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(00215) 22.09.1999 16:05

Benzin sparen mit Motor ohne Nockenwelle


Bochum, 22.09.1999
Nr. 209

Weniger Benzin - weniger Abgase
Industriekooperation macht Träume wahr:
Elektromagnetische Ventilbetätigung ersetzt Nockenwelle


Der alte Traum der Motorentechniker, die Öffnungs- und
Schließzeiten der Ventile eines Ottomotors frei einstellen
zu können, rückt in greifbare Nähe: An der
elektromagnetischen Ventilsteuerung wird weltweit
gearbeitet. Forscher der Ruhr-Universität Bochum vom
Lehrstuhl für Elektronische Meß- und Schaltungstechnik unter
Leitung von Prof. Dr.-Ing. Joachim Melbert haben in einem
gemeinsamen Forschungsprojekt mit dem Bereich
Automobiltechnik der Siemens AG jetzt die Grundlagen für die
elektromagnetische Ventilbetätigung der zweiten Generation -
der sensorlosen Regelung der Ventilbewegung - erarbeitet.

Der sanfte Aufprall macht's

Während bei der klassischen Nockenwelle die Zeiten für die
Ventilbetätigung starr vorgegeben sind und aufwendige
mechanische Lösungen nur eine geringe Verstellung
ermöglichen, bietet der elektronisch gesteuerte variable
Ventilbetrieb entscheidende Vorteile: Der
Kraftstoffverbrauch sinkt bis zu 15%, die Emissionswerte
sind günstiger und das Drehmoment steigt. Zur Betätigung 
jedes einzelnen Ventils werden elektromagnetische Aktuatoren
eingesetzt, bei denen sich ein frei beweglicher Anker
zwischen zwei Elektromagneten bewegt. Mit zwei zusätzlichen
Ventilfedern erhält man einen Bewegungsablauf für den
Öffnungs- und Schließvorgang der Ventile mit geringer
Energieaufnahme. Um eine optimale Laufruhe und Lebensdauer
des Systems zu erreichen, müssen die Ventile und die Anker
in den Aktuatoren sanft aufsetzen.

Erste Generation: Positionssensor

Eine Leistungselektronik übernimmt die Ansteuerung der
Elektromagneten und die erforderliche Regelung des
Bewegungsvorgangs. Die bisherigen Lösungsansätze verwenden
einen Geschwindigkeits- oder Positionssensor zur Erfassung
der Ventilstellung. Solche Systeme sind in verschiedenen
Forschungsabteilungen der KFZ-Industrie in der
Entwicklungsphase.

Erste Motortests bestanden 

Bochumer Ingenieure am Lehrstuhl für Elektronische Meß- und
Schaltungstechnik haben in einem gemeinsamen
Forschungsprojekt mit dem Bereich Automobiltechnik der
Siemens AG die Grundlagen für die elektromagnetische
Ventilbetätigung der zweiten Generation erarbeitet. Bei
diesem System entfallen die Sensoren vollständig, was eine
gravierende Einsparung des Aufwands für Sensoren, Kabel und
Elektronik bedeutet und eine Verbesserung der
Systemzuverlässigkeit und der Kosten verspricht. Das in
Bochum entwickelte elektronische Steuergerät kann einen
4-Zylindermotor mit je 4 Ventilen pro Zylinder betreiben und
sorgt für einen sanften Aufprall der Ventile. Es wurde
bereits für die Anwendung am zukünftigen 42V-Bordnetz
konzipiert Das System hat bereits erste Tests am
Verbrennungsmotor bestanden. 

Demonstration: Jetzt auf der IAA

Derzeit wird die sensorlose Ventilbetätigung an einem
Zylinderkopf mit 16 Aktuatoren demonstriert auf der 58.
Internationalen Automobil-Ausstellung (IAA) in Frankfurt auf
dem Stand der Siemens AG.

Weitere Informationen

Prof. Dr.-Ing. Joachim Melbert, Lehrstuhl für Elektronische
Meß- und Schaltungstechnik der RUB, Tel.:
0234/700-3137/6895, Fax: 0234/7094-168, 
e-mail: joachim.melbert@lems.ruhr-uni-bochum.de oder 
sekretariat@lems.ruhr-uni-bochum.de


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Mit freundlichen Gruessen

Dr. Josef Koenig
RUB - Ruhr-Universitaet Bochum
- Pressestelle -
44780 Bochum
Tel: + 49 234 700-2830, -3930
Fax: + 49 234 7094-136
Josef.Koenig@ruhr-uni-bochum.de

Schauen Sie doch bei uns mal rein:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/pressestelle

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