Ventilüberschneidung
Die Ventilüberschneidung tritt beim Viertaktmotor gegen Ende des 4. Taktes beim Ausstoßen des Abgases auf und dauert in den 1. Takt des Ansaugens fort. Das Einlassventil öffnet bereits, noch bevor das Auslassventil ganz geschlossen ist. Dadurch werden von der beschleunigten Abgassäule im Abgaskrümmer Abgase zurück in den Verbrennungsraum gesaugt und beim nächsten Arbeitstakt wieder verbrannt. Dadurch entsteht eine innere Abgasrückführung zur Verminderung von Schadstoffen. Sie wird speziell bei 4-Takt-Saugmotoren verwendet.
Die Ventilüberschneidung ist konstruktives Ergebnis der Auslegung der Nockenwelle(n), sie ist abhängig von der Ventilgeometrie, den Platzverhältnissen im Zylinderkopf, vom Ventilspiel und der Art der Ventiltriebsteuerung.
Bei Hochleistungsmotoren öffnet das Auslassventil bereits vor Erreichen des unteren Totpunkts, dadurch wird die Gassäule frühzeitig entspannt, so dass die anschließende Aufwärtsbewegung des Kolbens nicht so stark gebremst wird. Während dieser Aufwärtsbewegung öffnet sich dann auch das Einlassventil, so dass jetzt beide gleichzeitig geöffnet sind. Da das Gasgemisch allerdings schon stark in Richtung Auslassventil beschleunigt wurde, wird keine Luft aus dem Einlassventil zurückgedrückt, sondern es findet ein Spülvorgang statt. Dieser wird durch eine große Ventilbeschleunigung begünstigt, die zusätzlich Luft mitreißt. Das Auslassventil schließt idealerweise dann, wenn die Luftsäule zum Stehen kommt. Das Einlassventil bleibt ebenfalls geöffnet, bis die Luftsäule, die durch die Abwärtsbewegung des Kolbens angesaugt wurde, zum Stehen kommt. Die Luftsäule verdichtet sich durch ihre kinetische Energie selbst, wenn sie gegen den sich schon wieder aufwärtsbewegenden Kolben prallt. Diese zusätzliche Verdichtung bewirkt eine bessere Befüllung und dadurch eine Leistungssteigerung bis zu 50 % gegenüber Motoren ohne Ventilüberschneidung. Durch die Ventilüberschneidung wird das Auslassventil ebenfalls etwas gekühlt, weil die Abgase eine Temperatur von etwa 900 °C haben.
Literatur
- Richard van Basshuysen, Fred Schäfer: Handbuch Verbrennungsmotor Grundlagen, Komponenten, Systeme, Perspektiven. 3. Auflage, Friedrich Vieweg & Sohn Verlag/GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2005, ISBN 3-528-23933-6.