Zur Steuerung des Gaswechsels wird hier eine mit halber Motordrehzahl drehende
Steuerwelle, die Nockenwelle, von der Kurbelwelle angetrieben. Die Nockenwelle
öffnet die für das Aus- schieben der verbrauchten Gase und Ansaugen der Frischgase
separat ausgelegten Gaswechselventile gegen die Ventilfedern. Kurz vor dem
unteren Totpunkt (UT) öffnet das Auslaßventil und bei überkritischem Druckverhältnis
verlassen während dieses Vorauslassens ca. 50% der Brenngase den Brennraum.
Der sich nach oben bewegende Kolben sorgt während des Ausschub-Taktes für
eine nahezu vollständige Entfernung der Brenngase aus dem Brennraum. Kurz
vor dem oberen Totpunkt des Kolbens (OT) öffnet das Einlaßventil bei noch
geöffnetem Auslaßventil. Zur Unterscheidung zum Zünd-OT (ZOT), bei dem die
Verbrennung abläuft, nennt man diese Stellung der Kurbelwelle den Gaswechsel-OT
(GOT) oder auch Überschneidungs-OT (ÜOT), weil sich in diesem Bereich die
sonst strikt getrennten Einlaß- und Auslaßvorgänge überschneiden. Kurz nach
GOT schließt das Auslaßventil und bei geöffnetem Einlaßventil kann der sich
nach unten bewegende Kolben Frischluft ansaugen. Dieser zweite Takt des Gaswechsels,
der Ansaugtakt, dauert bis kurz nach UT. Mit Verdichtung und Verbrennung (Expansion)
schließen sich die beiden restlichen Takte des Viertaktverfahrens an.
Während der Überschneidungsphase strömen beim drosselgesteuerten Ottomotor
vor allem bei Teillast infolge hohen Saugrohrunterdrucks Abgase direkt vom
Brennraum in den Einlaßkanal oder vom Auslaßkanal zurück in den Brennraum
und dann in den Einlaßkanal. Diese innere Abgasrückführung wirkt sich besonders
im Leerlauf ungünstig aus. Sie kann aber nicht ganz vermieden werden, da ein
Kompromiß zwischen befriedigendem Leerlaufverhalten einerseits und ausreichenden
Zeitöffnungsquerschnitten der Ventile bei hohen Drehzahlen andererseits
gefunden werden muß.
Ein frühes Öffnen des Auslaßventils ermöglicht einen großen Vorauslaß und
garantiert damit geringe Restgasverdichtung durch den nach oben gehenden Kolben,
verringert aber die indizierte Arbeit der Brenngase. Die Steuerzeit "Einlaßventil
schließt" (ES) beeinflußt entsprechend den Liefergradverlauf über der Drehzahl.
Bei frühem Schließen des Einlaßventils (ES) wird das Liefergradmaximum im
unteren Drehzahlbereich liegen, bei spätem Schließen im oberen Bereich. Einlaß-
und Auslaßventile können durch stationäre Durchströmuntersuchungen anhand
der Durchflußziffer oder des Kanalwirkungsgrades beurteilt werden. Dabei
ist es sinvoll, die Auslaßkanäle im unteren Ventilhubbereich anhand von überkritischen
Druckverhältnissen, wie sie beim Vorauslaß auftreten, zu bewerten. Die für
Einlaß- und Auslaßkanäle gängigen Kanalwirkungsgrade zeigen, daß die Erzeugung
der Drallströmung der Verbrennungsluft im Zylinder durch Einlaßkanalgestaltung
eine drastische Verschlechterung des Kanalwirkungsgrades und damit der Zylinderfüllung
bedeutet.
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Hoher Bauaufwand für die Ventilsteuerung. Durch die Nutzung nur jeder zweiten Wellenumdrehung zur Arbeitserzeugung wird die Leistungsdichte verringert.
Sehr gute Zylinderfüllung im gesamten Drehzahlbereich, große Unempfindlichkeit gegen Druckverluste im Auspuffsystem sowie relativ gute Beeinflussungsmöglichkeiten des Liefergradverlaufs durch Wahl der Steuerzeiten nach Anpassung des Saugsystems.
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