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Audi valvelift system   Audi valvelift system

Intelligenz findet im Kopf statt: Das neue Audi valvelift system.

Audi valvelift system

Mehr Leistung und Drehmoment und dabei weniger Kraftstoffverbrauch – das ist das Traumziel aller Motoreningenieure. Mit dem Audi valvelift system, das die Steuerung der Einlassventile beim Benzinmotor auf innovative Art managt, wird es Wirklichkeit. Audi nutzt diese Technologie für seine direkteinspritzenden V6-FSI mit 2,8 und 3,2 Liter Hubraum im A4, A5, A6 und A8.

Intelligenz ist Kopf-Sache, auch bei Motoren. Das Ziel ist es, die Ventile so zu steuern, dass die Brennräume in jeder Situation ideal gefüllt werden. Einen ersten Durchbruch brachte vor Jahren die Verdrehung der Nockenwellen über Stelleinrichtungen – sie erlaubte es, die Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile zu variieren. Das Audi valvelift system realisiert nun den nächsten Schritt – die variable Steuerung des Ventilhubs und damit die Beeinflussung des Ansaugquerschnitts.

Das Funktionsprinzip: Die beiden Einlassnockenwellen sind mit Verzahnungen versehen. Auf ihnen sitzen jeweils drei so genannte Nockenstücke – zylindrische Hülsen, deren Außenseiten spiralförmige Nuten tragen. In die Leiterrahmen der beiden Zylinderköpfe sind jeweils sechs Metallstifte integriert, die, von blitzschnell schaltenden elektromagnetischen Aktuatoren angetrieben, um vier Millimeter ausfahren. Je zwei von ihnen sind für ein Nockenstück zuständig. Jedes Nockenstück trägt nebeneinander zwei Profile für kleine und große Ventilerhebungen. Nach rechts geschoben, befindet sich das Nockenstück in der Volllast-Position, hier betätigen die fülligen Volllastprofile die besonders schmal bauenden Rollenschlepphebel. Sie öffnen die beiden Einlassventile mit einem Hub von 11,0 mm – ideal für hohe Füllmengen und Strömungsgeschwindigkeiten.

Bei Teillast wird das Nockenstück durch den linken Pin nach links verschoben – jetzt werden die kleinen Nocken-Profile aktiv. Sie öffnen die Ventile mit geringem und unterschiedlichem Hub, er beträgt nur 2,0 beziehungsweise 5,7 Millimeter. Diese asymmetrische Öffnung führt dazu, dass die Ansaugluft zugleich spiral- und walzenförmig rotierend einströmt. Dieser „Drumble“, der von Kanten und Erhebungen im Brennraum und einer speziellen Form des Kolbens unterstützt wird, macht die bei FSI-Motoren sonst notwendigen Ladungsbewegungsklappen im Ansaugtrakt überflüssig.

Die Umschaltung zwischen den Ventilhüben findet im Bereich von 700 bis 4000 1/min statt, sie vollzieht sich binnen zwei Kurbelwellenumdrehungen. Ein Bündel kurzfristiger Eingriffe – ein Wechsel auf Spätzündung, das Verstellen aller vier Nockenwellen und das Schließen der Drosselklappe – verhindert Drehmomentsprünge. Was der Fahrer spürt, sind ein gleichmäßiger Kraftaufbau und ein spontanes Ansprechverhalten. Der wichtigste Effekt besteht jedoch darin, dass der Kraftstoffverbrauch um bis zu sieben Prozent sinkt. Ihre größten Einsparpotenziale erzielt die AVS-Technologie bei konstantem Tempo im mittleren Teillastbereich. Im sechsten Gang läuft der Motor im Audi A6 2.8 FSI bis 150 km/h mit dem kleinen Ventilhub.

Das Audi valvelift system erlaubt es, die Menge der angesaugten Luft in weiten Bereichen über die Öffnung der Einlassventile zu steuern. Die Drosselklappe kann so auch bei Teillast meist voll geöffnet bleiben, die unerwünschten Drosselverluste sinken stark. Ein technischer Wunschtraum wird Realität – auf einem neuen, intelligenten Weg. Bisherige Lösungen operieren mit zusätzlichen Elementen wie Hebeln oder Tassen zwischen den Nockenwellen und den Ventilen. Sie bringen verschiedene Nachteile mit sich: Die bewegten Massen wachsen, die Reibung steigt, und die Steifigkeit des Ventiltriebs sinkt.

Das zweistufig schaltende Audi valvelift system kennt all diese Probleme nicht. Sein unkomplizierter Aufbau macht es drehzahlfest bis 7000 1/min, das erlaubt hohe Spitzenleistungen. Zudem erleichtert es durch seine Kompaktheit das Packaging der Motoren im Fahrzeug und lässt eine effiziente Fertigung im Baukastensystem zu. Die Komponenten entstehen im Motorenwerk im ungarischen Györ, in dem auch ein Großteil der V6-Motoren vom Band läuft. Audi sieht in der AVS-Technologie, der eine sechsjährige Entwicklungsarbeit zugrunde liegt, eine Lösung mit großem Zukunftspotenzial. Theoretisch lassen sich weitere Ausbaustufen bis hin zur vollständigen Abschaltung einzelner Zylinder realisieren.

Die AVS-Benzinmotoren haben weitere Spezialitäten an Bord. Eine neuartige Sensorik füttert ihr Management mit Daten. Sie bezieht ihre Informationen aus der Position der verstellbaren Einlassnockenwellen und nicht mehr, wie bisher, aus dem Druck im Saugrohr – der ist nämlich bei voll entdrosseltem Betrieb konstant. Beim 2,8-Liter-V6 verstärkt ein Schaltsaugrohr die Wirkung des AVS-Systems. Es erhöht das Drehmoment bei niedrigen und die Leistung bei hohen Touren weiter.
 
 
 
 
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