{"id":265638,"date":"2018-10-22T14:28:40","date_gmt":"2018-10-22T13:28:40","guid":{"rendered":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/?p=265638"},"modified":"2025-08-08T11:58:49","modified_gmt":"2025-08-08T10:58:49","slug":"neue-motorenkonzepte","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/neue-motorenkonzepte-10265638\/","title":{"rendered":"Neue Motorenkonzepte"},"content":{"rendered":"

\"Schaubild<\/a>Teil 1: Der Depletion Turbo \u2013 eine Alternative zum Downsizing.<\/strong><\/p>

Unabh\u00e4ngig von der Ventilgr\u00f6\u00dfe oder anderen Motorkonzepten bedeutet mehr Massendurchsatz (mehr Gasfluss) bei einem Hubkolben-Verbrennungsmotor auch gr\u00f6\u00dfere Verluste. Bisher macht man den Motor kleiner (Downsizing) und l\u00e4dt ihn in Momenten gro\u00dfer Leistungsabgabe mit Hilfe von Turboladern auf. Im Teillastbetrieb sinkt dann der Gasdurchsatz \u00fcberproportional \u2013 und damit auch die gas- und thermodynamischen Verluste. Der durchschnittliche Gesamtwirkungsgrad steigt ein wenig.<\/p>

Ein anderer Ansatz, etwas Vergleichbares zu erreichen, ist der Depletion Turbo zur Verbesserung der Abgasentspannung bei Ottomotoren und zur Erzielung von geringeren Massendurchs\u00e4tzen im Teillastbetrieb ohne Drosselungsverluste.<\/p>

Ottomotoren sind heute zwar mit Direkteinspritzung, Luft\u00fcberschuss und Magerkonzepten fast bis zur Unkenntlichkeit dem Diesel angen\u00e4hert, aber sie zeichnen sich nach wie vor dadurch aus, dass man den Motor mit einer Drosselklappe mutwillig gro\u00dfenteils abw\u00fcrgt. Der Motor l\u00e4uft nur deshalb weiter, weil er das Abgas so stark aufheizt, dass es durch die thermische Expansion den immensen Druckverlust am Drosselventil ausgleicht. Das ist eine ganz erhebliche Pumparbeit. Sie geht als Abw\u00e4rme verloren.<\/p>

Der Depletion Turbo ist nun eine str\u00f6mungsdynamische Maschine, die genau das Gegenteil von einem Turbolader bewirkt. Statt das Druckniveau vor und hinter dem Motor zu erh\u00f6hen, senkt sie es ab. Sie nutzt dazu als Antriebsenergie den Unterdruck vor dem Ottomotor statt wie bisher den Abgas\u00fcberdr\u00fcck hinter dem Motor: eine Turbine wird vom Gasfluss zum Motor hin angetrieben (also an vergleichbarer Stelle wie eine Drosselklappe), und die mechanisch gekoppelte zweite Turbine saugt das Abgas hinter dem Motor gegen den Umgebungsdruck wieder heraus. Der Unterschied ist, dass bei einer Drosselklappe das einstr\u00f6mende Gas – abgesehen von der Druckreduzierung – einfach nur k\u00e4lter wird, w\u00e4hrend beim Depletion Turbo diese Energie hinter dem Motor dem Gas als str\u00f6mungsmechanische Verdichtung wieder zugef\u00fchrt wird. Das verringert den Massendurchsatz (gleiche Flie\u00dfgeschwindigkeit, aber niedrigerer absoluter Druck im Motor) und damit die Reibarbeit an den Ventilen, aber zugleich wird auch die Pumparbeit an der Stelle, wo heute die Drosselklappe sitzt, sinnvoll nutzbar gemacht bzw. erhalten. Denn der Motor muss das Abgas dann zur Ausgleichsexpansion nicht so stark aufheizen, was ja mit Kraftstoff geschieht, bis wieder der Umgebungsdruck erreicht ist. Mit weniger Kraftstoff reicht dank des Depletion Turbo auch ein viel geringerer absoluter Abgasdruck deutlich unter dem umgebenden Luftdruck.<\/p>

Es ist durchaus sinnvoll, den Depletion Turbo mit einem Turbolader zu kombinieren: zwei Rohrklappen bzw. Umschaltventile, je eine vor und eine hinter dem Motor, f\u00fchren den Luft- und Abgasstrom bei geringer Last durch das Depletion Turbo-System und bei hoher Last durch das Turbolader-System. Solche Umschaltklappen sind heute technisch ausgereift und werden meist nur zu wirklich weit profaneren Zwecken benutzt, n\u00e4mlich dem akustischen Tuning im Ansaugtrakt.<\/p>

