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Numéro de publicationDE102015205297 A1
Type de publicationDemande
Numéro de demandeDE201510205297
Date de publication29 sept. 2016
Date de dépôt24 mars 2015
Date de priorité24 mars 2015
Numéro de publication1510205297, 201510205297, DE 102015205297 A1, DE 102015205297A1, DE 2015/10205297 A1, DE-A1-102015205297, DE102015205297 A1, DE102015205297A1, DE1510205297, DE2015/10205297A1, DE201510205297
InventeursSascha Naujoks, Simon Streng
DéposantMahle International Gmbh
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Liens externes: DPMA (Office allemand des brevets et des marques), Espacenet
Brennkraftmaschine Internal combustion engine Langue du texte original : Allemand
DE 102015205297 A1
Résumé  Langue du texte original : Allemand
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (1) mit einer Einlassnockenwelle (2) und einer Auslassnockenwelle (3). The present invention relates to an internal combustion engine (1) having an inlet camshaft (2) and an exhaust camshaft (3). Erfindungswesentlich ist dabei, The invention is characterized,
– dass zumindest die Einlassnockenwelle (2) oder die Auslassnockenwelle (3) als verstellbare Nockenwelle mit einer Außenwelle (4) und einer relativ dazu verstellbaren Innenwelle (5) ausgebildet ist, wobei zumindest ein fest mit der Außenwelle (4) verbundener erster Nocken (6) und zumindest ein fest mit der Innenwelle (5) verbundener zweiter Nocken (7) vorgesehen sind, die über ein Ventiltriebsystem (8) auf ein gemeinsames Ventil (9) der Brennkraftmaschine (1) einwirken, - That at least the inlet camshaft (2) or the exhaust camshaft (3) as an adjustable camshaft with an outer shaft (4) and a relative thereto movable inner shaft (5) is formed, wherein at least one fixed to the outer shaft (4) connected first cam (6 ) and at least one fixed to the inner shaft (5) connected to the second cam (7) are provided which act via a valve drive system (8) to a common valve (9) of the internal combustion engine (1),
– dass das Ventiltriebsystem (8) derart schaltbar ist, dass ein vom zumindest einen ersten Nocken (6) bewirkter Ersthub (10) des Ventils (9) um einen vom zumindest einen zweiten Nocken (7) bewirkten Zweithub (11) des Ventils (9) ergänzbar ist. - That the valve train system (8) is so switched that one of the at least a first cam (6) bewirkter Ersthub (10) of the valve (9) by a from the at least one second cam (7) caused Zweithub (11) of the valve (9 ) is supplemented.
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Revendications(10)  Langue du texte original : Allemand
  1. Brennkraftmaschine ( Internal combustion engine ( 1 1 ) mit einer Einlassnockenwelle ( ) With an intake camshaft ( 2 2 ) und einer Auslassnockenwelle ( ) And an exhaust ( 3 3 ), dadurch gekennzeichnet, – dass zumindest die Einlassnockenwelle ( ), Characterized in - that at least the intake camshaft ( 2 2 ) oder die Auslassnockenwelle ( ) Or the exhaust camshaft ( 3 3 ) als verstellbare Nockenwelle mit einer Außenwelle ( ) As adjustable camshaft with an outer shaft ( 4 4 ) und einer relativ dazu verstellbaren Innenwelle ( ) And a relative thereto movable inner shaft ( 5 5 ) ausgebildet ist, wobei zumindest ein fest mit der Außenwelle ( is formed), wherein at least one fixed to the outer shaft ( 4 4 ) verbundener erster Nocken ( ) Connected first cam ( 6 6 ) und zumindest ein fest mit der Innenwelle ( ) And at least one fixed to the inner shaft ( 5 5 ) verbundener zweiter Nocken ( ) Connected second cam ( 7 7 ) vorgesehen sind, die über ein Ventiltriebsystem ( ) Are provided, which via a valve drive system ( 8 8th ) auf ein gemeinsames Ventil ( ) To a common valve ( 9 9 ) der Brennkraftmaschine ( ) Of the internal combustion engine ( 1 1 ) einwirken, – dass das Ventiltriebsystem ( ) Act, - that the valve train system ( 8 8th ) derart schaltbar ist, dass ein vom zumindest einen ersten Nocken ( ) Is so switched that one of the at least one first cam ( 6 6 ) bewirkter Ersthub ( ) Bewirkter Ersthub ( 10 10 ) des Ventils ( ) Of the valve ( 9 9 ) um einen vom zumindest einen zweiten Nocken ( ) From an at least one second cam ( 7 7 ) bewirkten Zweithub ( ) Caused Zweithub ( 11 11 ) des Ventils ( ) Of the valve ( 9 9 ) ergänzbar ist. ) Is supplemented.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein erster Nocken ( Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that a respective first cam ( 6 6 ) zwischen zwei zweiten Nocken ( ) Between two second cams ( 7 7 ) angeordnet ist. ) Is arranged.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventiltriebsystem ( Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the valve train system ( 8 8th ) einen schaltbaren Tassenstößel ( ) A switchable tappet ( 12 12 ), einen schaltbaren Schlepphebel oder einen schaltbaren Kipphebel umfasst. ), Includes a switchable drag lever or a switchable rocker.
