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Weniger Verbrauch, mehr Power: So spart die variable Ventilsteuerung SpritAktualisiert am 26.04.2025, 12:46 Uhr
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Variable Ventilsteuerung optimiert den Motor, indem sie sich an verschiedene Fahrsituationen anpasst. Hersteller wie Audi, BMW und Ford nutzen diese Technik, um Verbrauch, Emissionen zu senken und gleichzeitig die Leistung zu steigern.
Moderne Autos stehen unter einem enormen Spardruck – und zwar nicht nur bei den Kosten, sondern vor allem beim Kraftstoffverbrauch und den Emissionen. Gleichzeitig erwarten Autofahrer eine hohe Leistung, gutes Ansprechverhalten und ein angenehmes Fahrgefühl. Ein Widerspruch? Nicht unbedingt. Eine der Schlüsseltechnologien, um diesen Spagat zu schaffen, ist die variable Ventilsteuerung.
Diese Technik sorgt dafür, dass die Ventile im Zylinderkopf – also jene Bauteile, die für das Ein- und Ausströmen der Gase verantwortlich sind – nicht mehr zum immer gleichen Zeitpunkt öffnen oder schließen. Stattdessen passt eine variable Ventilsteuerung als Grundtechnik die Öffnungszeiten an die jeweilige Fahrsituation an. Im Stadtverkehr, auf der Autobahn, beim Beschleunigen oder Dahingleiten: Die Ventile öffnen und schließen genau so, wie es gerade am effizientesten ist. Die meist veränderten Zustände sind die sogenannten Steuerzeiten und die Ventilüberschneidung.
Ersteres beschreibt im Grunde, wann die Nockenwellen in Relation zur Kurbelwelle die Ventile öffnen oder schließen. Zweiteres, wie lange die Ein- und Auslassventile zeitgleich geöffnet sind.
Beides beeinflusst die Füllung im Brennraum und damit das entstehende Drehmoment des Motors, was am Ende die Leistung ergibt.
Das globale Ergebnis: Der Motor verbraucht bei gleicher oder mehr Kraft weniger Kraftstoff und stößt so weniger CO₂ aus. Besonders bei modernen Hybrid- oder Mildhybrid-Fahrzeugen ist diese Technologie ein wichtiger Baustein, um die Vorteile beider Antriebswelten – Verbrenner und Elektromotor – bestmöglich zu kombinieren.
Die richtige Luft zur richtigen Zeit
Im Verbrennungsmotor, entscheidet der richtige Mix aus Luft und Kraftstoff über Leistung und Effizienz. Damit dieser Mix optimal gelingt, müssen die Ventile im Zylinderkopf exakt gesteuert werden. Bei einfachen Motoren passiert das immer im gleichen "Takt" – unabhängig davon, wie schnell man fährt oder wie stark man aufs Gaspedal drückt. Das ist technisch einfach, aber längst nicht mehr zeitgemäß.
Je nach Fahrsituation benötigt der Motor mal früher, mal später Luft. Beim Beschleunigen oder hoher Last muss etwa schnell sehr viel Luft in die Zylinder strömen, was variable Ventilsteuerungen über die sogenannte Phasenverstellung mit einer längeren Ventilüberschneidung leisten.
Beim entspannten Cruisen auf der Landstraße oder niedrigen Drehzahlen reicht deutlich weniger Überschneidung, was das Drehmoment begünstigt.
Ohne Steuerung: Wenn die Ventile in diesen Situationen immer gleich arbeiten, entstehen unnötige Verluste – sei es durch falsche Füllung oder durch den Widerstand einer Drosselklappe.
Die Top-Systeme können noch mehrDie Top-Versionen solcher Systeme wirken nicht nur auf die Einlasszeiten, sondern auch auf die Auslasszeiten, was die positiven Effekte verstärken kann.
Und die Königsklasse der variablen Systeme ändert nicht nur die Steuerzeiten, sondern selbst die Ventilhübe, also wie weit das Ventil öffnet. Hierzu braucht es allerdings ungleich viel mehr Technik, wie verschiebbaren Nockenwellen mit unterschiedlichen Nocken oder Speziallösungen wie beim Valvetronic-System von BMW kombiniert mit dem Verstellsystem VANOS.
Besonders sparsam: Manche Motorsteuerungen können sogar einzelne Zylinder vorübergehend abschalten – wenn sie gerade nicht gebraucht werden. Der Motor läuft dann sparsamer, ohne dass der Fahrer einen Unterschied merkt.
Was variable Systeme besser machen
Bei der variablen Ventilsteuerung kann man den Zeitpunkt und oft auch den Weg, den ein Ventil öffnet, flexibel anpassen. Das bringt viele Vorteile:
Je nach Hersteller gibt es dafür unterschiedliche technische Lösungen – mechanisch, elektrohydraulisch oder rein elektrisch.
So funktioniert's bei Audi, BMW, VW und Co.
VW und Audi setzen bei vielen Motoren auf sogenannte Zylinderabschaltung. Im Teillastbereich – also beim gleichmäßigen Fahren mit wenig Gas – werden einzelne Zylinder abgeschaltet. Das passiert zum Beispiel bei Drehzahlen zwischen 1.300 und 3.200/min und geringen Drehmomenten. Die Technik arbeitet vollautomatisch, der Fahrer merkt davon nichts.
Im Audi valvelift system (AVS) lassen sich zusätzlich die Ventilöffnungen variieren. Zwei Nockenkonturen mit unterschiedlichem Hub werden über eine verschiebbare Hülse aktiviert. So passt sich der Motor optimal an verschiedene Lastzustände an.
BMW nutzt das System Valvetronic, bei dem die Einlassventile stufenlos geregelt werden. Es gibt also keine klassische Drosselklappe mehr. Die Gassteuerung erfolgt allein über die Ventilöffnung – das spart Energie und verbessert die Reaktionszeit des Motors.
Ford zeigt, dass man auch bei kleinen Motoren sparen kann. Im Dreizylinder-EcoBoost-Motor wird bei geringem Leistungsbedarf ein Zylinder stillgelegt. Das spart bis zu sechs Prozent Kraftstoff – die Technik arbeitet in wenigen Millisekunden und ohne Komfortverlust.
Technik im Überblick – die wichtigsten Systeme
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