Teil 2: Die Umdrehungsgeschwindigkeit und die Einventiltechnik.<\/strong><\/p>

Damit ein Verbrennungsmotor ein niedrigeres Leistungsgewicht bekommen kann, muss er sich in erster Linie schneller drehen k\u00f6nnen, denn Leistung ist nach wie vor Arbeit pro Zeit. Das ist heute beim Viertakter deswegen ein Problem, weil dann nicht mehr genug Zeit f\u00fcr den Ansaugtakt bleibt. Mit steigender Drehzahl sinkt der absolute Ansaugdruck; das Ergebnis ist eine verringerte Zylinderf\u00fcllung und damit eine immer weiter sinkende relative m\u00f6gliche Leistungsabgabe pro Umdrehung. Auch ein Turbolader l\u00f6st dieses Problem nicht prinzipiell, sondern verlagert die gasdynamischen Verluste nur auf den Abgasgegendruck. Das Problem ist also der F\u00fcllungsgrad im Zylinder bei hohen Drehzahlen. Wenn man aber einmal zu hohe Gasreibungsverluste im Motor wegen zu kleiner Ventile und zu kurze Ventilzeiten pro Kurbelwellenumdrehung als das eigentliche Problem erkannt hat, sieht man, dass sie bei konventionellen Motorauslegungen schon seit sehr langer Zeit das Ende einer garantiert verschlossenen Entwicklungssackgasse markieren.<\/p>

Die beste F\u00fcllung eines Zylinders ergibt sich, wenn die Ventilfl\u00e4che so gro\u00df ist wie m\u00f6glich. Das ist dann der Fall, wenn es einfach nur ein Ventil gibt. Genau dann n\u00e4mlich kann die Fl\u00e4che dieses einzigen Ventils im Verh\u00e4ltnis zum Zylinderdurchmesser maximal sein, also im Vergleich mit heutiger Technik riesengro\u00df: Das beste Verh\u00e4ltnis ergibt sich, wenn die Ventilfl\u00e4che genauso gro\u00df ist wie die verbleibente Zylinder-Restquerschnittsfl\u00e4che. Damit kommt man zur Einventiltechnik mit dem Querstr\u00f6mkr\u00fcmmer.<\/p>

Die Einventiltechnik: das geometrische Problem und die L\u00f6sung<\/strong><\/p>

Im Wesentlichen ist die maximale Ventilgr\u00f6\u00dfe ein geometrisches Problem. Offenbar lassen Ventilteller sich nur kreisrund herstellen und abdichten, also gelten folgende \u00dcberlegungen:<\/p>

\"Bleistiftzeichnung<\/a><\/p>

Abb. 1 \u2013 Prinzipschaubild Einventiltechnik<\/p>

Bild A zeigt einen gro\u00dfen Kreis, den Zylinder im Querschnitt, und darin die maximale Gr\u00f6\u00dfe von zwei kleineren eingeschriebenen Kreisen, den Ventilen. Diese k\u00f6nnen zusammen nicht gr\u00f6\u00dfer sein als der Zylinder. Problem: ihre Querschnittsfl\u00e4che kann jeweils nur etwa 25% der Zylinderquerschnittsfl\u00e4che betragen. Das ist einfach zu wenig f\u00fcr einen schnellen Ladungswechsel. Seit 25 Jahren werden daher fast nur noch Motoren mit 4 Ventilen pro Zylinder gebaut, was kompliziert und teuer ist. Dies ist in Bild B unten zu sehen. Wiederum m\u00fcssen alle Ventile (kleine Kreise) in den Zylinder (gro\u00dfer Kreis) passen, aber diesmal ist die Gesamtfl\u00e4che von zwei Ventilen zusammen schon etwas gr\u00f6\u00dfer: etwa 0,412*2 = 34%. Das ist der heutige Stand der Technik, immer noch sehr wenig und zugleich der wichtigste begrenzende Faktor f\u00fcr den Ladungswechsel. Zylinder mit 3 Einlassventilen sind auch schon fast Standard.<\/p>

