BMW Vierzylinder mit Valvetronic

-Der Motor kann freier atmen-

Hintergrund

Seit mehr als hundert Jahren haben Verbrennungsmotoren ein einfaches, aber widersinniges Steuerteil - die Drosselklappe. Die Drosselklappe, deren verlustreiche Funktion schon im Namen steckt, wird gebraucht, um die Motoren nicht nur unter Vollast betreiben zu können. Die Drosselklappe, eingebaut im Ansaugtrakt, bestimmt mit ihrer Öffnung das Volumen an Luft bzw. zündfähigem Gemisch, dass in den Zylinder gelangt. Die Stellung der Drosselklappe regelt der Fahrer mit dem Gaspedal. Unbefriedigend an dieser Lösung sind die Verluste, die durch unerwünschte Verwirbelungen vor allem im Teillastbereich (teilweise geöffnete Drosselklappe) entstehen.

Vorbild Mensch
Der Vergleich mit dem Menschen macht die Wirkungsweise der VALVETRONIC leicht verständlich: Bei hoher Anstrengung atmet der Mensch tief und lang. Braucht er weniger Luft, drosselt er nicht etwa die Luftzufuhr indem er sich die Nase oder den Mund etwas zuhält, sondern er atmet dann einfach kürzer und flacher. Beim herkömmlichen Verbrennungsmotor entspricht die Drosselklappe der etwas zugehaltenen Nase oder Mund. Die VALVETRONIC mit ihrem mal großem Ventilhub (= tiefes, langes Atmen), mal kleinem Ventilhub (= flaches, kurzes Atmen) hingegen ermöglicht es, wie
die Natur lehrt zu atmen – immer bedarfsgerecht, ohne Drosselung und damit am effizientesten.

Valvetronic

BMW bringt jetzt den ersten Motor, der ohne die Drosselklappe auskommt. Die so genannte Valvetronic verändert den Ventilhub per Elektromotor in drei Millisekunden von 0 bis 9,7 Millimeter und merzt Zeitverzögerungen vom Gasgeben bis zum Beschleunigen aus. Zusätzlich wird der Kraftstoffnebel im engen Ventilschlitz feiner zerstäubt und verbrennt sauberer. Und der Spareffekt von mindestens zehn Prozent bei Teillast setzt, anders als die Benzin-Direkteinspritzung, kein schwefelfreies Benzin voraus.

Die Valvetronic hat nun die Drosselklappe abgeschafft. Künftig wird die Funktion der Drosselklappe beim BMW vom Einlassventil (1) übernommen. Das Einlassventil wird nicht direkt von der Nockenwelle (2) angetrieben, sondern über einen Zwischenhebel (4) der vertikal neben der Nockenwelle angeordnet ist. Der Zwischenhebel trägt in der Mitte eine Rolle, auf der der Nocken abläuft. Sein unteres Ende sitzt auf der Rolle des Schlepphebels auf, oben stützt sich der Hebel über eine zweite Rolle an einer Exzenterwelle (3) ab. Je nach gewünschtem Lastzustand des Fahrer, verdreht ein Elektromotor diese Exzenterwelle. Der Zwischenhebel überträgt die Drehung der Nocken, abhängig von der Stellung dieser Welle, auf das Ventil. Im Ergebnis ist also der Hub variabel. Bei wenig Gas hat das Ventil auch nur wenig Hub, bei Vollgas öffnet das Ventil weiter.

Compact-Vierzylinder: Zylinderkopf mit der Hubverstellung der Einlassventile auf der rechten Seite, während die Auslassventile links normal über Rollenkipphebel betätigt werden. Ganz oben der Stellmotor mit Schneckenantrieb für die Hubverstellung.

Angaben zum Verbrauch:

BMW gibt im kundenrelevanten Einsatz eine Verbrauchsreduzierung von mindestens zehn Prozent an. Der 316i compact mit seinem 115-PS-Motor sei 201 km/h schnell und verbrenne im EU-Zyklus nur 6,9 Liter Super auf 100 Kilometern. Das sind genau 0,7 Liter weniger, als das Vorgängermodell mit 10 PS weniger verbraucht. Der neue BMW sei um mindestens einen Liter sparsamer als alle seine Wettbewerber, sagt BMW. Weil er die Emissionsstufe EU3/D4 erreicht, bekommen die deutschen Käufer dafür sogar noch einen Steuerbonus von einmalig 600 Mark.

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