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Alt 15.12.2004, 07:08     #7
Albert   Albert ist offline
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CE-
2.4 Saugmotor mit vollvariablem Ventiltrieb: Klassenbester in allen Disziplinen.

Der mit 11:1 verdichtete Saugmotor leistet bei Nenndrehzahl 5 700 min–1 85 kW/115 PS und hat eine Maximaldrehzahl von 6 500 min–1. Der Vierzylinder mit einem Hubvolumen von 1,6 Litern stellt bereits bei 2 000 min–1 ein Drehmoment von 140 Nm zur Verfügung und erreicht bei 4 250 min–1 sein Maximum von 160 Nm. Durch das breite nutzbare Drehzahlband kann das kompakte Triebwerk Fahrspaß und günstigen Verbrauch optimal kombinieren.

Die vollvariable Ventilsteuerung, aber auch das umfangreiche Maßnahmenpaket mit geregelter Öl- und Wasserpumpe bis hin zur Optimierung der Reibungsverluste macht den Saugmotor zu einem der wichtigsten Triebwerke im gesamten Wettbewerbsumfeld, das auch die Motoren mit Benzindirekteinspritzung einschließt.

Verbrauchsvorteile und mehr Dynamik durch vollvariablen Ventiltrieb.

Die vollvariable Ventilsteuerung arbeitet nach dem Prinzip der drosselfreien Laststeuerung und regelt die Motorleistung über die stufenlose Verstellung des Ventilhubs und der Öffnungszeiten der Einlassventile. Diese Technologie, bei der die VALVETRONIC der BMW Group Pate stand, ermöglicht bei vorbildlich niedrigen Verbrauchswerten Spitzenwerte in der Fahrdynamik.

Bei herkömmlichen Ottomotoren wird die Motorleistung mit Hilfe einer Drosselklappe geregelt. Der Motor muss vor allem im Teillastbetrieb gegen den Widerstand der ganz oder teilweise geschlossenen Klappe die Frischluft ansaugen, was mit entsprechenden Verlusten verbunden ist und Kraftstoff kostet.

Bei der innovativen Ventilsteuerung, werden ohne eine Drosselklappe in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung der Ventilhub sowie die Ventilöffnungsdauer und -steuerzeit geregelt. Diese annähernd verlustfreie Laststeuerung senkt den Verbrauch, reduziert die Abgasemissionen und sorgt bei besserer Laufkultur für deutlich verbessertes Ansprechverhalten.

Wie funktioniert die innovative Ventilsteuerung?

Basis dieser revolutionären Motorentechnologie ist die variable Nockenwellen-Spreizung. Durch Verdrehen der beiden Nockenwellen können Anfang und Ende der Ventilöffnungszeiten stufenlos verstellt werden; die Motorleistung aber nur begrenzt geregelt werden. Dies ermöglicht nun der variable Ventilhub, mit dem sich gleichzeitig der Öffnungsquerschnitt und die Öffnungsdauer der Einlassventile stufenlos verstellen lassen.

Die Nockenwelle wirkt nicht mehr direkt auf den Schlepphebel, der dann das Ventil betätigt, sondern über einen Zwischenhebel. Dieser Hebel trägt in der Mitte eine Rolle, auf der der Nocken abläuft. Sein unteres Ende sitzt auf der Rolle des Schlepphebels auf, in der Mitte stützt sich der Hebel über eine zweite Rolle an einer Exzenterwelle ab.

Dreht sich nun die Nockenwelle, bewegt sich der Zwischenhebel hin und her. Wann und wo der Hebel wirksam wird, bestimmt der Drehpunkt des Umlenkhebels. Die elektromotorisch betriebene Exzenterwelle verändert diesen Drehpunkt und setzt damit die Erhebung der Einlassnocken stufenlos in einen Ventilhub zwischen 0,2 und 9,5 Millimetern um.