Die Geometrie gibt aber mehr her: erst wenn die Zylindertellerfl\u00e4che (kleiner Kreis) und die Fl\u00e4che des verbleibenden Ringspalts bis zur Zylinderwand (gro\u00dfer Kreis) gleich gro\u00df sind, ist das prinzipielle Maximum erreicht. Das ist in Bild C zu sehen und dann der Fall, wenn das Ventil Wurzel-2-mal den Durchmesser des Zylinders hat (beziehungsweise geringf\u00fcgig mehr, z.B. 0,8-mal den Zylinderdurchmesser, da von der Ventiltellerfl\u00e4che ja noch die Fl\u00e4che des Ventilschafts abzuziehen w\u00e4re). Dann betr\u00e4gt die Ventilfl\u00e4che bzw. Flussquerschnittsfl\u00e4che 50% des Zylinderquerschnitts, also satte 50% mehr als heute \u00fcblich.<\/p>

Ein einziges Ventil bedeutet aber auch ein anderes Gasflusskonzept<\/strong>:<\/p>

N\u00e4mlich Verbrennungsmotoren mit ge\u00e4nderter Kr\u00fcmmeranordnung, dem sogenannten Querstr\u00f6mkr\u00fcmmer, der zwar den Ventilsitz ganz umschlie\u00dft, aber quer zum Ventil und au\u00dferhalb des Zylindervolumens verl\u00e4uft und zu keiner Zeit durch das Ventil oder die Ventile verschlossen wird. Der Zylinder m\u00fcndet durch das gro\u00dfe einzige Ventil direkt in den Querstr\u00f6mkr\u00fcmmer<\/strong>. Eine relativ langsame, durch einen L\u00fcfter erzwungene Querstr\u00f6mung aus Frischgas schiebt das vom Kolben ausgeschobene Abgas im Querstr\u00f6mkr\u00fcmmer in Richtung Auspuff weiter, so dass beim folgenden Ansaugtakt wieder Frischgas vor dem Ventil liegt. (Bei richtiger Dimensionierung sind die Flie\u00dfgeschwindigkeiten vergleichsweise gering und kein Problem). So lassen sich bei Verbrennungskraftmaschinen eine Steigerung des F\u00fcllungsgrads im Zylinder durch vergr\u00f6\u00dferte Ventilquerschnittsfl\u00e4che, eine Senkung des Leistungsgewichts durch viel h\u00f6here m\u00f6gliche Drehzahlen sowie eine Vereinfachung des Zylinderkopfes durch Weglassen einer der heute erforderlichen zwei Nockenwellen erreichen. Weiterhin bleibt dieses eine Ventil auch am oberen Kolbentotpunkt offen, das Konzept kennt also keine Zeit- und Wirkungsgradprobleme durch \u00dcberschneidung der Ventilbet\u00e4tigungszeitr\u00e4ume.<\/p>

\"Zeichnung<\/a><\/p>

Abb. 2 Prinzipschaubild Einventiltechnik mit Querstr\u00f6mkr\u00fcmmer<\/p>

Ein Hauptkennzeichen der Einventiltechnik ist, dass der Gasfluss im kombinierten Ansaug- und Abgaskr\u00fcmmer nun au\u00dferhalb des Zylinders quer zu dem einen Ventil oder der einen gleichzeitig bet\u00e4tigten Ventilgruppe des Motors erfolgt und deshalb zu keiner Zeit durch die Ventile des Zylindersystems verschlossen wird.<\/p>

Ein weiteres Hauptkennzeichen der Einventiltechnik ist, dass alle Ventile zu gleicher Zeit bet\u00e4tigt werden oder dass es nur noch ein besonders gro\u00dfes Ventil mit nur einer Nockenwelle pro Zylinder gibt, welches etwa die halbe Fl\u00e4che des Zylinderquerschnitts bedeckt, denn dies ist das theoretische Optimum. Bei Reihenmotoren ist \u00fcberhaupt nur eine Nockenwelle erforderlich. Unter Ber\u00fccksichtigung des Fl\u00e4chenverlusts durch den Ventilschaft muss dieses eine Ventil etwa das 0,8-fache des Zylinderdurchmessers haben.<\/p>

