Technik

Zwangssteuerungen

NEU: Desmo5 mit hydraulischem Ventilspielausgleich... mehr >>

  • komplett wartungsfrei, keine Ventilspieleinstellung erforderlich
  • geräuscharm (besser als der Stand der Technik)
  • kurze Rampen = bessere Emissionen
  • hohe Funktionssicherheit
Bis zu 5% CO2-Reduktion möglich!

Ausgangslage und Problemstellung

Eine wichtige Herausforderung in der Motorenerzeugung und Automobilindustrie stellt die Erschließung von Einsparungs- und Leistungspotenzialen dar. Dabei ist vor allem auf Treibstoffverbrauch, Abgaswerte, Bauraum und Kosten zu achten. Die US-Vorschriften bezüglich des Flottenverbrauchs und der weltweit anhaltende Ruf nach einem niederen Verbrauch und guten Abgaswerten verstärken diesen Trend. Dabei setzt der niedere Verbrauch von Dieselmotoren die Benzinmotoreningenieure zusätzlich unter Druck.

Die Verringerung der Bauhöhe des Motors ist ein großes Ziel der Ingenieure,

  • um die Knautschzone und damit die Sicherheit für Fußgänger zu erhöhen,
  • und aerodynamische Gestaltungsmöglichkeiten zu optimieren.

Die Zwangssteuerungen von INVENTUS Engineering sind innovative Lösungen, welche die Anforderungen der Branche überdurchschnittlich gut lösen.

Produktbeschreibung: Zwangsgesteuerter Ventiltrieb

INVENTUS Engineering entwickelt eine neuartige variable und nichtvariable Ventilsteuerung für Verbrennungsmotoren (Otto- und Dieselmotor), die deutliche Vorteile in Bezug Reibleistung, Verbrauch, Abgas, Bauraum, Kosten und Leistung zeigen.

Das innovative Grundkonzept dieser Zwangssteuerungen bildet die Zwangsführung des Ventils mit einem Umschlingungselement (hochflexible Schlaufe oder Kette), das die bisherige Ventilfeder ersetzt.

Die hochflexible Schlaufe (Textiles Band oder Kette) umschließt den drehenden Nocken (eine Art Exzenter) ohne merkliches Spiel. Das Ventil ist mittels eines Ventilhalters direkt mit der Schlaufe verbunden. Ein Druckölfilm zwischen dem Nocken und der Schlaufe sorgt für niedere Reibung und optimale Wärmeabfuhr.
Die Ventile folgen der Nockenkontur nicht nur während der positiven Beschleunigung auf ihrem Hin- und Rückweg, wie üblich, sondern – ohne die ansonst nötige Federkraft – während der negativen Phasen; folglich unterbindet die Desmotronic jedes Flattern und Nachschlagen der Ventile und die Nockenwelle lässt sich bei niederen Drehzahlen spielend leicht drehen.
Verschiedene Ausführungen der Desmotronic laufen seit längerem problemlos auf einem einfachen Prüfstand.
Besonders hervorzuheben sind die Laufruhe und die einfache Beherrschbarkeit der Kräfte. Die auftretenden Kräfte sind um ein Vielfaches geringer als bei herkömmlichen Ventiltrieben, was den Ventiltrieb sehr einfach und kostengünstig macht.

Damit verfügt INVENTUS Engineering über ein einzigartiges Ventilsteuerungssystem für Verbrennungsmotoren, das in zwei Varianten realisiert wird:

  • Die Desmotronic (nichtvariabler zwangsgesteuerter Ventiltrieb) wird bei nichtvariablen Motoren die jetzigen Ventiltriebe auf der Einlass- und Auslassseite ersetzen.
  • Die VarioDesmo (mechanisch vollvariabler zwangsgesteuerter Ventiltrieb) ist primär für die Einlassseite gedacht, da das Kosten-/Nutzenverhältnis zurzeit gegen einen Einsatz auf der Auslassseite spricht. Bei diesen Motoren mit variabler Ventilsteuerung wird die Desmotronic auf der Auslassseite eingesetzt werden. Somit werden immer beide Systeme Einsatz finden.

Kundennutzen

Die innovativen Zylinderkopfsteuerungen von INVENTUS Engineering bieten eindeutige Vorteile, die von der Automobilindustrie bereits bestätigt wurden.

Verringerter Treibstoffverbrauch bis zu 10%

Die nichtvariable Zwangssteuerung (Desmotronic) reduziert den Kraftstoffverbrauch um 
ca. 2 – 5 % gegenüber einem konventionellen 4-Ventil pro Zylinder Ventiltrieb (nach ECE Zyklus – Daten von der Porsche AG berechnet).

Die variable Zwangssteuerung (VarioDesmo) ermöglicht ein stufenloses Verstellen des Ventilhubes und bringt damit zusätzliche Vorteile in Hinsicht auf Verbrauch (>10 %), Leistung, Abgas und Ansprechverhalten gegenüber nichtvariablen Ventiltrieben. 

Niedere Bauhöhe des Zylinderkopfes bis zu 50 mm

Die Reduktion der Bauhöhe des Zylinderkopfes um 15 bis 50 mm, ermöglicht mehr Fußgängerknautschzone bei der Motorhaube und bietet weitere Vorteile für Motorenbauer:

  • Platzvorteil
  • Gewichtsvorteil
  • mehr Freiraum bei der aerodynamischen Gestaltung des Fahrzeuges
    (bessere Aerodynamik wirkt sich direkt im geringeren Treibstoffverbrauch aus)
  • mehr Gestaltungsmöglichkeiten für die Konstrukteure
Erhebliche Kosteneinsparungen für Motorenhersteller

Weitere Vorteile

Desmotronic und VarioDesmo haben weitere, überlegene, technische Merkmale:

  • einfacher und leichter als jeder andere Ventiltrieb
  • wesentlich geringere oszillierende (bewegte) Massen
  • extrem niedere Kräfte, Momente und damit Belastungen im Ventiltrieb

Das Produkt hat einen hohen Innovationsgrad.

Technischer Entwicklungsstand

INVENTUS Engineering (damals Battlogg) begann mit der Entwicklung zwangsgesteuerter Ventiltriebe im Jahr 1998. Die Machbarkeitsstudie ist abgeschlossen und mechanische Prototypen liegen vor. Die Vorentwicklung der Porsche AG hat die Funktionsfähigkeit bestätigt und hat die Einsparungseffekte (s.o.) berechnet und aufwändig (mit Mehrkörperdynamikberechnung) simuliert.

In der nächsten Entwicklungsphase wird die Zwangssteuerung finalisiert und der Funktionsnachweis im befeuerten Motor mit serienähnlichen Teilen erbracht, der in einem fahrbereiten Kraftfahrzeug eingesetzt wird.

In dieser Phase werden folgende Teilziele realisiert:

  • Dauerhaltbarkeitsnachweis auf Attrappe
  • Vollmotorenversuch.
  • Serienähnlicher Funktions-/Machbarkeitsnachweis anhand eines fahrbereiten Demonstrators

 

Weblinks:

Desmodromology

Wikipedia: Desmodromik