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.

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„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 Einlassschlusses 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.

Quelle: Daimler AG

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Marian
8 Jahre zuvor

“Die 1,6-Liter Variante des M 270 stattet Mercedes-Benz als erster Automobilhersteller mit der einlassseitigen Ventilhubverstellung CAMTRONIC aus.”
Der erste Hersteller? Wo liegt denn der Unterschied zur Valvetronic von BMW?

Flo
8 Jahre zuvor

Der M 270 wird doch auch in der B-Klasse eingesetzt. Ist dort die Camtronic noch nicht verbaut?

Lexi
8 Jahre zuvor

@Marian, Gute Frage!

Einlassventilverstellung bzw. Variabilität ist schon ein alter Hut. Meist unterscheidet sich nur die Art der Ansteuerung.

Bei Fiat geschieht dies z.B. elektro-hydraulisch und nennt sich ‘Multiair’:
http://de.wikipedia.org/wiki/Multiair

Noch mehr Lesestoff und Anwendungen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Nockenwellenverstellung

mehrzehdes
8 Jahre zuvor

auch bei mercedes sind anders als in wikipedia dargestellt, schon früh, früher als bei bmw, motoren mit phasenverstellung der nockenwelle in großserie produziert worden. nämlich der legendäre m119, ein echtes highlight der motorenbaukunst. wir reden von einem flatplane v8, also einem reinrassigen rennmotor, vierventiler mit zweistufiger verstellung der einlassnockenwellen. und das 1989. beide nachfolger waren dagegen nur noch lowtech, billig und uninspiriert.

KF
8 Jahre zuvor

@Marian:
Der Unterschied liegt darin, dass die Systeme von BMW bzw. Fiat (Schaeffler) oder auch Porsche deutlich mehr können, quasi also “Weiterentwicklungen” dessen sind, was Mercedes jetzt als große Innovation preist.

Sie ermöglichen eine komplett variable Steuerung des Ventilhubs, die so weit geht, dass die Drosselklappe dadurch ersetzt wird.

Felix
8 Jahre zuvor

Hier muss zwischen 4 Systemen unterschieden werden:
1. Phasenverstellung, bei der die Hubkurve gleich bleibt und nur die Öffnungs- und Schließzeitpunkte verschoben werden, wie sie im M119 oder sehr früh bei BMW Motoren (VaNos) zum Einsatz kommen
2. Verstellung der Öffnungsdauer, wie sie die VariocamPlus von Porsche und die Valvetronic von BMW anbieten. Diese Systeme haben teilweise ebenfalls einen – durch die unterschiedliche Öffnungdauer bedingten – Hub
3. variabler Hub, bei dem sich nur der Hub, nicht aber die Öffnungsdauer verändert. Ich bin mir nicht sicher ob ein variabler Hub schon vorher unabhängig von der Öffnungsdauer realisiert wurde, insofern kann es durchaus sein, dass es sich um eine “Weltneuheit” handelt, wenn gleich sich die Frage nach der Innovation stellt, insbesondere im Vergleich zu
4. den von Fiat (und Chrysler) eingesetzten Multi-Air Systemen, bei denen sich die Öffnungsdauer, -profile, Höhe, etc. vollvariabel gestalten lassen…

mehrzehdes
8 Jahre zuvor

..und nicht zu vergessen die systeme, die auch auf die auslassventile wirken.

Dustin
8 Jahre zuvor

also irgendwie beunruhigt mich diese Technik! wenn ich da an die Injektoren denke oder an die Kettenspanner… Wird sicher spannend ob Daimler es geschafft hat diese Technik auch zuverlässig zu machen. Bin mir noch unschlüssig ob eine A-Klasse als Zweitwagen her soll oder nicht!

KF
8 Jahre zuvor

Daimler hat viel gelernt aus seinen Fehlern der Vergangenheit. Auch die Kulanzregelungen sind besser geworden.

Abgesehen davon, würde ich persönlich kein Auto, das erst wenige Monate auf dem Markt ist, kaufen. Das ist aber, wie gesagt, meine persönliche Meinung. Zum Glück gibt es genügen Leute, die immer das neueste kaufen, trotz Kinderkrankheiten. Sonst käme die Industrie nicht weiter und Käufer ausgereifter Gebrauchtwagen, wie ich, würden in die Röhre schauen.

sego
5 Jahre zuvor

Klingt für mich aber arg ähnlich zu VWs Zylinderabschaltung. Nur dass der zweite “Nocken” bei VW kein Nocken ist wodurch das Ventil dauerhaft geschlossen bleibt. Mercedes setzt dagegen auf 2 unterschiedliche Nocken um das Ansprechverhalten zu optimieren. Die Verwendung im Detail ist zwar unterschiedlich, aber die Grundtechik mit den 2 unterschiedlichen Nocken auf der Nockenwelle und dem Aktuator ist zu VW identisch – und sicher irgendwo eingekauft und nicht selber entwickelt. So weltneu wie posaunt ist das ganze daher sicherlich nicht. Und ob die Zylinderabschaltung oder die Einlassänderung durch andere Nocken nun das sinnvollere System ist, sei dahingestellt.

Viel wichtiger ist für mich, dass die deutsche Autoindustrie neben der ganzen Innovations-Effekt-Hascherei zu dem zurückfindet was sie einst ausmachte: Langfristige Zuverlässigkeit. Die war nämlich in den letzten Jahren bei Billiganbietern aus Fernost oftmals sogar besser.