AVCS (Active Valve Control System)

Active Valve Control System, kurz AVCS, ist die von Subaru verwendete Markenbezeichnung für die variable Ventilsteuerung. Verbrennungsmotoren atmen über Ventile, die von einer rotierenden Nockenwelle geöffnet und geschlossen werden, und die genauen Zeitpunkte, zu denen diese Ventile relativ zur Kolbenstellung öffnen, bestimmen, wie gut der Motor seine Zylinder füllt und entleert. Bei fester Steuerzeit muss der Konstrukteur einen einzigen Kompromiss wählen, der über das gesamte Drehzahlband hinweg ordentlich funktioniert, aber nirgends optimal ist. AVCS hebt diesen Kompromiss auf, indem es die Ventilsteuerzeiten fortlaufend an Drehzahl und Last anpasst, sodass sich ein Motor verhält, als wäre er gleichzeitig auf mehrere unterschiedliche Weisen abgestimmt.

Mechanisch arbeitet AVCS, indem es die Nockenwelle um wenige Grad gegenüber der antreibenden Steuerkette oder dem Zahnriemen verdreht. Ein flügelzellenartiger Versteller am Wellenende, der mit unter Druck stehendem Motoröl versorgt wird, verstellt die Nockenwelle nach früh oder spät auf Befehl des Motorsteuergeräts. Das Steuergerät wertet Größen wie Kurbel- und Nockenwellenstellung, Drosselklappenöffnung und Drehzahl aus und dosiert das Öl über ein magnetventilgesteuertes Ölregelventil auf eine Seite der Verstellerflügel. Bei Subarus liegenden Boxermotoren kann AVCS allein auf die Einlassnockenwellen wirken oder in der Doppel-AVCS-Ausführung auf Ein- und Auslassnockenwellen, was neben den Öffnungszeitpunkten auch die Ventilüberschneidung steuerbar macht.

Die Vorteile zeigen sich über den gesamten Betriebsbereich. Bei niedrigen Drehzahlen kann das System die Ventilüberschneidung verringern, was einen ruhigen Leerlauf und ein kräftiges, unmittelbares Drehmoment ermöglicht; bei höheren Drehzahlen verstellt es die Steuerzeit nach früh, damit die Zylinder für die Spitzenleistung wirkungsvoll gefüllt bleiben. Die besser kontrollierte Überschneidung lässt zudem im passenden Betriebspunkt Abgas im Zylinder verbleiben, eine innere Form der Abgasrückführung, die die Verbrennungstemperaturen senkt und Stickoxide mindert, während die vollständigere Verbrennung unverbrannte Kohlenwasserstoffe reduziert. Das Ergebnis ist ein breiteres, flacheres Drehmoment, ein geringerer Kraftstoffverbrauch und niedrigere Emissionen, ohne dass die Höchstleistung leidet.

AVCS ist Subarus Gegenstück zu einer ganzen Familie ähnlicher Systeme anderer Hersteller: Toyotas VVT-i, Hondas VTEC, BMWs VANOS und dem allgemeinen Fachbegriff der variablen Ventilsteuerung. Das zugrunde liegende Prinzip ist dasselbe, wenngleich sich die Umsetzungen darin unterscheiden, ob sie allein die Steuerzeit, den Ventilhub oder beides verändern. Subaru führte AVCS Ende der 1990er-Jahre ein und erweiterte es mit steigenden Anforderungen an Emissionen und Effizienz schrittweise von der reinen Einlassverstellung zur Steuerung beider Nockenwellen.

Im Betrieb hängt die Zuverlässigkeit von AVCS stark von sauberem Öl auf korrektem Stand ab, denn die Versteller und Magnetventile sind auf den Öldruck und freie Kanäle angewiesen. Ölschlamm, ein überfälliger Ölwechsel oder ein defektes Ölregelventil können unruhigen Leerlauf, eine aufleuchtende Motorkontrollleuchte oder ein Rasseln beim Start aus einem leergelaufenen Versteller verursachen. Das System ist eine Verfeinerung des grundlegenden Ventiltriebs und kein Ersatz dafür; es arbeitet im Zusammenspiel mit Nockenwelle, Steuertrieb und Motormanagement, um seine Wirkung zu entfalten.