Bei der Einventiltechnik kann statt Turboaufladung an der Leistungsschraube im Zeitbereich gedreht werden, indem man die Drehzahl weiter erh\u00f6ht und so trotzdem aus kleinvolumigeren Motoren wieder mehr Leistung herauskitzelt. Es ist nicht einzusehen, warum die wunderbare F\u00e4higkeit zum verbesserten Ladungswechsel nicht auch bis jenseits von 10.000 Umdrehungen pro Minute funktionieren sollte, womit dann der Motor bei gleicher Maximalleistung ebenfalls ein gutes Drittel kleiner konstruiert werden kann als ein Aggregat mit zwei Ventilgruppen (das bei 6.000 Umdrehungen schon fast erstickt oder dem dabei die Auslassventile wegschmelzen). Das \u201eMonoventil\u201c wird abwechselnd vom kalten Frischgas und vom hei\u00dfen Abgas umstr\u00f6mt und ist weniger stark thermisch belastet.<\/p>

Teil 3 \u2013 Der Sechtakter<\/strong><\/p>

Ein gro\u00dfer gedanklicher Sprung f\u00fchrt aber zu einem ganz anderen Ansatz.<\/p>

Der Vorteil der konventionellen Viertakttechnik gegen\u00fcber der Zweitakttechnik ist, dass die Verbrennung – zumindest bei niedrigen Drehzahlen – im Zylinder vollst\u00e4ndiger erfolgen kann. Trotz eines drastisch erh\u00f6hten Leistungsgewichts ist also die Viertakttechnik wirtschaftlicher. Offensichtlich reicht aber die Zeit f\u00fcr die physikalischen Gasprozesse beim Viertakter nicht aus, um die Drehzahl so weit zu erh\u00f6hen, dass erheblich geringere Leistungsgewichte m\u00f6glich werden als heute: Einerseits sinkt der F\u00fcllungsgrad bisher ab, wenn die Zeit pro F\u00fcllvorgang sinkt (der Motor sich also schneller dreht), weil der Ansaugdruck mit der Flie\u00dfgeschwindigkeit des Frischgases absinkt. Dazu wurde oben bereits ein Vorschlag unterbreitet (die Einventiltechnik).<\/p>

Andererseits sinkt aber bei steigender Drehzahl auch die Zeit f\u00fcr den Brennvorgang ab. Sind mit besserer F\u00fclltechnik h\u00f6here Drehzahlen m\u00f6glich (siehe die Einventiltechnik aus Teil 1 oben), wird dies immer st\u00e4rker zum Problem. In heutigen Rennmotoren flie\u00dft das Abgas daher regelm\u00e4\u00dfig noch brennend in den Auspuff. Die einzige M\u00f6glichkeit, diese Zeit f\u00fcr den Brennvorgang zu verl\u00e4ngern, besteht erstaunlicherweise darin, noch mehr Arbeitstakte auszuf\u00fchren. Aus dem Viertakter wird also ein Sechstakter. Dabei ist es f\u00fcr den Prozesswirkungsgrad grunds\u00e4tzlich egal, wie die sechs Takte erm\u00f6glicht werden, also wie viele Ventile pro Zylinder bem\u00fcht werden, oder ob man den Kraftstoff nach dem Otto- oder Dieselverfahren verbrennt.<\/p>

Im ersten Schritt geht es beim Sechtakter zun\u00e4chst nur um die Verl\u00e4ngerung der m\u00f6glichen Kraftstoffbrenndauer vom heutigen Viertel der Prozessdauer (einer von vier Takten) auf deren H\u00e4lfte (drei von sechs Takten), also um eine Zeitbereichsoptimierung um satte hundert Prozent. Das System Sechstakter bietet aber, wie in Teil 4 noch zu sehen sein wird, auch entscheidende weitere Vorteile.<\/p>

Es geht also um den Ansatz, nach den Takten 1 (Ansaugen), 2 (erste Kompression) und 3 (erster Arbeitstakt) nicht sofort wieder einen Auslasstakt folgen zu lassen. Stattdessen folgen ein weiterer Kompressionstakt (4) und ein weiterer Arbeitstakt (5). Erst dann folgt der Ausschubtakt (6).<\/p>

