Sequenzielle Ventilsteuerung
Englisch: sequential valve timing
Eine Technologie der variablen Ventilsteuerung in Automobilen, bei der der Zeitpunkt der Einlassventile durch Hydraulikdruck zur Drehung der Nockenwelle variiert wird.
Sequenzielle Ventilsteuerung: Nockenwelle bei Bedarf verdrehen
Die sequenzielle Ventilsteuerung passt den Öffnungs- und Schließzeitpunkt der Einlassventile an, indem die Nockenwelle selbst mittels Hydraulikdruck verdreht wird. Die Nockenwelle betätigt die Ventilstöße oder Kipphebel; durch Verschiebung der Nockenwelle um einige Grad stellt der Motor die Ventilöffnung relativ zur Kolbenposition vor oder zurück. So kann der Motor je nach Last, Drehzahl und Fahrbedingungen unterschiedlich atmen, ohne das Nockenwellenprofil oder die Ventilhubhöhe zu verändern.
Das System nutzt einen Hydraulikaktuator, üblicherweise "Phaser" genannt, der auf dem Nockenwellenkettenrad befestigt ist. Der Öldruck des Motors leitet Fluid in Kammern auf beiden Seiten des Phasers; eine Seite drückt, um die Nockenwelle vorzuverlegen, die andere zum Zurückverlegen. Ein Schieberventil, gesteuert durch den Motorcomputer, öffnet und schließt Kanäle, wodurch der Druck in einer Kammer aufgebaut wird, während die andere entlastet wird. Der Phaser dreht sich etwa 20 bis 40 Grad über seinen Arbeitsbereich, verschiebt alle Einlassereignisse um mehrere Grad früher oder später im Viertaktzyklus.
Eine Vorverlegung der Einlasssteuerung steigert das Drehmoment bei niedriger Drehzahl, indem Ventile früher öffnen, wenn der Kolben noch aufwärts fährt und die Zylinderfüllung unterstützt. Eine Zurückverlegung bei hoher Drehzahl vermindert Rückströmung durch offene Auslassventile und verbessert die Verbrennungseffizienz. Das System reagiert kontinuierlich, nicht in Schritten. Eine Feder hält den Phaser in Neutralposition, falls der Öldruck ausfällt, und verhindert festsitzende Ventile oder Schäden.
Verschleiß und Ausfallmuster
Der Phaser ist auf präzise Bearbeitung und sauberes Motoröl angewiesen. Schlammablagerungen blockieren das Schieberventil, wodurch die Nockenwelle zwischen Positionen pendelt und beim Start rasselt. Verschlissene Dichtungsringe lassen Öl aus den Phaserkammern austreten und verhungern den Aktuator an Druck. Das Kettenrad und die Phaserschraube können sich lockern, wenn Motorvibrationen heftig sind oder Befestigungen unterspannt wurden. Überhitzung beeinträchtigt das Dichtmaterial. Viele Motoren erfordern Ölwechsel nach Serviceintervallen, um den Phaser funktionsfähig zu halten; manche Ausführungen neigen trotz guter Wartung zu Kohlenstoffablagerungen im Schieberventil.
Die sequenzielle Ventilsteuerung unterscheidet sich von anderen variablen Steuersystemen dadurch, dass sie nur die Nockenwelle des Einlassventils bewegt; andere Ausführungen bewegen Auslassnockenwellen unabhängig oder nutzen unterschiedliche mechanische Verfahren. Der Begriff "sequenziell" bezieht sich auf die durchgehende elektronische Steuerung der Ventilsteuerung während des Motorzyklusses, nicht auf die Zündfolge. Systeme der ersten Generation verwendeten einfache Vorverlegungs-Designs; moderne Motoren bieten üblicherweise unabhängiges Zweifach-Phasing auf beiden Nockenwellen für größere Effizienzgewinne.