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M Pruss:
"Funktionelle Untersuchung und Bewertung eines variablen Ventiltriebsystems am Zylinderkopfattrappen-Prüfstand";
Supervisor: B. Geringer, N. Bobicic; Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik(IFA), 2019.

Die Diplomarbeit umfasst das Thema der "funktionellen Untersuchung und Bewertung eines variablen Ventiltriebsystems am Zylinderkopfattrappen-Prüfstand". Die Kernthese, die hierbei untersucht wird, behandelt die Hubumschaltung eines variablen Ventiltriebsystems am Beispiel eines Schiebenockensystems bei hohen Drehzahlen. Der Fokus liegt dabei auf der Analyse der Schaltvorgänge außerhalb des angegebenen Betriebsbereiches. Die Befähigung der Hubumschaltung für hohe Drehzahlen bietet eine höhere Flexibilität bei der Auslegung des Ventiltriebes, wodurch die Effizienz des Motors gesteigert und die Performance sowie die Agilität des Antriebes verbessert werden können.

Die variablen Ventiltriebsysteme sind unterteilt in voll- und teilvariabel. Bei dem zu untersuchenden Ventiltrieb handelt es sich um das teilvariable Audi Valvelift System, kurz AVS. Dieses System ermöglicht eine Ventilhubumschaltung zwischen 2 bzw.3 Nockenkonturen. Über die Nullhubausführung einer Nocke wird die Zylinderabschaltung
umgesetzt. Die Prüfstanduntersuchungen wurden am Beispiel eines Audi V8 4.0l TFSI Motors mit Zylinderabschaltung auf einem Zylinderkopf-Attrappen-Prüfstand untersucht.

Die durchgeführten Messreihen geben Aufschluss über das Verhalten des Systems im Betriebsbereich 960 - 3500 U/min KW und darüber hinaus. Dadurch wird die Grenzdrehzahl der Hubumschaltung ermittelt, bei der das System nicht nur einen erhöhten Verschleiß, sondern auch Fehlschaltungen aufweist. Das Schiebenockensystem wird an Hand der folgenden Kriterien analysiert: die Ventiltriebdynamik, die Aktuatorik bzw. Ansteuerung der Hubumschaltung, das Schaltverhalten und die Arretierung des Schiebestückes sowie die Lebensdauer bzw. der Verschleiß des Systems.

Die Ergebnisse des Versuches zeigen, dass es bei hohen Drehzahlen >3500 U/min zu erhöhten Verschleißerscheinungen sowie zu Fehlschaltungen kommt. Die Ursache dafür ist der instabile Schaltvorgang bei hohen Drehzahlen. Über die Wegmessungen des Schiebestückes und die optische Überwachung des Schaltvorganges wurden unter anderem Schwingungen während des Umschaltvorganges und eine nicht ausreichende Arretierung des Schiebestückes festgestellt. Das untersuchte Ventiltriebsystem ist daher nicht für hohe Drehzahlen ausgelegt. Für eine Befähigung erhöhter Drehzahlen des Ventiltriebes werden in dieser Arbeit Optimierungsmaßnahmen angeführt, die sich auf die Verschleißreduzierung, die Ansteuerung des Systems sowie die Sicherstellung der Schaltbarkeit bei hohen Drehzahlen beziehen.