Budack-Zyklus: Ein Zyklus, der Kraftstoff spart
Verbrennungsmotoren können in unterschiedlichen Arbeitszyklen arbeiten, vom Otto-Zyklus über den Atkinson-Zyklus bis hin zum Miller-Zyklus. Allerdings entwickelte Volkswagen den Budack-Zyklus nach dem Ingenieur, der ihn erfunden hatte.
Der Budack-Zyklus ist eine Lösung, um eine höhere Motoreffizienz zu erreichen und den Kraftstoffverbrauch zu senken. Doch wie funktioniert dieser Zyklus?
Inhalt
Alternativen zum Budack-Zyklus:
Die Konzepte des Otto-, Atkinson- und Miller-Zyklus sind einigen von uns bereits sehr gut bekannt, aber es kann nicht schaden, ein paar Worte darüber zu sagen. Der Otto-Zyklus ist der Standardzyklus von Viertakt-Verbrennungsmotoren.
Der Atkinson-Zyklus ist ein Zyklus mit verlängerter Expansion und verkürzter Kompression. Das Expansionsverhältnis ist größer als das Kompressionsverhältnis. Der Miller-Zyklus ist derselbe wie der Atkinson-Zyklus, jedoch mit dem Unterschied, dass es sich um aufgeladene Motoren handelt.
Verdichtungsverhältnis: Welchen Einfluss hat es auf den Motor?
Vereinfacht gesagt handelt es sich beim Otto-Zyklus um den Standardzyklus für Viertakt-Verbrennungsmotoren, und die beiden anderen genannten sind nur Variationen davon, bei denen die Länge der Kompression kürzer ist als die Länge der Expansion.
Wie funktioniert der Budack-Zyklus?
Der Budack-Zyklus ist eine Weiterentwicklung des Atkinson-Zyklus und hat zum Ziel, den Kraftstoffverbrauch und damit die Menge der Emissionen zu senken. Es gibt nur zwei Unterschiede zwischen den beiden Zyklen.
Variable Ventilsteuerung: Wie funktioniert diese Technologie?
Der erste besteht darin, dass der Budack-Zyklus eine variable Einlassventilsteuerung verwendet, die zwischen dem Budack- und dem Otto-Zyklus bzw. zwischen dem Atkinson- und dem Otto-Zyklus umschaltet, und der zweite darin, dass die Kompressionsphase nicht durch verzögertes Schließen des Einlassventils verkürzt wird, sondern vielmehr durch früheres Schließen des Einlassventils.
Daher lässt der Atkinson-Motor die Einlassventile zu Beginn der Kompression offen, was bedeutet, dass ein Teil des Zylinderinhalts (das Gemisch) zum Ansaugkrümmer zurückgeführt wird. Dadurch verringert sich jedoch das Kompressionsverhältnis, das Expansionsverhältnis bleibt jedoch auf dem maximal möglichen Wert. Aber wofür ist es gut?
Motorleistung und Drehmoment: Welcher dieser Parameter ist wichtiger?
Die Verkürzung der Kompressionsphase zugunsten der Expansionsphase führt dazu, dass das brennende Gemisch bei der Expansion mehr Energie auf den Kolben überträgt, weil ihm dafür mehr Zeit zur Verfügung steht.
Obwohl die Motorleistung bei diesem Zyklus etwas geringer ist als beim Otto-Zyklus, liegt der Vorteil darin, dass wir weniger Kraftstoff in den Zylinder einspritzen können, was bedeutet, dass der Motorverbrauch geringer ist und auch die Emissionen geringer sind. Dies ist der Punkt des Atkinson-Zyklus.
Der Budack-Zyklus funktioniert nach dem gleichen Prinzip, jedoch mit dem Unterschied, dass die Einlassventile bereits geschlossen werden, bevor der Kolben den unteren Totpunkt erreicht. Dadurch gelangt wieder weniger Luft in den Zylinder, wodurch sich das Verdichtungsverhältnis im Vergleich zum Expansionsverhältnis verringert und die Verbrennungseffizienz steigt.
Der Budack-Zyklus und seine Vorteile
Wie beim Atkinson-Zyklus ist die Motorleistung geringer, aber die Verbrennungseffizienz steigt. Dadurch sinkt der Kraftstoffverbrauch. Der Vorteil des Budack-Zyklus besteht jedoch darin, dass er mit einer variablen Ventilsteuerung ausgestattet ist, die es dem Motor ermöglicht, auf den Otto-Zyklus umzuschalten.
Die Umstellung des Motors auf den Otto-Zyklus erfordert maximale Motorleistung. Die Nockenwelle der Einlassventile ermöglicht somit eine größere und längere Öffnung der Ventile und der Motor läuft somit im Otto-Zyklus mit maximaler Leistung. Im Budack-Zyklus läuft der Motor nur mit geringer Last.
Anwendung des Budack-Zyklus in der Praxis
Volkswagen wendete den Budack-Zyklus beim TSI-Motor der Baureihe EA888 im Tiguan an, der für den US-Markt bestimmt ist. Laut US-EPA verbraucht der Tiguan mit diesem Motor durchschnittlich 8,7 Liter Benzin auf 100 Kilometer, was nichts Überraschendes ist.
Es ist ein Fortschritt, denn die Ergebnisse mit diesem Motor sind besser als in der Vergangenheit und jede Verbesserung zählt.