zylinder hast.
- Lass den Kolben langsam los.
- Er geht zurück auf 20 %. Du bekommst die Energie zurück. Es ist quasi nix passiert.
Und ich verstehe nicht so ganz , woher die 20 % kommen und warum man die Fingerspitze dann noch während des " Ansaugtaktes " (Also den Spritzen Kolben nach unten schieben) auf die Spritze halten soll? Weil in einem Motor ist das Ventil während des Ansaugtaktes doch noch vorhanden und macht trotzdem doch einen (kleinen )Drosselverlust und das Ventil schließt doch nicht während des Ansaugtaktes?
Hört sich zwar jetzt komisch an , aber wie genau entstehen überhaupt Drosselverluste? Entstehen die einfach nur , weil der Kolben sich wirklich an die Drosselklappe "ransaugt" und dadurch den Motor abbremst oder entstehen die Verluste mehr dadurch, dass durch der kleinen Öffnung der Drosselklappe die Luft verwirbelt und dadurch die Luft abgebremst wird ?
Zitat:
@Pfranzy schrieb am 15. Dezember 2021 um 19:32:21 Uhr:
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 13. Dezember 2021 um 16:41:27 Uhr:
Der kleine Ventilhub führt auch zu höherer Geschwindigkeit beim Einströmen, was wiederum der Verwirbelung des Gemisches zugute kommt. Die Verbrennung ist dann bei niedrigen Drehzahlen effizienter und sauberer. Einige Honda VTEC-Motoren (mein 3.0er V6 beispielsweise) hat überhaupt ein Einlassventil bis 3500U/min geschlossen gehalten um eben eine höhere Verwirbelung über das verbliebene Ventil zu erzielen.
Grüße,
Zeph
Was ich aber nicht verstehe , warum die Drosselverluste am Ventil kleiner sind als an der Drosselklappe. Weil sowohl an der Drosselklappe , als auch am Ventil wird doch dann der Querschnitt verengt , sodass dann mehr oder weniger Luft eintreten kann und dadurch das der Querschnitt verengt wird und der Kolben ja ein hohen Unterdruck "erzeugt" "saugt" sich da der Kolben am Ventil oder an der Drosselklappe an. Genau das gleiche gilt auch bei der Verwirbelung die du beschrieben hast, weil wenn die Drosselklappe schließt , erreicht die Luft dann doch auch eine hohe Geschwindigkeit oder ist der Grund wegen der hohen Verwirbelung ein etwas anderer?
Beim die verlustbehafteten Drosseln eines Volumenstromes erhöht sich an der Drosselstelle die Strömungsgeschwindigkeit.
Bei den Ventilen ist diese Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit ein willkommener bzw. sogar gewollter Effekt, da damit die Durchmischung des Luft- Kraftstoffgemisches im Brennraum unterstützt wird.
Bei der Drosselklappe verpufft dieser Effekt, da sich die Strömungsgeschwindigkeit durch die Querschnittserweiterung im Saugrohr wieder reduziert.
Die Drosselung an dieser Stelle bringt also nur Verluste.
Zitat:
@Pfranzy schrieb am 16. Dezember 2021 um 01:01:39 Uhr:
Hört sich zwar jetzt komisch an , aber wie genau entstehen überhaupt Drosselverluste? Entstehen die einfach nur , weil der Kolben sich wirklich an die Drosselklappe "ransaugt" und dadurch den Motor abbremst oder entstehen die Verluste mehr dadurch, dass durch der kleinen Öffnung der Drosselklappe die Luft verwirbelt und dadurch die Luft abgebremst wird ?
Um die Luft durch einen Drosselspalt zu ziehen muss der Motor Arbeit aufwenden.
Diese Arbeit steht am Abtrieb natürlich nicht mehr zur Verfügung, geht also verloren = Verlust.
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 13. Dezember 2021 um 16:41:27 Uhr:
Der kleine Ventilhub führt auch zu höherer Geschwindigkeit beim Einströmen, was wiederum der Verwirbelung des Gemisches zugute kommt. Die Verbrennung ist dann bei niedrigen Drehzahlen effizienter und sauberer. Einige Honda VTEC-Motoren (mein 3.0er V6 beispielsweise) hat überhaupt ein Einlassventil bis 3500U/min geschlossen gehalten um eben eine höhere Verwirbelung über das verbliebene Ventil zu erzielen.
Grüße,
Zeph
Jep, die modernen i-VTEC Motoren haben, Einlassseitig VTC ( Variable Timing Control - Nockenwellenverstellung - damit lässt sich quasi auch die Füllung des Zylinders regulieren) und VTEC ( Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) auf Aulassseite oder ein und Auslassseitig
Zitat:
@raymundt schrieb am 16. Dezember 2021 um 08:42:23 Uhr:
Zitat:
@Pfranzy schrieb am 15. Dezember 2021 um 19:32:21 Uhr:
Was ich aber nicht verstehe , warum die Drosselverluste am Ventil kleiner sind als an der Drosselklappe. Weil sowohl an der Drosselklappe , als auch am Ventil wird doch dann der Querschnitt verengt , sodass dann mehr oder weniger Luft eintreten kann und dadurch das der Querschnitt verengt wird und der Kolben ja ein hohen Unterdruck "erzeugt" "saugt" sich da der Kolben am Ventil oder an der Drosselklappe an. Genau das gleiche gilt auch bei der Verwirbelung die du beschrieben hast, weil wenn die Drosselklappe schließt , erreicht die Luft dann doch auch eine hohe Geschwindigkeit oder ist der Grund wegen der hohen Verwirbelung ein etwas anderer?
