Quelle: MAHLE
MAHLE Torqueboost CamInCam®:
Die Auslegung von Ventiltriebsystemen in Otto- und Dieselmotoren zielt idealerweise auf die Realisierung flexibler Steuerzeiten, die sich mit konventionellen Lösungen nur begrenzt erreichen lassen. Neuartige Ventilsteuerungen ohne Nockenwellen setzen diesen Anspruch bereits um, sind aber vergleichsweise aufwendig. Mit dem Konzept Torqueboost CamInCam® (CIC) hat die Firma Mahle eine bauraumneutrale und kostengünstige Lösung zur Anpassung der Steuerzeiten entwickelt. Bei Mehrventilmotoren lassen sich damit zugleich variable Steuerzeiten und Öffnungsdauern für Einlass- und Auslassventile realisieren.
Der Einsatz von CamInCam® -Nockenwellen erlaubt die Umsetzung des variablen Ventiltriebs bei nur geringen Änderungen am beste-henden Zylinderkopfdesign. Das System besteht aus zwei konzen-trisch ineinander geschobenen Wellen, die das getrennte Verstellen der auf ihnen fixierten Nocken ermöglichen. Dabei ist für jeden Zy-linder ein Nocken mit der Außenwelle fest verbunden und der zweite Nocken mit der Innenwelle verstiftet. Die Verstellung der beiden Wellen zueinander erfolgt mit einem herkömmlichen Nockenwellen-versteller. Diese Lösung benötigt damit nicht mehr Bauraum als eine konventionelle Ventilsteuerung.
Bei der Torqueboost CamInCam® werden verschiedene Stahlsorten in Abhängigkeit von den gegebenen Belastungen und Funktionen eingesetzt. Die Nocken, die einer besonders hohen Flächenpressung durch den Nockenfolger unterliegen, bestehen aus einem induktiv gehärteten Wälzlagerstahl. Für die Innenwelle kommt ein hochzäher Vergütungsstahl zur Anwendung und für die Außenwelle kostenoptimiert ein unlegierter Stahl für Drehteilrohre. Der Einsatz unterschiedlicher Stähle macht die CamInCam® zu einer robusten, funktionalen und kostengünstigen Konstruktion.
Die mit dieser Nockenwelle realisierten variablen Steuerzeiten er-möglichen beispielsweise in einem modernen aufgeladenen Vier-Zylinder-Ottomotor mit Direkteinspritzung bei niedrigen Drehzahlen die Erhöhung des Drehmoments um bis zu 50 Prozent. Das wäre sonst nur mit einem zusätzlich installierten Kompressor zu erreichen. Als weitere Effekte der variablen Nockenwelle ergeben sich eine Ladedruckerhöhung und ein verbessertes Ansprechverhalten des Abgasturboladers. Das Auftreten des „Turbolochs" wird vermieden. Und schließlich erfolgt eine bessere Nachverbrennung des Kraftstoffs im Abgastrakt, was die Emissionswerte senkt. Bei Volllast mit hohen Drehzahlen kann durch die variablen Steuerzeiten eine lange Auslassventilöffnungszeit eingestellt werden. Das reduziert Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen. Das CO2-Einsparpotenzial beträgt beim Ottomotor (inklusive Downspeeding-Effekt) bis zu sechs Prozent, beim Dieselmotor wurden rund drei Prozent ermittelt. Die CamInCam® -Technologie ermöglicht eine kontinuierliche und stufenlose Variation der Ventilöffnungsdauer, die den jeweiligen Last- und Drehzahlanforderungen entsprechend angepasst werden kann.
Das Video zeigt die Herstellung der MAHLE Torqueboost CamInCam® und wurde im Auftrag des Stahl-Informations-Zentrums für die diesjährige Verleihung des Stahl-Innovationspreis verliehen. Bei diesem Wettbewerb, der in Deutschland alle drei Jahre verliehen wird und zu den bedeutendsten seiner Art gehört, sind in diesem Jahr 658 Projekte eingereicht worden. In der Kategorie "Produkte aus Stahl" erzielte die von MAHLE eingereichte CamInCam-Nockenwelle den dritten Platz.
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