Was macht die Drosselklappe?
Die Drosselklappe ist eine Klappe im Ansaugrohr des Motors. Sie bestimmt, wie viel Luft der Motor ansaugen kann. Das Gaspedal pumpt keinen Kraftstoff, es öffnet nur diese Klappe. Mit mehr Luft kann der Motor mehr Kraftstoff verbrennen, jeder Arbeitstakt drückt stärker und die Drehzahl steigt.
In dieser Tour öffnest du die Drosselklappe eines laufenden 3D-Motors und siehst, wie sich Luftmenge, Zylinderdruck und Drehzahl ändern.
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3D-Tour hier startenDas Gaspedal steuert Luft, nicht Kraftstoff
Viele stellen sich vor, dass beim Gasgeben mehr Benzin in den Motor gepumpt wird. Bei einem modernen Benziner stimmt das nicht. Das Gaspedal hat mit dem Kraftstoff direkt nichts zu tun. Es öffnet die Drosselklappe, und durch die strömt nur Luft.
Der Kraftstoff richtet sich nach der Luft. Sensoren messen, wie viel Luft in den Motor strömt, und das Motorsteuergerät stellt die Einspritzdüsen so ein, dass auf 1 g Benzin etwa 14,7 g Luft kommen. In diesem Verhältnis verbrennt das Gemisch sauber, und darauf ist der Katalysator ausgelegt. Mehr Benzin würde unverbrannt verpuffen, weniger würde zu Aussetzern führen. Mehr Leistung gibt es also nur, wenn zuerst mehr Luft hineinkommt. Genau das regelt die Drosselklappe.
Schritt für Schritt
Die Drosselklappe ist eine Klappe im Ansaugtrakt
Die Luft gelangt über den Luftfilter in den Motor, strömt durch den Drosselklappenstutzen und dann in den Ansaugkrümmer, der sie auf die Zylinder verteilt. Im Stutzen sitzt eine runde Metallscheibe auf einer Welle: die Drosselklappe. Steht sie längs zum Rohr, lässt sie die Luft fast ungehindert durch. Steht sie quer, verschließt sie das Rohr fast ganz.
Das Gaspedal dreht diese Scheibe um bis zu etwa 90°. Ohne Fuß auf dem Pedal ist sie fast geschlossen, und der Motor läuft im Leerlauf. Trittst du das Pedal durch, steht sie längs im Rohr: Vollgas.
Im Leerlauf saugt der Motor gegen eine fast geschlossene Klappe
Den Kolben ist egal, wie weit die Klappe offen ist. Bei jedem Ansaugtakt fährt jeder Kolben nach unten und will seinen Zylinder füllen. Ist die Klappe fast zu, kommt nicht genug Luft nach. Der Druck im Ansaugkrümmer und im Zylinder sinkt weit unter die 1 bar der Außenluft. Im Modell fällt er auf etwa 0,3 bar, echte Benziner liegen im Leerlauf bei etwa 0,3 bis 0,4 bar. Diesen Saugrohrunterdruck misst die Werkstatt, und der Bremskraftverstärker nutzt ihn.
Ein Zylinder mit nur einem Drittel der Luft bekommt auch nur ein Drittel des Kraftstoffs. Jeder Arbeitstakt drückt schwach, gerade so stark, dass der Motor mit Leerlaufdrehzahl weiterläuft, unter 1.000 Umdrehungen pro Minute. Im p-V-Diagramm siehst du das als kleine Schleife: Der Druck erreicht nur etwa 11 bar.
Vollgas: mehr Luft, mehr Kraftstoff, mehr Schub
Öffnet die Klappe ganz, verschwindet der Unterdruck. Die Luft strömt ungehindert nach, und jeder Zylinder füllt sich bis fast 1 bar, also mit etwa dreimal so viel Luft wie im Leerlauf. Die Einspritzdüse gibt passend dreimal so viel Kraftstoff dazu, und die größere Füllung drückt beim Verbrennen viel kräftiger auf den Kolben.
Im Modell steigt die Druckspitze von etwa 11 bar im Leerlauf auf etwa 35 bar, und die Schleife im p-V-Diagramm wird um ein Vielfaches größer. Die Fläche in dieser Schleife ist die Arbeit, die ein Zylinder pro Arbeitsspiel leistet. Mehr Arbeit pro Arbeitsspiel lässt den Motor hochdrehen, hier auf über 5.000 Umdrehungen pro Minute. Mehr macht die Drosselklappe nicht: Sie legt fest, wie viel Luft und damit wie viel Kraftstoff jeder Zylinder bekommt.
Was im Drosselklappenstutzen steckt
Neben Klappe und Welle sitzt im Stutzen ein Drosselklappensensor, früher meist ein Potentiometer. Er meldet dem Steuergerät, wie weit die Klappe offen ist. Eine Feder zieht die Klappe zurück, sobald du vom Gas gehst. Ganz schließen darf sie im Leerlauf nicht, sonst würde der Motor ausgehen. Ältere Motoren führen die Leerlaufluft über einen kleinen Bypass mit eigenem Leerlaufsteller an der Klappe vorbei. Bei neueren hält der Stellmotor die Klappe einfach einen Spalt offen und regelt so die Leerlaufdrehzahl.