Beim die verlustbehafteten Drosseln eines Volumenstromes erhöht sich an der Drosselstelle die Strömungsgeschwindigkeit.
Bei den Ventilen ist diese Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit ein willkommener bzw. sogar gewollter Effekt, da damit die Durchmischung des Luft- Kraftstoffgemisches im Brennraum unterstützt wird.
Bei der Drosselklappe verpufft dieser Effekt, da sich die Strömungsgeschwindigkeit durch die Querschnittserweiterung im Saugrohr wieder reduziert.
Die Drosselung an dieser Stelle bringt also nur Verluste.
Verstehe ich das richtig , dass genau wegen diesem Effekt , (also mit den Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit) das "Drosselventil" (Also das Einlassventil) so weit öffnen lässt aber dennoch den gleichen Effekt hat?
(Und natürlich auch wegen der Verwirbelung)
(Also am Ventil entsteht ein höhere Strömungsgeschwindigkeit als an der Drosselklappe)
Neben der Sache mit der Strömungsgeschwindigkeit, die die Verbrennung beschleunigt, wenn sie am Einlassventil erzeugt wird statt an der Drosselklappe, gibt es auch den Effekt verkürzter Einlaßsteuerzeiten durch entsprechende Ventiltriebsvariabilitäten. Das verringert dann direkt die Drosselverluste, weil bei früh (vor UT) geschlossenem Einlassventil im Zylinder eine teilweise adiabate Expansion stattfindet. Erklären kann das ein entsprechendes pv-Diagramm des Viertaktprozesses.
Mein Tipp an den Themenstarter: Deine Fragen halte ich für so ein Forum weniger geeignet, ich empfehle dringend das Studium entsprechender Fachliteratur.
Zitat:
@Carsten-Bochum schrieb am 15. Dezember 2021 um 19:50:18 Uhr:
Ist ganz einfach erklärt.
Gedankenexperiment.
- Nimm eine Spritze (Apotheke).
- Ziehe den Kolben 20 % raus. Ungedrosselt, also kaum Arbeit nötig.
- Halte die Spritze mit der Fingerspitze zu.
- Dann ziehe den Kolben fast ganz raus. Dabri steigt die Kraft von fast 0 bis zum Maximum am Ende des Hubes.
=> Das benötigt Energie. Du musst Arbeit leisten. Ergebnis ist, dass Du am Ende nur 20 % des Atmosphärendrucks im Zylinder hast.
- Lass den Kolben langsam los.
- Er geht zurück auf 20 %. Du bekommst die Energie zurück. Es ist quasi nix passiert.
Und nun.
- Schiebe den Kolben ganz ein.
- "Drossel die Öffnung", also fast verschlossen.
- Zieh den Kolben ganz heraus.
- Das passiert bei konstantem Druck.
- Die Kraft zum ziehen ist stets so groß wie beim Zuhalten am ENDE des Hubes.
- Das ziehen bis zum Ende benötigt also viel mehr Energie.
- Die Energie bekommst3 Du nur etwa zur Hälfte zurück, wenn Du den Kolben zurück gehen lässt.
Vereinfacht:
Im ersten Fall entspricht die Energie im F-s-Diagramm einem Dreieck, im Zweiten dagegen einem Rechteck.
Beim Drosseln wird halt mehr Energie in Wärme verwandelt als beim kürzeren Öffnen des Einlasses.
Gruß
Carsten
Kann man also sagen , dass beim " Drosseln mit dem Ventil " sich der Unterdruck fast nur im Brennraum auswirkt und dadurch dann der Kolben nach UT etwas nach oben "gesaugt" wird und es dadurch halt effektiver ist?
Nach oben?
Hmmmmm.....
Z.B.
- bei einen Boxermotor im 911,
- bei einem V12 im 750i,
- einem Sternmotor
- etc.
ist oben jeweils völlig verschieden.
Also: nein!
:) Frohe Weihnachten :)
Interessant ist dann wieder die Frage, ob und wie die Fliehkraft auf den Ventilhub wirkt, wenn ein Sternmotor sich dreht.
Vermutlich gibt es da aber keinen Einfluss.
Könnte man dann nicht die Ventilfederkraft veringern, wenn die Fliehkraft das Ventil wieder schließt? Und wie wirkt sich daß auf die Luftströmung aus?
Wenn das Auto auf dem Dach liegt ist dann nicht unten oben??
Fragen über Fragen....
Frohe Weihnachten
Wenn ich groß bin will ich auch solche Probleme haben. :D
Frohe Weihnachten! :)
Äußerst gute Grass. :cool::D
Frohe Weihnachten! :)
Zitat:
@85mz85
Wenn das Auto auf dem Dach liegt ist dann nicht unten oben??
Die Frage war ja generell zum Ventilhub gestellt.
Hier ein Sternmotor im Fahrzeug:
https://www.zwischengas.com/.../...o-der-sich-in-die-Kurven-legte.html
"Leider" ein Zweitakter.
Stern-Umlaufmotoren, bei denen besagte Fliehkräfte auftreten, kenne ich jedoch nur von Flugzeugen. Den Verhältnissen am Ventil ist es aber zunächst einerlei, ob Flug- oder Fahrzeug.
Kennst Du Fahrzeuge, bei denen die verbaut wurden?
Gruß
Carsten