Entwicklung eines voll variablen Gasventils

Bei der herkömmlichen Gaseinblasung in den Einlasskanal mit konstantem Öffnungsquerschnitt ergeben sich Inhomogenitäten, so dass die Klopfgrenze früher erreicht wird, der erreichbare Nutzdruck sinkt, die Schadstoffemissionen steigen und der Wirkungsgrad verringert wird.
Diese Nachteile könnten durch den Einsatz eines voll variablen Gasventils, bei dem sowohl die Öffnungs- und Schließzeiten, die Öffnungsdauer als auch der Hubverlauf jederzeit variabel einstellbar ist, beseitigt werden, da mit variablem Querschnitt im gesamten Ansaughub zu jedem Zeitpunkt die optimale Gasmenge zur einströmenden Verbrennungsluft vor Zylinder zugemischt werden kann.
Durch die Entwicklung, den Bau eines Funktionsmusters und die Erprobung einer solchen Optimierungsmöglichkeit ist die Eignung im Motorbetrieb zu untersuchen.
Wegen der guten technischen Eignung zum Aufbau für ein voll variables Gasventil (gute Dynamik, optimale Steuerbarkeit, hohe Leistungsdichte) wurde das Voice-Coil-Prinzip als Antriebssystem vorgesehen. Theoretischen Betrachtungen, Auslegungsrechnungen und bekannte Zumischkriterien für den gewählten Motor lieferten die Vorgaben für die Entwicklung eines geeigneten Ventils.
Vor den Motorversuchen wurde eine umfangreiche Funktionserprobung des erstellten voll variablen Gasventilsystems hinsichtlich der technischen Erfordernisse für die Optimierung der Gaszuführung realisiert. Die Messungen und Untersuchungen ergaben, dass das entwickelte Gasventilsystem eine äußerst vielfältige Varianz in der Dynamikeinstellung ermöglicht und voll variabel für alle Parameter ist. Damit ist das Ventilsystem für die beabsichtigte Optimierungsuntersuchungen am Gasquerschnittsverlauf im Motorbetrieb bestens geeignet.
Zum Nachweis der Eignung im Motorbetrieb erfolgten Motorversuche am Versuchsmotor FM 24. Es kann festgestellt werden, dass signifikante Verbesserungen gegenüber der Variante ohne Hubsteuerung erreicht wurden und nahezu die Ergebnisse der Messungen mit Gasmischer erreichbar waren.