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Das Ende des klassischen Bauteils Nockenwelle ist eingeläutet. Noch öffnet und schließt sie die Ventile des Verbrennungsmotors im regelmäßigen Takt. Nun stellt Prof. Dr.-Ing. Joachim Melbert (Elektronische Mess- und Schaltungstechnik; Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der RUB) eine revolutionäre Technik vor: Er hat ein Steuerungssystem weiterentwickelt, das die Ventile nicht mehr mechanisch sondern elektromagnetisch betätigt. So läßt sich jedes Einzelventil präzise steuern. "Sensorlos" ist der Clou dieser Entwicklung mit der Siemens AG. Ihre Vorteile: bei optimierter Verbrennung ein deutlich geringerer Kraftstoffverbrauch, weniger Abgase und bessere Beschleunigung. Einzelheiten darüber sind erstmals im soeben erschienenen RUBIN Wissenschaftsmagazin veröffentlicht.
Ausge(k)nockt
Sauberer und sparsamer ohne Nockenwelle
RUBIN 2/99: Motoren mit elektronischer Ventilsteuerung
Das Ende des klassischen Bauteils Nockenwelle ist eingeläutet. Noch öffnet und schließt sie die Ventile des Verbrennungsmotors im regelmäßigen Takt. Nun stellt Prof. Dr.-Ing. Joachim Melbert (Elektronische Mess- und Schaltungstechnik; Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der RUB) eine revolutionäre Technik vor: Er hat ein Steuerungssystem weiterentwickelt, das die Ventile nicht mehr mechanisch sondern elektromagnetisch betätigt. So läßt sich jedes Einzelventil präzise steuern. "Sensorlos" ist der Clou dieser Entwicklung mit der Siemens AG. Ihre Vorteile: bei optimierter Verbrennung ein deutlich geringerer Kraftstoffverbrauch, weniger Abgase und bessere Beschleunigung. Einzelheiten darüber sind erstmals im soeben erschienenen RUBIN Wissenschaftsmagazin veröffentlicht.
Zu dieser Information können Sie drei Bilder (http://www.ruhr-uni-bochum.de/pressemitteilungen/msg00307.html) herunterladen.
Harter Aufprall fürs Ventil
Die Aufprallgeschwindigkeit war das bisher noch ungelöste Problem der elektronischen Ventilregelung. Das Ventil ist über eine Führungsstange mit einem "Anker" verbunden, den zwei Elektromagnete betätigen. Eine Spule befindet sich über dem Anker, die zweite darunter. Fließt Strom durch die obere Spule, erzeugt er eine magnetische Wirkung und zieht den Anker nach oben. Schaltet man den Strom in der oberen Spule aus und in der unteren ein, bewegt sich der Anker von einer Endposition in die andere. Dabei beschleunigt er und prallt mit unerwünscht hoher Geschwindigkeit (ca. 0,6 m/s) auf. Der Motor erzeugt einen Ohren betäubenden Lärm, außerdem verschleißen die Ventile schneller. Um den Anker rechtzeitig abzubremsen, benötigt man Informationen über seine Geschwindigkeit und Position. Die bisher dafür verwendeten Sensoren mussten aufwändig gegen elektromagnetische Einflüsse abgeschirmt werden und lieferten zudem keine hinreichend präzise Steuerungsmöglichkeit.
Messen ohne Sensor
Prof. Melbert hingegen verzichtet auf einen Sensor. Er nutzt statt dessen die Spulen als Informationsquellen für die Steuerung. Da die Bewegung des Ankers selbst den Stromfluss in der Spule beeinflusst, sind Rückschlüsse auf Ankerposition und -geschwindigkeit möglich: Die Spule wird zum Sensor. Aus dieser innovativen Technik ging ein Motor hervor, der einen konventionellen Motor deutlich übertrifft. Der RUB-Wissenschaftler hat ihn in Kooperation mit dem Bereich Automobiltechnik der Siemens AG umgesetzt und erstmals auf der IAA '99 präsentiert.
Mehr dazu in RUBIN
Warum zum neuen Motor auch gleich noch eine neue Batterie gehört, erfahren Sie ausführlich in der gerade erschienen Ausgabe 2/99 von RUBIN, dem Wissen-schaftsmagazin der RUB. Dort finden Sie u.a. noch sieben weitere spannende Themen: Gegen Tumore impfen?; Pech gehabt! - Reststoffe aus der Straße in die Straße; Garzweiler: Braunkohle und Feuchtgebiete; Die Berechnung des Geburtsjahres Christi; Reibungslos in den Erdmantel, sowie zwei Beiträge aus der Chemie: Hauchdünne Hüllen - leuchtende Schwämme; Selbstorganisiert und doch durchschaut. Neugierig geworden? Rubin ist erhältlich in der Universitätsbuch-hand-lung Brockmeyer, sowie in der Pressestelle zum Preis von 5 DM. Internet: http://www.ruhr-uni-bochum.de/rubin/rubin.htm
Weitere Informationen
Prof. Dr.-Ing. Joachim Melbert, Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, 44780 Bochum, 0234/32-23137, Fax: 0234/32-14168
Ventil mit zugehörigem elektromagnetischen Aktuator (eingebaut im Motor)
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Elektronische Steuerung vor dem Zylinderkopf
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Merkmale dieser Pressemitteilung:
Elektrotechnik, Energie, Informationstechnik, Maschinenbau
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
Ventil mit zugehörigem elektromagnetischen Aktuator (eingebaut im Motor)
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Elektronische Steuerung vor dem Zylinderkopf
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