Der direkt am Zylinderkopf montierte Elektromotor, der über ein Schneckengetriebe die Exzenterwelle verstellt, bewegt den Hebel in nur 300 Millisekunden vom Minimal- zum Maximalhub. In derselben Zeit werden auch die Einlassnockenwelle um bis zu 70 Grad und die Auslassnockenwelle um bis zu 60 Grad verdreht. Um diese enormen Einstellgeschwindigkeiten zu realisieren, wird die Ventilsteuerung über einen extrem leistungsfähigen 32-Bit-Motormanagement-Rechner, der mit der Motorsteuerung vernetzt ist, gesteuert.

Verbrauchssenkungen um bis zu 20 Prozent möglich.

Mit dem variablen Ventiltrieb kann der durchschnittliche Kraftstoffverbrauch je nach Streckenprofil um bis zu 20 Prozent reduziert werden Im EU-Verbrauchs-Testzyklus liegt die Einsparung bei rund neun Prozent. Diese innovative Technologie, die mit dem Saugmotor nun auch im Segment der Klein- und Kompaktfahrzeuge debütiert, arbeitet unabhängig von Treibstoff- und Ölqualitäten und ist nicht auf schwefelfreien Kraftstoff angewiesen. Deshalb kann sie weltweit in allen Märkten eingesetzt werden. Dennoch befürworten sowohl die BMW Group als auch PSA Peugeot Citroën weiterhin eine ständige Verbesserung der Kraftstoffqualität, insbesondere die Entschwefelung.

Mechanische Fertigungstechnik mit höchster Präzision.

Das Ventilsteuerungssystem stellt hohe Anforderungen an die Fertigungstechnologie. So wird zum Beispiel die Kontur des Zwischenhebels, die den Ventilhub bestimmt, mit einer Genauigkeit von acht Tausendstel Millimeter geschliffen.

Die Nockenwellen der beiden Motorenvarianten sind „gebaut“. Das bedeutet, dass auf eine Gusswelle Nockenringe aus hochfestem Edelstahl aufgeschrumpft und dann bearbeitet werden. In einem finalen Feinschliff werden die Nocken auf 1 (1∕1000 mm) genau bearbeitet. Die Exzenterwelle ist aus Gewichtsgründen erstmals auch mit diesem Verfahren produziert und wird ebenfalls mit einer Toleranz im -Bereich gefertigt.

Optimaler Verbrennungsvorgang für vorbildliches Emissionsverhalten.

Eine elektrische Pumpe fördert den Kraftstoff in die Kunststoff-Verteilerleiste, in der die vier Einspritzventile sitzen. Die optimale Einspritzmenge wird unter Berücksichtigung zahlreicher Parameter von der Motorsteuerung errechnet und der Kraftstoff mit einem Druck von rund fünf bar in den Einlasskanal gespritzt.

Einzelzündspulen auf jeder Zündkerze sorgen, ebenfalls von der Motorelektronik individuell gesteuert, für die optimale Zündspannung. Ein Klopfsensor überwacht die Verbrennungsvorgänge im Brennraum und nimmt gegebenenfalls die Zündwinkel zurück. Diese Klopfregelung ermöglicht den Betrieb mit Kraftstoffqualitäten von 91 bis 98 Oktan.

Unmittelbar an den Fächerkrümmer schließt die Abgasreinigung mit Keramik-Katalysator und zwei Lambdasonden an.

Anbauteile: Drum und dran.

Der Motor mit vollvariablem Ventiltrieb verfügt zwar noch über eine Drosselklappe, diese übernimmt aber lediglich Notlauf- und Diagnosefunktionen. Im normalen Betrieb ist sie ständig geöffnet. Eine zusätzliche Vakuumpumpe am hinteren Ende der Auslassnockenwelle erzeugt den für den Bremskraftverstärker notwendigen Unterdruck.

Aus Gründen der Sicherheit sind die Anbau- und Peripherieteile in crashrelevanten Bereichen so konzipiert, dass sie bei einem Aufprall definiert Energie absorbieren und zerstört werden, bevor sie bei einem Aufprall in den Innenraum eindringen können.
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