Nun kann man Sauerstoff nur einmal oxidieren, aber es sind jetzt zwei Arbeitstakte da, f\u00fcr deren Dauer der Zylinder, auch dazwischen, geschlossen bleibt, und in deren Verlauf kein neuer Luftsauerstoff in den Zylinder gelangen kann. Die Verbrennung in den zwei Arbeitstakten l\u00e4uft also scheinbar sozusagen langsamer ab als bei einem Viertakter. Man muss sich aber von der absoluten Dauer eines Taktes l\u00f6sen. L\u00e4uft die Maschine langsam, erfolgt die Verbrennung in zwei Einspritzintervallen. Es wird in den zwei Arbeitstakten jeweils die H\u00e4lfte der verf\u00fcgbaren Sauerstoffmasse verbrannt. Die Verbrennung hat mehr Zeit, sauber und vollst\u00e4ndig abzulaufen. Das ist ganz entscheidend wichtig, wenn man dem Motor durch eine h\u00f6here Drehzahl mehr Leistung entlocken und damit das Leistungsgewicht absenken will. Es entsteht zweimal an den richtigen Stellen, also zur richtigen Zeit im Verlaufe der Kurbelwellendrehung, das gew\u00fcnschte Drehmoment.<\/p>

Wenn die Maschine sich aber sehr schnell dreht, taucht wieder das bekannte Problem mit der Zeit auf. Auch der Sechtaktmotor muss sich schlie\u00dflich schnell drehen, wenn er viel Leistung abgeben soll. Aber da die \u201ehei\u00dfe\u201c Phase des Prozesses nun nicht mehr 1\/4 (25%) dauert, sondern 3\/6 (50%) \u2013 denn in dieser Zeit bleiben \u00b4das oder die Ventile geschlossen -, kann der Motor sich doppelt so schnell drehen, bevor wieder die gleiche kurze Brenndauer erreicht ist wie vergleichsweise beim Viertakter.<\/p>

Ein wichtiger Aspekt ist auch, was mit der Kompressionsarbeit passiert. Beim Sechtakter summieren sich (De-)Kompressionsarbeit und Verbrennung zweimal in der Gasmasse. Damit \u00e4hnelt das System st\u00e4rker einer Gasfeder. Die Verluste durch zus\u00e4tzliche Pumparbeit entstehen aber haupts\u00e4chlich beim Ladungswechsel durch ung\u00fcnstige Ventilsteuerzeiten, besonders bei hohen Drehzahlen, wo bei der Viertakttechnik die Ventilsteuerzeiten in die benachbarten Prozessphasen hineinverlegt werden m\u00fcssen, damit noch gen\u00fcgend Zeit f\u00fcr die Gasfl\u00fcsse bleibt. Beim Sechtakter finden dagegen mindestens die Takte 2 und 3 oder die Takte 4 und 5, gegebenenfalls aber auch alle Takte von 2 bis 5, in einem hermetisch geschlossen Volumen statt und bieten damit fast idealtypische thermodynamische Bedingungen. Im Durchschnitt verbessern sich damit die Bedingungen des gesamten Zyklus.<\/p>

Ferner l\u00e4uft der Motor nun ruhiger und l\u00e4sst sich leichter starten. Dadurch, dass die reinen Arbeitsphasen des Motors 2\/6 des Prozesses dauern (33%) und nicht nur 1\/4 wie beim Viertakter (25%), eignet sich dieser Motortyp besonders gut f\u00fcr kleine, schnell laufende Dreizylindermotoren. Sinnvollerweise wird man ihn als Reihenmotor auslegen, dann ist n\u00e4mlich zusammen mit der Einventiltechnik nur eine Nockenwelle n\u00f6tig. Der Motor wird leichter, billiger und l\u00e4uft auch mit weniger Zylindern viel runder.<\/p>

\"Schaubild<\/a><\/p>

Abbildung 4 \u2013 \u201eKlassischer\u201c Sechstaktprozess analog zum Viertaktprozess<\/strong><\/p>

Beim klassischen Prozess (siehe Abb. 4 oben) ist der Umgebungsluftdruck der niedrigste m\u00f6gliche Druck. Der Kolben kann – Ansaugdruckverluste durch die Str\u00f6mungsdynamik vernachl\u00e4ssigt – den Druck nur erh\u00f6hen, indem er das Gas nach Schlie\u00dfen des Ventils komprimiert. Drosselung wird hier wegen der extremen Pumpverluste nicht betrachtet. Als \u201eklassisch\u201c ist dieser Prozess deswegen zu bezeichnen, weil Ventilsteuerpunkte und Kolbentotpunkte im Viertaktverfahren bisher zwangsl\u00e4ufig zusammenfallen m\u00fcssen.<\/p>