  4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ( Internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the valve ( 9 9 ) als Einlassventil ( ) As an inlet valve ( 20 20 ) oder als Auslassventil ( ) Or exhaust valve ( 19 19 ) ausgebildet ist. ) is trained.
  5. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine ( Method for operating an internal combustion engine ( 1 1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die verstellbare Nockenwelle als Auslassnockenwelle ( ) According to one of claims 1 to 4, wherein the adjustable camshaft as exhaust camshaft ( 3 3 ) ausgebildet ist und ein Zweithub ( ) Is formed and a Zweithub ( 11 11 ) eines Auslassventils ( ) Of an outlet valve ( 19 19 ) während einer Ansaugphase ( ) During an induction ( 18 18 ) und gleichzeitig geöffnetem Einlassventil ( ) And simultaneously open the inlet valve ( 20 20 ) erfolgt, wodurch eine interne Abgasrückführung bewirkt wird, indem Abgas in den Zylinder gesaugt wird. ) Is carried out, whereby an internal exhaust gas recirculation is effected by exhaust gas is sucked into the cylinder.
  6. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine ( Method for operating an internal combustion engine ( 1 1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die verstellbare Nockenwelle als Einlassnockenwelle ( ) According to one of claims 1 to 4, wherein the adjustable camshaft as intake camshaft ( 2 2 ) ausgebildet ist und ein Zweithub ( ) Is formed and a Zweithub ( 11 11 ) eines Einlassventils ( ) Of an intake valve ( 20 20 ) während einer Ausschiebephase ( ) During an exhaust phase ( 17 17 ) und gleichzeitig geöffnetem Auslassventil ( ) And simultaneously open exhaust valve ( 19 19 ) erfolgt, wodurch eine interne Abgasrückführung bewirkt wird, indem Abgas in einen Ansaugtrakt geschoben wird. ) Is carried out, whereby an internal exhaust gas recirculation is effected by exhaust gas is pushed into an intake manifold.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweithub ( A method according to claim 6, characterized in that the Zweithub ( 11 11 ) des Einlassventils ( ) Of the intake valve ( 20 20 ) dann erfolgt, wenn das Auslassventil ( ) Takes place when the exhaust valve ( 19 19 ) geöffnet ist und ein Druck im Ansaugstrang höher ist als ein Druck im Abgasstrang. ) Is open and a pressure in the intake line is higher than a pressure in the exhaust line.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweithub ( A method according to claim 6, characterized in that the Zweithub ( 11 11 ) des Auslassventils ( ) Of the exhaust valve ( 19 19 ) dann erfolgt, wenn das Einlassventil ( ) Takes place when the inlet valve ( 20 20 ) geöffnet ist und ein Druck im Ansaugstrang höher ist als ein Druck im Abgasstrang. ) Is open and a pressure in the intake line is higher than a pressure in the exhaust line.
  9. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine ( Method for operating an internal combustion engine ( 1 1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die verstellbare Nockenwelle als Auslassnockenwelle ( ) According to one of claims 1 to 4, wherein the adjustable camshaft as exhaust camshaft ( 3 3 ) ausgebildet ist und ein Zweithub ( ) Is formed and a Zweithub ( 11 11 ) eines Auslassventils ( ) Of an outlet valve ( 19 19 ) während eines Expansionstakts ( ) During an expansion stroke ( 21 21 ) erfolgt, wodurch die Expansionsarbeit verringert und ein Bremsmoment erzeugt wird. ) Is carried out, whereby the expansion work is reduced and a braking torque is generated.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein relatives Verdrehen der Innenwelle ( A method according to any one of claims 4 to 9, characterized in that by a relative rotation of the inner shaft ( 5 5 ) zur Außenwelle ( ) To the outer shaft ( 4 4 ) der Zweithub ( ) Of Zweithub ( 11 11 ) um einen Kurbelwellenwinkel α verstellbar und damit der Zeitpunkt des Zweithubs ( ) To a crankshaft angle α adjustable and thus the timing of Zweithubs ( 11 11 ) einstellbar ist. ) Is adjustable.
Description  Langue du texte original : Allemand
  • [0001] [0001]
    Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer Einlassnockenwelle und einer Auslassnockenwelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The present invention relates to an internal combustion engine having an intake camshaft and an exhaust camshaft according to the preamble of claim 1.