Die meisten Autos haben eine Drosselklappe für alle Zylinder. Manche hochdrehende Sportmotoren und viele Motorräder haben eine pro Zylinder. So bekommt jeder Zylinder seine Luft auf kurzem, direktem Weg.
Gaszug oder E-Gas
Bei älteren Autos führt ein Seilzug, der Gaszug, vom Pedal zur Drosselklappe und dreht sie direkt. Fast alle neuen Benziner haben stattdessen E-Gas, auch Drive-by-Wire genannt. Am Pedal sitzt dann nur noch ein Sensor. Das Steuergerät liest ihn aus und stellt die Klappe mit einem kleinen Elektromotor.
Ohne Seilzug dazwischen kann das Steuergerät mehr, als deinen Fuß nachzumachen. Es öffnet die Klappe selbst für den Tempomat, schließt sie, wenn die Antriebsschlupfregelung durchdrehende Räder erkennt, und glättet ruckartige Pedalbewegungen. Zur Sicherheit haben Pedal und Drosselklappe je zwei Positionssensoren, die übereinstimmen müssen. Tun sie das nicht, schaltet das Auto in den Notlauf: Die Klappe bleibt nur einen Spalt offen, und die Leistung reicht gerade bis zur nächsten Werkstatt.
Warum Drosseln Kraftstoff kostet und der Diesel keine Drosselklappe braucht
Luft durch eine fast geschlossene Klappe zu saugen, kostet Arbeit. Im Teillastbereich verbrauchen die Kolben einen Teil ihrer Kraft damit, gegen den Unterdruck anzusaugen, statt das Auto anzutreiben. Das nennt man Ladungswechselverluste oder Drosselverluste. Sie sind ein Grund, warum ein Benziner bei wenig Last am wenigsten effizient ist, etwa in der Stadt oder bei langsamer, gleichmäßiger Fahrt.
Ein Diesel umgeht das weitgehend. Er braucht kein festes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, saugt deshalb immer einen vollen Zylinder Luft an und regelt seine Leistung über die eingespritzte Kraftstoffmenge. Dort steuert das Gaspedal also tatsächlich den Kraftstoff. Viele moderne Diesel haben trotzdem eine Klappe im Ansaugtrakt, die sogenannte Regelklappe. Sie dient aber nicht der Leistung, sondern der Abgasrückführung, der Regeneration des Partikelfilters und dem ruhigen Abstellen. Auch manche Benziner, etwa mit BMWs Valvetronic, drosseln kaum und regeln die Luft stattdessen über den Hub der Einlassventile.
Drosselklappe verschmutzt oder defekt: die Anzeichen
Mit der Zeit lagern Öldämpfe aus der Kurbelgehäuseentlüftung und bei manchen Motoren Ruß aus der Abgasrückführung eine dunkle Schicht am Rand der Klappe ab. Weil der Leerlaufspalt so schmal ist, verengt ihn schon eine dünne Schicht spürbar. Typische Anzeichen sind ein unruhiger Leerlauf, ein Motor, der beim Anhalten ausgeht, schlechte Gasannahme und eine Warnleuchte. Ein defekter Stellmotor oder Sensor zeigt dieselben Anzeichen und löst oft den Notlauf aus.
Eine verschmutzte Drosselklappe lässt sich mit Drosselklappenreiniger säubern. Bei E-Gas darf man die Klappe nicht von Hand aufdrücken, und danach muss das Steuergerät die geschlossene Stellung oft neu anlernen. Ob ein elektrischer Fehler vorliegt, zeigt das Auslesen des Fehlerspeichers.
Häufige Fragen
Ist die Drosselklappe dasselbe wie das Gaspedal?
Nein. Das Gaspedal, offiziell Fahrpedal, ist das, worauf dein Fuß tritt. Die Drosselklappe sitzt im Ansaugtrakt des Motors und wird vom Pedal geöffnet, über einen Gaszug oder über einen Sensor und einen Stellmotor.
Was passiert, wenn ich vom Gas gehe?
Die Drosselklappe schließt fast ganz, und der Motor muss gegen starken Unterdruck ansaugen. Das bremst das Auto: die Motorbremse. Moderne Motoren schalten im Schubbetrieb oberhalb der Leerlaufdrehzahl außerdem die Einspritzung ab, das Rollen im Gang kostet dann keinen Kraftstoff.
Kann ich mit defekter Drosselklappe weiterfahren?
Meist nur im Notlauf, mit sehr wenig Leistung, unruhigem Leerlauf und Warnleuchte. Das soll dich bis zur Werkstatt bringen, nicht für den Alltag reichen. Eine Klappe, die offen oder zu hängen bleibt, ist ein Sicherheitsrisiko und sollte bald geprüft werden.
Wie oft sollte man die Drosselklappe reinigen?
Ein festes Intervall gibt es bei den meisten Autos nicht, es hängt vom Motor und von der Fahrweise ab. Viele Hersteller sehen die Reinigung gar nicht als Wartung vor. Sinnvoll ist sie, wenn typische Anzeichen auftreten, etwa ein unruhiger Leerlauf oder Ausgehen beim Anhalten.
Haben Elektroautos eine Drosselklappe?
Nein. Ein Elektromotor saugt keine Luft an, es gibt also nichts zu drosseln. Das Fahrpedal gibt ein Signal an die Leistungselektronik, und die regelt, wie viel Strom zum Motor fließt.