Hast du ein Problem mit deiner Variablen Nockenwellenverstellung? Dieser Artikel hilft dir dabei, die technische Funktion der VANOS Einheit besser zu verstehen und zu diagnostizieren!
Was ist VANOS?
Die sogenannte Nockenwellenverstellung, ist bei BMW unter dem Namen „Variable Nockenwellenverstellung (VANOS)“ bekannt. Die VANOS Einheit dient der flexiblen Steuerung der Ventilöffnungs bzw. Ventilsteuerzeiten bei einem Verbrennungsmotor (Benzinmotoren), wodurch eine Effizienzsteigerung möglich wird.
Diese Effizienzsteigerung bewirkt, dass sowohl die Motorleistung als auch das Drehmoment des Motors in bestimmten Drehzahlbereichen gesteigert wird. Zudem wird mithilfe der VANOS auch der Kraftstoffverbrauch gesenkt.
Die Variable Nockenwellenverstellung sorgt für eine Steigerung des Drehmomentes im unteren und mittleren Drehzahlbereich. Gleichzeitig kann über die kleinere Ventilüberschneidung eine reduzierte Menge an Restgasen im Leerlauf realisiert werden. Zusammen mit der Abgasrückführung werden im Teillastbereich Stickoxide reduziert.
Wie funktioniert die Vanos?
Die sogenannte „VANOS Verstelleinheit“ wird zwischen der Nockenwelle und der Steuerkette verbaut.
Bei einem konventionellen Ventiltrieb ohne eine VANOS Einheit ist die
Winkellage der Nockenwelle zur Kurbelwelle immer gleich. Die Variable Nockenwellensteuerung kann die Spreizung der Nockenwellen je nach Abhängigkeit von Drehzahl und Last variabel einstellen. Die Nockenwelle wird dabei selbst nicht verändert, sondern nur deren Drehwinkel
oder Ventilhub.
Angetrieben wird die Nockenwelle wird über die Steuerkette von der Kurbelwelle. Die Ventilöffnungszeiten (auch Ventilsteuerzeiten genannt) hängen von den Umdrehungen der Nockenwelle ab und sind somit in jedem Drehzahlbereich gleich. Der Nockenwellenversteller hebt die starre Verbindung von Drehzahl und Steuerzeiten auf und ermöglicht eine variable Ventilsteuerung. Die Verstellung des Nockenwellenverstellers wird mittels Öldruck ermöglicht.
Was ist die Doppel Vanos?
Bei den meisten modernen Fahrzeugen sind die Nockenwellenversteller auf
der Einlass- und Auslassseite der Nockenwelle verbaut. Man spricht hier von der sogenannten Doppel VANOS.
Es gibt aber auch einige Motoren, bei denen der Nockenwellenversteller nur auf der Einlassseite verbaut ist. Die Doppel VANOS wird dazu verwendet, sowohl die Ein- als auch die Auslassnockenwelle steuern zu können.
- Einlasseitig dient die Verstellung hauptsächlich dazu, den Einlassschluss der Ventile festzulegen. Dadurch kann das Drehmoment und die Motorleistung optimiert werden. Zudem wird die Verstellung der Einlassnockenwelle im unteren und mittleren Drehzahlbereich auch für die interne Abgasrückführung und zur Erhöhung des Drehmoments des Motors genutzt. Bei höheren Drehzahlen steht die Motorleistung im Vordergrund.
- Auslassseitig wird mit der Variablen Nockenwellenverstellung hauptsächlich die Restgasmenge gesteuert (innermotorische Abgasrückführung). Dies wirkt sich positiv auf den Kraftstoffverbrauch aus. Zusätzlich sinkt die Verbrennungstemperatur. Das führt dazu, dass die Stickoxidbildung verringert wird. Im Leerlauf verbessert ein sehr geringer Restgasanteil die Laufruhe. Ein weiterer Vorteil einer VANOS Einheit auf der Auslassseite ist die Möglichkeit, die Abgasdynamik im unteren Drehzahlbereich zu verbessern und somit das Drehmoment zu erhöhen. Die Verstellung der Auslassnockenwelle dient somit der optimalen Leerlaufqualität oder der Erreichung der maximalen Abgasrückführungsraten.
