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Bild K 302 Ladungswechsel konventionell, frühes Einlass-Schließen und spätes Einlass-Schließen
Bild K 303 Vergleich des Verbrauchspotentials verschiedener Motorenkonzepte, Daten nach [MTZ 3/2000]
variabler Ventiltrieb
Variable Ventiltriebe, d. h. mit variabler Öffnungszeit, variablem Ventilhub und/oder variabler Spreizung, reduzieren durch die Beeinflussung der Ladungswechselarbeit, der Gemischaufbereitung und der Verbrennung den Kraftstoffverbrauch von Ottomotoren.
Durch die Variation der Spreizung auf der Ein- und/oder Auslassseite kann durch eine interne Abgasrückführung der Restgasanteil im Teillastbereich gesteuert werden und durch Entdrosselung und verbesserter Gemischaufbereitung der Wirkungsgrad verbessert werden.
Wird über einen variablen Ventiltrieb mit variablem Ventilhub und variabler Spreizung die Last des Motors gesteuert, dann wird das Einlassventil genau dann geschlossen, wenn die benötigte Gemischmasse im Zylinder ist. Da die Drosselklappe dann entfällt, bzw. die Klappe voll geöffnet ist, liegt am Einlassventil nahezu Umgebungsdruck an und die Temperatur des Gemisches sinkt infolge der Expansion ab. Das Verbrauchspotential durch die Reduzierung der Ladungswechselarbeit liegt bei einem 2.0 l Motor im Bereich von 6 bis 8 %. Im Teillastbereich und an der Volllast bei niedrigen Drehzahlen wird der Motor mit kleinen Ventilhüben gefahren. Bei diesen Ventilhüben strömt das Gemisch mit Überschallgeschwindigkeit durch den Ventilspalt. Dabei werden Kraftstofftropfen feinstverteilt und die Gemischaufbereitung deutlich verbessert. Nach [10] kann allein durch diesen Effekt ein Kraftstoffverbrauchsvorteil von bis zu 4 % erreicht werden.
Die drosselfreie Laststeuerung wird in der Regel mit frühem Einlass-Schließen betrieben, Bild K 302. Durch die komplette Schließung der Einlassventile einzelner Zylinder über mehrere Arbeitsspiele können Zylinder abgeschaltet werden.
Neuere variable Ventile erlauben auch das Abschalten eines von zwei Einlassventilen. Damit können dann die Effekte aus variabler Ventilsteuerung und Direkteinspritzung kombiniert werden. Die Verbrauchspotentiale verschiedener Konzepte im Vergleich zum derzeitigen Serienstand mit variabler Nockenwellenspreizung zeigt Bild K 303.
Kraftstoffverbrauch
absoluter KraftstoffverbrauchECE/EUDC-Verbraucheffektiver KraftstoffverbrauchEinflussgrößenFahrverhaltenFahrzeugausstattung(Verbraucher)FahrzeugmasseFahrzeugwiderständeLuftwiderstandRollwiderstandGetriebeanpassungmotorische MaßnahmenAufladungDirekteinspritzungDownsizingKraftstoffoptimierungKurbelwellen- Starter-GeneratorMagerkonzepteReibleistungSchmiermitteloptimierungthermodynamischeOptimierungThermomanagementvariabler VentiltriebVerdichtungsverhältnisZündungZylinderabschaltungindizierterKraftstoffverbrauch
innerer KraftstoffverbrauchKohlendioxidemissionenspezifischerKraftstoffverbrauchVerbrauchsberechnung