Teil 4: Der Sechtakter mit modifiziertem Kompressionsprozess<\/strong> \u2013 Wirkungsgradsteigerung durch weniger Pumparbeit und virtuelle Hubraum\u00e4nderung<\/strong> durch Verdrehung der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle \u00fcber die klassischen Prozesstaktgrenzen hinweg<\/p>

Der Hauptvorteil des Sechstakters aber die M\u00f6glichkeit, dass man das Ventil\u00f6ffnungsfenster in extrem weiten Grenzen durch den ganzen Prozess hindurch verschieben kann, ohne dass man daf\u00fcr auf mindestens einen vollst\u00e4ndigen, hermetisch geschlossenen Arbeitstakt verzichten m\u00fcsste. Durch eine Verschiebung des \u00d6ffnungsfensters als Ganzes – egal ob nach fr\u00fch oder sp\u00e4t – ergibt sich n\u00e4mlich eine virtuelle Verringerung von Verdichtung und angesaugter Gasmasse, und wenn man zus\u00e4tzlich die Einlass- und Auslasszeitpunkte passend einzeln und separat verschiebt, kann man das Druckniveau im Zylinder insgesamt fast nach Belieben absenken, ohne dass man daf\u00fcr externe Technik wie einen Turbolader bem\u00fchen oder zus\u00e4tzliche Pumparbeitsverluste in Kauf nehmen m\u00fcsste. Das verringert die Verluste im Teillastbetrieb. Es brauchen nur Einlass- und Auslasszeitpunkt, die ja im Abstand von zwei Takten bzw. einer Kurbelwellenumdrehung aufeinander folgen, parallel zueinander verschoben werden. Das entspricht einer ganz banalen Relativverdrehung der Nockenwelle gegen\u00fcber der Kurbelwelle.<\/p>

Es sinkt dann der F\u00fcllungsgrad, und das bei optimal sauberem Frischgas (denn der Kolben r\u00e4umt das Abgas ja nach wie vor am oberen Totpunkt komplett aus), es entsteht aber kein zus\u00e4tzlicher Kompressionsverlust, weil die Kompressionsarbeit fast komplett in der Gasfeder stecken bleibt, die das eingeschlossene Zylindervolumen \u00fcber 4 Takte hinweg bildet. Dies ist die energetisch optimale L\u00f6sung zur Senkung der Gasverdichtung, ohne dass man sich die Nachteile der primitiven Drosselung in Form des leidigen fehlenden Abgasdrucks am Ende des Arbeitstaktes wie beim 4-Takt-Ottomotor erkauft. Au\u00dferdem funktioniert diese Art der Verdichtungsabsenkung und damit die virtuelle Verringerung des Hubraums nun auch beim Diesel (wenn die Z\u00fcndf\u00e4higkeit erhalten bleibt, aber darum kann man sich k\u00fcmmern). Beim Sechtakter schadet es gar nichts, wenn ein Arbeitstakt teilweise durch einen hineinwandemden Ventil\u00f6ffnungszeitpunkt beschnitten wird, weil ja noch ein zweiter vollst\u00e4ndiger Arbeitstakt zur Verf\u00fcgung steht. Einzig die Laufunruhe des Motors steigt dann ein wenig an. Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel, in dem das Ventil\u00f6ffnungszeitfenster um eine Viertel-Kurbelwellenumdrehung nach fr\u00fch verschoben ist:<\/p>

\"Schaubild<\/a><\/p>

(Die Farben deuten die Lufttemperatur\u00e4nderung aufgrund des Eintrags\/Austrags von Kompressionsarbeit\/Dekompressionsarbeit an. Blauer bedeutet k\u00e4lter\/dekomprimierter, oranger w\u00e4rmer\/komprimierter. Der Brennprozess l\u00e4uft zus\u00e4tzlich und parallel ab und wird hier nicht betrachtet. Eine Drosselung au\u00dferhalb des Zylinders ist hier nat\u00fcrlich nicht gemeint, sondern nur das Gassystem im Zylinder selbst bei idealen Ansaugbedingungen.)<\/span><\/p>