Bestandteile der Variablen Nockenwellenverstellung
VANOS Verstelleinheit
Der Nockenwellenversteller ist in der Regel zwischen dem
Kettenrad/Antriebsrad der Nockenwelle und der Nockenwelle verbaut. Die Verstellung der Nockenwellen wird über ein Magnetventil realisiert. Dadurch wird eine Verstellung
der Steuerkettengeometrie erreicht.
VANOS Magnetventil
Zur Ansteuerung der Nockenwellenverstellung wird ein mit Öldruck arbeitendes
Magnetventil verwendet. Diese Magnetventile sind meist im Stirndeckel des
Fahrzeuges eingebaut.
Sobald die korrekte Nockenwellenposition erreicht ist, wird im Magnetventil der Öldruck konstant gehalten. Dadurch wird die Nockenwellen in der geforderten Position gehalten.
Nockenwellensensor
Der Nockenwellensensor erfasst die Stellung der Nockenwelle. Um die Stellung der Nockenwelle prüfen zu können, ist an der Nockenwelle ein sogenanntes Inkrementenrad (Sensorrad) verbaut.
Der Nockenwellensensor arbeitet in der Regel mit einem Halleffekt. Dieses Signal gibt der Nockenwellensensor direkt an das Motorsteuergerät weiter.
Der Nockenwellensensor ist auf der Einlassseite meist an der Zylinderkopfhaube befestigt. Sollte der Kurbelwellensensor ausfallen, kann das Motorsteuergerät über den Einlassnockenwellensensor die Drehzahl des Motors ermitteln.
Zusätzlich liefert der Nockenwellensensor auch eine Rückmeldung über die Nockenwellenposition für die Regelung der Nockenwellenverstellung.
Kosten für die Reparatur an der VANOS
Die Beurteilung der Kosten für eine Reparatur an der VANOS Einheit ist sehr schwierig, denn die Kosten können in Abhängigkeit von der Fehlerursache sehr stark variieren. Zum Beispiel könnte nur ein günstiges Teil, wie der Nockenwellensensor oder ein Kabel defekt sein oder aber der wesentlich teurere Nockenwellenversteller. In der Regel liegen die Kosten dann im Bereich von ca. 20 € bis 1500 €.
Deswegen sollte die Fehlersuche bei einem Fehler in der VANOS sehr sorgfältig durchgeführt werden, damit der Fehler wirklich exakt eingegrenzt und schließlich effizient behoben werden kann.
Übrigens kann ein defekter Nockenwellenversteller auch generalüberholt werden. Damit können die Kosten für die Reparatur möglichst gering gehalten werden.
Diagnose und Reparatur von Fehlern an der VANOS
Grundsätzlich empfehlen wir, solltest du einen Fehler an der Nockenwellensteuerung vermuten, zunächst mit einem OBD2-Adapter eine Diagnose durchzuführen. Mit diesem liest du deine Steuergeräte aus und kannst feststellen, ob im Fehlerspeicher ein Fehler (DTC) festgestellt wurde.
OBD-Adapter bzw. Diagnosegerät können unabhängig von der Marke und Modell zur Diagnose einer Vielzahl von Motorproblemen eingesetzt werden. Diese beginnen bei einfachen Defekten eines Sensors bis hin zu komplexeren Problemen wie einem defekten Turbolader. In einigen Fällen kann bereits der OBD-Adapter dabei helfen, einen Fehler zu beheben. Manchmal hilft schon das Löschen alter Fehlercodes (DTCs), sodass du dir den Werkstattbesuch sparen kannst.
Egal, ob du ein Heimwerker oder ein Fachmann bist, ein Diagnosegerät ist ein wertvolles Werkzeug, das jeder Autofahrer in seinem Auto haben sollte.
