In Autos bremst bisher eine Drosselklappe die in den Motor strömende Luft. Das kostet unnötig viel Energie. Wissenschaftler des Steinbeis-Transferzentrums Mechatronik in Ilmenau haben deshalb in Zusammenarbeit mit dem Autozulieferer MAHLE ein optimiertes elektronisch gesteuertes Lufttaktventil mit energiesparendem Antrieb entwickelt. Dieses Ventil reduziert im Teillastbetrieb die Luftzufuhr, ohne dass die Drosselklappe geschlossen werden muss. Das spart Kraftstoff ein und schont somit die Umwelt.
Das Lufttaktventil sitzt im Saugrohr zwischen Luftsammler und Brennraum des Motors. Es öffnet und schließt sich bis zu 200 Mal pro Sekunde. Das gleiche Ventil kann auch so betrieben werden, dass die Motorleistung bei niederen Drehzahlen steigt. Die Öffnungs- und Schließzeiten werden dann so abgestimmt, dass sich im Ansaugsystem eine Druckwelle aufbaut. Die Druckwelle schießt zusätzliche Luft in die Zylinder, die Motorleistung steigt. Die Besonderheit des Steinbeis’schen Lufttaktventils ist der Antrieb: Ein Feder-Masse-Schwinger speichert in einem Moment die Energie, die er im nächsten wieder abgibt. Zwei kleine Magnete und eine intelligente Elektronik geben den Takt vor.
Gemeinsam haben MAHLE und das Steinbeis-Transferzentrum Mechatronik einen einzigartigen Know-how-Vorsprung erreicht. Aus dem Projekt „Lufttaktventil“ resultieren mehrere Patente, die Zusammenarbeit ist Grundlage für die künftige Produktion von magnetisch betätigten Lufttaktventilen.
Prof. Dr.-Ing. habil. Eberhard Kallenbach, Dipl.-Ing. Frank Beyer
Steinbeis-Transferzentrum Mechatronik (Ilmenau)