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Preisträger 2004
Prämiertes Projekt: Lufttaktventile erhöhen Motorleistung und Umweltfreundlichkeit
Projektpartner: Mahle International GmbH | Steinbeis-Transferzentrum Mechatronik/Ilmenau
Fahrer von Mittelklasseautos träumen gelegentlich von Turboladern. Weil es oft beim Wunsch bleibt, dürfte sie ein neues Hightech-Gerät unter ihrer Motorhaube interessieren. Dieses kleine, elektronisch gesteuerte Lufttaktventil hat große Vorteile: Das Auto lässt sich im Stadtverkehr sportlicher fahren. Der kalte Motor springt schneller an. Der Spritverbrauch sinkt.
In Autos bremst bisher eine Drosselklappe die in den Motor strömende Luft. Das kostet unnötig viel Energie. Wissenschaftler des Steinbeis-Transferzentrums Mechatronik mit Sitz in Ilmenau haben deshalb in Zusammenarbeit mit dem weltweit agierenden 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 nie deren Drehzahlen steigt. Die Öffnungs- und Schließzeiten werden so abgestimmt, dass sich im Ansaugsystem eine Druckwelle aufbaut. Die Druck welle schießt zusätzliche Luft in die Zylin der und 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 einzig artigen Know-how-Vorsprung erreicht. Aus dem Projekt „Lufttaktventil“ resultieren drei gemeinsame Patente zur Elektronik und zwei gemein same Patente zum Magnet antrieb. Die Zusammenarbeit ist Grundlage für die künftige Produktion von magnetisch betätigten Lufttaktventilen. In den nächsten Jahren will MAHLE Komplettsysteme mit Ansaugmodul in Großserien produzieren und seinen Kunden anbieten.