  • [0002] [0002]
    Gattungsgemäße Brennkraftmaschinen sind dabei aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und in nahezu jedem Kraftfahrzeug verbaut. Generic engine are well known in the prior art and installed in practically any vehicle.
  • [0003] [0003]
    Aus der From the DE 196 06 054 C2 DE 196 06 054 C2 ist eine weitere Brennkraftmaschine mit mindestens einem Gaswechselventil je Zylinder bekannt. discloses a further internal combustion engine with at least one gas exchange valve per cylinder. Diese Brennkraftmaschine besitzt eine die Gaswechselventile betätigende Einlassnockenwelle, die zur Verschiebung der Ventilöffnungsphasen gegenüber der sie antreibenden Welle relativ verdrehbar ist, wodurch in den Endstellungen des Verdrehvorgangs eine frühe und eine späte Ventilöffnungsphase eingestellt werden kann. This engine has a gas exchange valves actuated intake camshaft, the opposite of them driving shaft is rotated relative to the displacement of the valve opening phases ensuring early and late valve opening phase can be adjusted in the final positions of the twisting operation. Darüber hinaus sind Hubübertragungselemente zwischen den Nocken der Einlassnockenwelle und den Gaswechselventilen vorgesehen, mit Mitteln zur Veränderung des Ventilhubes des Gaswechselventils, wobei mindestens ein Gaswechselventil je Zylinder mit einem Nocken mit mindestens zwei Hubkurven zusammenwirkt. In addition, stroke-transmission members are provided between the cams of the intake camshaft and the gas exchange valves, with means for varying the valve stroke of the gas exchange valve, at least one gas exchange valve for each cylinder cooperates with a cam having at least two valve lift curves. Das Hubübertragungselement dieses Gaswechselventils weist zwei Hubelemente auf, die jeweils mit unterschiedlichen Hubkurven des Nockens zusammenwirken und wobei die Hubelemente durch ein verschiebbares Koppelelement lösbar miteinander verbindbar sind. The stroke-transmission member, this gas exchange valve has two lifting elements, which each interact with different lift curves of the cam and wherein the lifting elements are detachably by a slidable coupling element connectable to each other. Hierdurch ist es möglich, in Abhängigkeit von Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine im mittleren Drehzahlbereich eine frühe Ventilöffnungsphase einstellen zu können und im Drehzahlbereich bei geringer bis mittlerer Last die Einlassventile mit den Hubkurven für kleine Ventilhübe zusammenwirken zu lassen. This makes it possible, in the medium speed range to adjust an early valve opening phase as a function of load and engine speed of the internal combustion engine and to cooperate with the lift curves for low valve in the speed range at low to medium load, the intake valves. In diesem Drehzahlbereich erfolgt bei Überschreiten einer vorgegebenen Last eine Umschaltung zu den Kurven für große Ventilhübe. In this speed range occurs when exceeding a predetermined load switching to the curves for the valve lift. Insgesamt soll mit der vorliegenden Brennkraftmaschine eine Beeinflussung der Steuerzeiten des Ventiltriebs mit konstruktiv einfachen Mitteln und möglichst geringem Platzbedarf ermöglicht werden. Total should be made possible with the present internal combustion engine to influence the timing of the valve train with structurally simple means and the smallest possible footprint.
  • [0004] [0004]
    Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Brennkraftmaschinen ist jedoch, dass ein unterschiedlicher Ventilhub über beispielsweise die verstellbaren Tassenstößel lediglich zu- oder abschaltbar ist. However, a disadvantage in the internal combustion engines known from the prior art that a different valve lift, for example, the adjustable tappets only switched on or switched off.
  • [0005] [0005]
    Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Brennkraftmaschine der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere eine nochmals deutlich verbesserte Steuerung der Ventilöffnungszeiten und damit auch des Betriebsablaufs der Brennkraftmaschine ermöglicht. The present invention therefore addresses the problem of an internal combustion engine of the generic type an improved or at least provide an alternative embodiment, which in particular allows once again significantly improved control of the valve opening times and thus the operation of the internal combustion engine.
  • [0006] [0006]
    Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. This problem is inventively solved by the subjects of the independent claims. Vorteile Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Advantages embodiments are subject of the dependent claims.
