Benzin sparen - auf Nockenwelle verzichten

Forscher der RUB haben in einem gemeinsamen Projekt mit der der Siemens AG jetzt die Grundlagen für die elektromagnetische Ventilbetätigung der zweiten Generation - der sensorlosen Regelung der Ventilbewegung - erarbeitet

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

uniprotokolle > Nachrichten > Benzin sparen - auf Nockenwelle verzichten

Deutsche Bank Institut für Familienunternehmen vollständig besetzt Tag der Offenen Tür mit breitem Informationsprogramm, spannenden Demonstrationen und Tombola Umweltschutzstudiengang: Bewerbungen möglich Ausländische Direktinvestitionen beschleunigen Modernisierung Gartenführer "Der Brockengarten im Harz" erschienen Deutsch-ukrainisches Kooperationsprojekt zur Projektierung von Automatisierungssystemen "BIS-LOK und mögliche Ablösesysteme" Wenn die Puste ausgeht Strategische Optionen im Größenwettbewerb Prof. Dr. Oswald Hahn verstorben Universität und Fachhochschule Osnabrück veranstalten "Schnupperstudium" Universität renoviert Amberger Wohn- und Geschäftshaus "Umweltbeauftragter des Jahres" Darm in Not - Seele im Lot? Psychisch Kranke im gewohnten Umfeld betreuen 15 Studienplätze für Sozialpädagogik werden in Dortmund verlost 4. Magdeburger Maschinenbautage an der Universität Mars Climate Orbiter erreicht den Mars Tagung über sexuelle Gewalt gegen Mädchen und Jungen Werd' Ingenieur