Abbildung 5 \u2013 Modifizierter Sechtaktprozess<\/strong><\/p>

Abbildung 5 zeigt, wie die \u00d6ffnungs- und Schlie\u00dfzeiten des Ventils oder der Ventile durch eine Relativverdrehung der Nockenwelle(n) gegen\u00fcber der Kurbelwelle so wandern, dass der Ansaugtakt genauso viel k\u00fcrzer wird wie der (zweite) Arbeitstakt. Entscheidend ist, dass zwar die Ventil\u00f6ffnungszeiten wandern, die Totpunkte der Kolben aber an der gleichen Stelle bleiben. Es verschiebt sich also das \u00d6ffnungsfenster der Ventilzeiten gegen\u00fcber den klassischen Grenzen der Prozessphasen (Takte). Wenn das Ventil schon auf halbem Weg des Kolbens nach unten w\u00e4hrend des Ansaugtaktes schlie\u00dft, sich aber daf\u00fcr auch schon zur H\u00e4lfte des (zweiten) Arbeitstaktes wieder \u00f6ffnet, dann stellt sich etwas \u00c4hnliches ein wie ein virtueller Hubraum von Null, obwohl ein halber Gasladungswechsel im Zylinder stattfindet und obwohl der Motor weiterlaufen kann, weil der Arbeitstakt ja zumindest halb tats\u00e4chlich stattfindet. Der Grund ist, dass sich im Zylinder eine Gasfeder bildet, die an beiden „Enden“ (repr\u00e4sentiert durch die Gasdr\u00fccke im Zylinder zu den gerade beschriebenen Ventil\u00f6ffnungs- und Schlie\u00dfzeiten) gleich stark gespannt ist, wenn man von der Druck\u00e4nderung durch die Verbrennung absieht. Dies funktioniert naturgem\u00e4\u00df beim Sechtakter sehr viel besser als beim Viertakter, weil beim Viertakter ja der Brennvorgang meist zur H\u00e4lfte des Arbeitstaktes noch gar nicht beendet ist, beim Sechtakter jedoch trotz dieser massiven \u00d6ffnungsfensterverschiebung noch ein ganzer alternativer Arbeitstakt mit geschlossenem Zylinder zur Verf\u00fcgung steht, in dem man sehr wohl auch den ganzen Kraftstoff auf einmal verbrennen kann, wenn man will. Entscheidend ist, dass eine solche Parallelverschiebung des Prozess\u00f6ffnungsfensters in eine Richtung einer deutlichen Absenkung der (Gasdruck-) Verdichtung entspricht, wie sie beim Ottomotor heute nur durch Drosselung erreicht werden kann, dass aber zugleich die negative (De-)Kompressionsarbeit tats\u00e4chlich wieder zur\u00fcck zur Kurbelwelle flie\u00dft, das hei\u00dft, ein Gro\u00dfteil der Pumparbeit geht bei dieser Art der Gasdruckniveauabsenkung nicht verloren. Dies funktioniert bei Otto- und Dieselmotor gleich gut.<\/p>

Man braucht sich bei Nutzung der Einventiltechnik auch \u00fcberhaupt nicht um Abgasr\u00fcckf\u00fchrung, Turboaufladung, Sekund\u00e4rlufteinblasung usw. k\u00fcmmern, um einen Magermotoreffekt mit Inertgasf\u00fcllung zu erzielen, weil das energetisch perfekte Inertgas gleich beim n\u00e4chsten Ansaugtakt wieder mit eingesaugt werden kann: ganz frisches Abgas. Man muss die Fl\u00fcssgeschwindigkeit im Querstr\u00f6mkr\u00fcmmer (siehe Teil 1) nur so verringern, dass nicht mehr s\u00e4mtliches Abgas vor dem n\u00e4chsten Ansaugtakt beiseite geschoben wurde.<\/p>

Ein Sechtakter mit Einventiltechnik und Nockenwellenverstellung, die einen halben Prozesstakt \u00fcberbr\u00fccken kann, ist also die praktisch sofort machbare Variante eines Verbrennungsmotors mit virtuell variablem Hubraum und allen entsprechenden energetischen Vorteilen. Er w\u00e4re sogar noch billiger als ein herk\u00f6mmlicher Viertaktmotor.<\/strong><\/p>

Weitere Details sind einer viel ausf\u00fchrlicheren Schrift aus dem Jahr 2017 zu entnehmen. Sie finden diese als freien PDF-Download unter: www.jmtectrans.com\/Downloads\/NewEngineConcepts. Leider ist die erhebliche F\u00fclle neuer Ideen dort jedoch sehr un\u00fcbersichtlich dargestellt.<\/p>

Jochen M\u00f6llmann<\/p>

Winkelstra\u00dfe 18, 47058 Duisburg<\/p>

engineconcepts@jmtectrans.com<\/p>

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