Was ist eine variable Ventilsteuerung?

Eine in Verbrennungsmotoren verwendete Technologie, die variable Ventilsteuerung (VVT) ermöglicht die Modulation verschiedener Aspekte von Einlass- oder Auslassventilen – einschließlich Hub, Dauer und Timing – während der Motor läuft. Der Zweck der variablen Ventilsteuerung besteht darin, die Motorcharakteristik nach Bedarf zu ändern, um Leistung und Wirtschaftlichkeit unter sich ändernden Fahrbedingungen zu optimieren. Es hat bei Automobilherstellern an Popularität gewonnen, um strengere Abgasnormen zu erfüllen und gleichzeitig die Nachfrage der Kunden nach Strom zu befriedigen.

In einem Verbrennungsmotor werden Luft und verdampfter Kraftstoff durch Teile, die als Nocken bekannt sind, in den Brennraum geleitet. Diese befinden sich entlang der Nockenwelle und öffnen die Ventile während jedes Einlass- und Auslasszyklus für eine bestimmte Zeit. Die Höhe, über die die Ventile geöffnet werden, wird als Hub bezeichnet, die Länge, in der sie geöffnet werden, wird als Dauer bezeichnet, und die Synchronisation zwischen dem Öffnen der Einlass- und Auslassventile wird als Timing bezeichnet.

Bei herkömmlichen Motorkonfigurationen ohne VVT ​​sind die Position und Form, zusammenfassend als Profil bekannt, der Nocken und der Nockenwelle statisch und auf eine bestimmte Umdrehung pro Minute (RPM) eingestellt. Dies ist typischerweise ein Gleichgewicht zwischen Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen und Leistung bei hohen Drehzahlen. Die variable Ventilsteuerung ermöglicht eine dynamische Änderung der Nockenprofile, um das Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen und die Leistung bei hohen Drehzahlen zu optimieren. Die meisten VVT-Systeme arbeiten durch Vorverlegen oder Verzögern der Steuerzeiten der Einlass- oder Auslassventile.

Variable Ventilsteuerzeiten gibt es als praktikable Technologie in Automobilen seit den 1960er Jahren, als erstmals Patente für VVT eingereicht wurden. Es wurde jedoch erst in den 1980er Jahren in großem Umfang angenommen, als japanische Autohersteller begannen, variable Ventilsteuerungen in Serienfahrzeugen einzuführen. Das erste Serienfahrzeug mit VVT-Motor war 1987 der Nissan 300ZR.

Die produktivste Implementierung von VVT ist Hondas Variable Valve Timing and Lift Electronic Control (VTEC), die ab 1989 fertiggestellt und eingesetzt wurde. VTEC war ursprünglich in der Lage, zwischen einer niedrigen Motordrehzahleinstellung für den Kraftstoffverbrauch und einer Leistungseinstellung zu modulieren die bei hohen Motordrehzahlen aktiviert werden, um die Leistung zu verbessern. Hondas aktualisierte VVT-Technologie, bekannt als i-VTEC, kann die Einlassventilsteuerung kontinuierlich ändern und ist nicht auf zwei spezifische Profile beschränkt. Seit der Einführung von VTEC durch Honda haben fast alle großen Automobilhersteller Motoren mit variabler Ventilsteuerung entwickelt und produzieren diese heute.