Die A-Klasse: Pulsschlag einer neuen Generation
Stuttgart
25.06.2012
Ventilhubumschaltung CAMTRONIC: Gas geben mit der Nockenwelle
Die 1,6-Liter Variante des M 270 stattet Mercedes-Benz als erster Automobilhersteller mit der einlassseitigen Ventilhubverstellung CAMTRONIC aus. Das System funktioniert mechanisch, wird aber von einem elektronisch gesteuerten Aktuator bedient. Die Einlassnockenwelle besteht aus mehreren Bauteilen: Auf die Trägerwelle sind zwei hohl gebohrte, gleich große Teilwellen montiert. Die Mercedes-Benz Ingenieure sprechen von „Nockenstücken“. Das Nockenstück 1 steuert die Einlassventile der Zylinder 1 und 2, das Nockenstück 2 die Einlassventile der Zylinder 3 und 4. Die Nocken selbst sind ein raffiniertes Meisterwerk der Gusstechnik: Sie verfügen in Form eines Doppelnocken über zwei Hubkurven. Die Fläche, mit der die Ventile über Rollenkipphebel betätigt werden, ist nur noch halb so breit wie bei einem herkömmlichen Nocken. Der Platzbedarf ist daher identisch.
Ist die steilere Nockenhälfte aktiviert, wird der Ventilhub vergrößert, und die Ventile bleiben länger geöffnet. Wird auf die flachere Nockenhälfte umgeschaltet, wird der Ventilhub verkürzt, und die Ventile schließen eher.
„Gas geben“ mit der Nockenwelle
Die Laststeuerung auf dem kleinen Ventilhub wird durch unterschiedliche Bauteile umgesetzt: Bei sehr niedrigem Motordrehmoment erfolgt die Laststeuerung konventionell über die Stellung der Drosselklappe, bei mittleren Drehmomenten über die Stellung der Einlassnockenwelle und bei hohen Drehmomenten über den Aufladegrad des Turboladers.
Bei einer weiteren Steigerung des Drehmoments wird der Ventilhub auf großen Hub umgestellt, und die Laststeuerung erfolgt wieder konventionell über die Drosselklappe bzw. im aufgeladenen Betriebsbereich über den Aufladegrad des Turboladers. Populär ausgedrückt könnte man auch sagen: In der neuen A‑Klasse gibt Mercedes-Benz auch mit der Nockenwelle Gas.
Um die optimale Verbrennung auch mit kleinem Ventilhub sicher zu stellen, haben die Mercedes-Benz Entwicklungsingenieure zahlreiche Maßnahmen ergriffen. Aufgrund des kleineren Ventilhubes und des frühen Einlass-schlusses nimmt die Turbulenz im Brennraum an der Zündkerze ab. Die Verwirbe­lung beeinflusst aber maßgeblich die Verbrennungsgeschwindigkeit und das Durchbrennen des Kraftstoff-Luft-Gemisches. Um diese vermeintlichen Nachteile zu kompensieren, wird im niedrigen Teillastbereich durch eine Mehrfacheinspritzstrategie mit Zündeinspritzung die Turbulenz erhöht, die Mehrfachzündung garantiert die sichere Entflammung.
Die Umschaltung von kleinem auf großen Ventilhub erfolgt unmerklich, so dass der Fahrer davon nichts spürt. Aufgrund der Kopplung der Zylinder 1 und 2 sowie 3 und 4 auf jeweils einem Nockenstück ist es möglich, mit nur einem Doppelaktuator innerhalb einer Nockenwellenumdrehung den Ventilhub aller vier Zylinder zu verstellen. Entsprechend großer Aufwand war erforderlich, um die Synchronisation des Verstellvorgangs zu entwickeln und die Dauerhaltbarkeit der Bauteile sicher zu stellen.
Die stufenlosen hydraulischen Flügelzellen-Nockenwellenversteller für Ein- und Auslass arbeiten mit einem großen Verstellbereich von 40 Grad bezogen auf die Kurbelwelle. Die Neuentwicklung zeichnet sich durch eine signifikant kleinere Bauform aus. Deshalb konnte der Einbauraum in der Motorlängsachse und Motorhochachse sehr kompakt gehalten werden.
Ihr Presse-Kontakt
Norbert
Giesen
Leiter Baureihen Mercedes-Benz Cars, Sportkommunikation
Tel.: +49 711 17-76422
Fax: +49 711 17-98651
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