Valvetronic – motorn som andas utan gasspjäll

Nästan varje bensinmotor på jorden reglerar sin kraft med ett gasspjäll – en enkel spjällventil som stryper luften. När BMW år 2001 lanserade Valvetronic gjorde man i praktiken slut på den lösningen och lät i stället motorns egna ventiler bestämma hur mycket den fick andas. Det låter som en teknisk detalj, men det var en av de mest genomgripande förändringarna i modern motorkonstruktion. Den här sidan är en del av BMW:s teknik, motorer och motorcyklar och förklarar hur Valvetronic fungerar, vad det ger – och var svagheterna sitter.

Gasspjället som (nästan) försvann

I en vanlig motor sitter ett gasspjäll i insuget som stryper luftflödet när du lättar på gasen. Problemet är att motorn då måste suga luft förbi ett halvstängt spjäll, ungefär som att andas genom ett sugrör. Den ansträngningen kallas pumpförluster och slukar bränsle i onödan. Valvetronic löser det genom att låta insugsventilernas lyfthöjd styra hur mycket luft som kommer in, direkt vid ventilen. Gasspjället kan då stå så gott som helt öppet, och pumpförlusterna minskar kraftigt. BMW kallar principen gasspjällsfri lastreglering, och den ger runt tio procents lägre förbrukning i vanlig körning.

Premiären skedde 2001 i den fyrcylindriga N42-motorn, som satt i den kompakta 316ti i 3-seriens E46-generation. Det var den första BMW-motorn någonsin med variabel ventillyft, och den vann direkt sin klass i International Engine of the Year. Därefter spreds tekniken snabbt genom hela motorprogrammet.

Valvetronic och VANOS – två system som ofta blandas ihop

Här går det lätt fel, även i svenska texter. Valvetronic och VANOS är två skilda system som samarbetar, men gör olika saker. VANOS styr när ventilerna öppnar och stänger, alltså kamaxlarnas timing. Valvetronic styr hur mycket insugsventilerna öppnar, alltså lyftet. En motor kan mycket väl ha VANOS utan Valvetronic – men en Valvetronic-motor har alltid VANOS också. Tillsammans ger de motorstyrningen fullständig, steglös kontroll över insugsventilernas beteende över hela varvtalsregistret.

Så fungerar mekaniken

Tekniskt sitter en extra mellanarm mellan kamaxeln och ventilen. Ovanför kamaxeln löper en excenteraxel som vrids av en liten elmotor via en snäckväxel. När excenteraxeln vrids ändrar den mellanarmens läge, och därmed hur långt ventilen faktiskt öppnar – steglöst från knappt 0,3 millimeter vid tomgång upp till nästan 9,7 millimeter vid full effekt. Det ställer extrema krav på tillverkningsprecisionen: mellanarmarna och vipparmarna är så exakt tillverkade att varje del laser­märks med ett eget serienummer och måste sitta på rätt plats.

En viktig nyans som ofta glöms bort: gasspjället är inte helt borta. Det finns kvar för kallstart, för fullgas, för att skapa lite tomgångsvakuum och som nödläge om Valvetronic-motorn skulle sluta fungera – då återgår styrningen till vanlig gasspjällsreglering så att bilen fortfarande går, om än trögare. Eftersom det normala grenrörsvakuumet försvinner behöver bilen dessutom en separat vakuumpump till bromsservon.

Baksidan: komplexitet och slitage

All denna finmekanik har ett pris. Valvetronic lägger till hårdvara som kostar och som kan slitas. På den första generationen är excenteraxeln och mellanarmarnas kontaktytor en känd svaghet: med tiden, och särskilt vid eftersatt underhåll, nöts de så att motorn börjar gå ojämnt på tomgång och missタänder. Många ägare av tidiga fyrcylindriga E46-motorer känner igen symptomen. Införandet dröjde också i de högvarviga M-motorerna, eftersom lyftregleringen hade svårt att hänga med vid riktigt höga varv. Tekniken har sedan dess gått igenom tre generationer, där senare versioner fått rullande kontaktytor och bättre hållbarhet.

Vilka motorer som har den – och inte

En vanlig missuppfattning är att alla moderna BMW-motorer har Valvetronic. Så är det inte. Den tvillingturboladdade sexan N54 – hörnstenen i den moderna raka sexans historia – saknar den helt, liksom den direktinsprutade N53, där injektorerna i topplocket helt enkelt inte lämnade plats för hårdvaran. Dieselmotorer använder den inte alls, eftersom de reglerar lasten med bränslemängd i stället för luft. Först 2009, med sexan N55, kombinerade BMW för första gången Valvetronic med turbo – en teknik som sedan blev en självklar del av TwinPower Turbo-motorerna.

Sedd i backspegeln var Valvetronic ett av de första stora stegen i den effektiviseringsvåg som senare formaliserades i EfficientDynamics-programmet: samma kraft, mindre bränsle. Från en enkel fyra i en kompaktbil till dagens turbomotorer har principen att låta ventilerna sköta andningen blivit en självklar del av hur en BMW fungerar.

En sliten Valvetronic-mekanism kan bli en kostsam historia på en äldre bil, och ibland är en trött motor droppen som gör att bilen inte längre är värd att laga. När din BMW har tjänat ut hjälper vi dig i Göteborg att skrota och avregistrera den korrekt, så att metaller och delar tas om hand på rätt sätt.

Bildkälla: foto av Olli1800 (Wikimedia Commons), licensierad under CC BY-SA 3.0.