Eigentlich sind für verschiebbare Steuerzeiten zwei Nockenwellen pro Zylinderkopf nötig, eine für die Einlass- und eine für die Auslassseite. Denn wenn, dann verschiebt man ja nur die Steuerzeiten der Ein- und der Auslassseite getrennt voneinander. Wie man das auch in einem Motor mit nur einer Nockenwelle pro Zylinderkopf (OHC) realisieren kann, zeigt Cam-In-Cam der Fa. Mahle.

Im Grunde sind es doch zwei Wellen, allerdings eine in der anderen. Damit die innere Welle bestimmte Nocken auf der äußeren verdrehen kann, sind Stifte und entsprechende Schlitze auf der äußeren nötig. Der Vorteil ist, man beansprucht nach wie vor den Bauraum der (einzigen) Nockenwelle. Es sind also kaum bauliche Veränderungen am Zylinderkopf nötig.

Natürlich ist dieses System auch auf zwei obenliegende Nockenwellen anwendbar. Wie Sie im Video unten gut beobachten können, sind auch andere Formen als die eines einfachen Nockens möglich. Es können sogar zwei Nocken, die für das gleiche Ventil zuständig sind, gegeneinander verdreht werden, wodurch sich dessen Öffnungszeit signifikant verlängert.

Um die Vorteile zu beleuchten, zum letzten Punkt ein Beispiel: Einen Direkteinspritzer vorausgesetzt, lässt der Motoren-Konstrukteur gerne die Auslassventile bei Volllast so lange auf wie möglich. Er vermeidet damit die Spülung Hemmendes. Restgas wird durch eher zu viel Frischgas auf jeden Fall hinausgespült. Der Sauerstoffanteil erhöht und die Temperatur senkt sich.

Das sind gute Voraussetzungen für eine möglichst hohe Verdichtung und damit einhergehend eine gute Leistungsfähigkeit. Würden aber diese langen Öffnungszeiten der Auslassventile auch in anderen oder gar im unteren Lastbereich beibehalten, wären u.U. die Auslassventile verschiedener Zylinder gleichzeitig geöffnet, was Turbulenzen und gegenseitiges Einströmen zur Folge haben könnte.

Deshalb braucht man, um z.B. auch Turbolöcher zu bekämpfen, einen möglichst wenig gestörten Abgasstrom zum Turbolader und spart damit eventuell auch den zusätzlichen Kompressor ein. Erstaunlich bleibt, dass sich erste Erfolge von Mahle gerade auf die Auslassseite bezogen, wo doch in der Regel eher die Einlassseite mit allen nur denkbaren Neuerungen versehen wird.

Das heißt natürlich nicht, dass Cam-In-Cam nicht auch für die Einlässe Vorteile hätte, zumal es ja noch mit dem klassischen Verstellsystem am Antriebsrad der Nockenwelle kombiniert werden kann. Hier ist dann sogar das Atkinson-Prinzip möglich: Man wählt eine eigentlich zu hohe geometrische Verdichtung und lässt bei Gefahr des Klopfens das/die Einlassventil(e) lange genug auf, dass Luft zurück in das Ansaugsystem strömen kann.

Die oben geschilderten Vorteile der guten Durchströmung des Brennraums mit wenig Restgasbildung sind auch durch sehr frühes Öffnen der/des Einlassventils(e) möglich. Es ergibt sich mehr Ventilüberschneidung und trotzdem keine Überschneidung der Abgase einzelner Zylinder. Beim Studium des Systems Cam-In-Cam muss man sich eingestehen, noch nicht alle möglichen Vorteile wirklich erkannt zu haben. 04/14