  • [0007] [0007]
    Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Brennkraftmaschine sowohl ein schaltbares Ventiltriebsystem zum Zu- und Abschalten eines Zweithubes eines zugehörigen Ventils vorzusehen, als zugleich auch die das Ventiltriebsystem betätigende Nockenwelle als verstellbare Nockenwelle auszubilden ist und dadurch zu ermöglichen, den Kurbelwinkel, in welchem der Zweithub aktiv ist, verschieben und einstellen zu können. The present invention is based on the general idea, in an internal combustion engine, both a switchable valve train system for connecting and disconnecting provide a Zweithubes an associated valve, when at the same time also the valve drive system actuating cam shaft is to be formed as an adjustable camshaft, and thereby enable the crank angle, in is what the Zweithub active to be able to move and adjust. Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine weist hierzu eine Einlassnockenwelle und eine Auslassnockenwelle auf, wovon zumindest eine als verstellbare Nockenwelle mit einer Außenwelle und einer relativ dazu verstellbaren Innenwelle ausgebildet ist. The internal combustion engine according to the invention has for this purpose an intake camshaft and an exhaust camshaft, which is at least one designed as an adjustable camshaft with an outer shaft and an inner shaft relative to adjustable. Dabei ist zumindest ein fest mit der Außenwelle verbundener erster Nocken und zumindest ein fest mit der Innenwelle verbundener zweiter Nocken vorgesehen, die über das zuvor beschriebene Ventiltriebsystems auf ein gemeinsames Ventil, beispielsweise ein Einlassventil oder ein Auslassventil, der Brennkraftmaschine einwirken. Here, at least one fixedly connected to the outer shaft first cam and at least one fixedly connected to the inner shaft second cam is provided which act on the above-described valve drive system on a common valve, such as an intake valve or an exhaust valve of the internal combustion engine. Das Ventiltriebsystem ist nun derart schaltbar, dass ein vom zumindest einen ersten Nocken bewirkter Ersthub des Ventils um einen vom zumindest einen zweiten Nocken bewirkten Zweithub des Ventils ergänzt werden kann. The valve train system is now so switchable that can be supplemented by at least a first cam bewirkter Ersthub the valve to a from at least brought about a second cam Zweithub the valve. Hierdurch ist es möglich, sowohl das Timing als auch den Hub des zweiten Nockens nicht nur zu- und abzuschalten, sondern auch nahezu beliebig hinsichtlich seiner Phase und damit hinsichtlich seinem aktivierten Zustand einzustellen. This makes it possible, both the timing and the stroke of the second cam so as to adjust not only to connect and disconnect, but also almost any desired with regard to its phase and with respect to its activated state.
  • [0008] [0008]
    Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist jeweils ein erster Nocken zwischen zwei zweiten Nocken angeordnet. In an advantageous development of the solution according to the invention respectively a first cam between two second cam is arranged. In diesem Fall sind die zumindest zwei Nocken somit als Mehrfachnocken ausgebildet, die über das Ventiltriebsystem auf das gemeinsame Einlassventil oder Auslassventil einwirken. In this case, the at least two cams are thus formed as a multiple cams, which act on the valve train system on the common intake valve or exhaust valve. Das Ventiltriebsystem kann in diesem Fall beispielsweise ein schaltbarer Tassenstößel sein, wie dieser insbesondere aus der The valve train system can be for example a switchable bucket tappets in this case, like this one in particular from the DE 196 06 054 C2 DE 196 06 054 C2 bekannt ist, wobei selbstverständlich das Ventiltriebsystem auch anders realisiert werden kann, beispielsweise als System mit einem schaltbaren Schlepphebel oder einem schaltbaren Kipphebel. is known, it being understood that the valve train system can also be realized differently, for example as a system with a switchable drag lever or a switchable rocker. Wichtig ist dabei lediglich, dass dieses Ventiltriebsystem es ermöglicht, zwischen dem ersten und zweiten Nocken umzuschalten. It is important only that this valve drive system allows to switch between the first and second cams.
  • [0009] [0009]
    Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Verfahren zum Betrieb der zuvor beschriebenen Brennkraftmaschine anzugeben, bei welchen die verstellbare Nockenwelle als Auslassnockenwelle ausgebildet ist und ein zweiter Hub eines Auslassventils während einer Ansaugphase und gleichzeitig geöffnetem Einlassventil erfolgt, wodurch eine interne Abgasrückführung bewirkt wird, indem Abgas in den Zylinder gesaugt wird. The present invention is further based on the general idea is to provide a method for operating the internal combustion engine described above, in which the adjustable camshaft is formed as the exhaust camshaft, and a second stroke of the exhaust valve during an intake phase and a simultaneously open inlet valve takes place, whereby an internal exhaust gas recirculation is effected by exhaust gas is sucked into the cylinder. Der Zweithub erfolgt somit auf der Auslassseite, das heißt an dem Auslassventil, welches mit seinem Zweithub während der Ansaugphase der Brennkraftmaschine, das heißt bei gleichzeitig zumindest teilweise geöffnetem Einlassventil, in Höhe des Zweithubs geöffnet wird. The Zweithub is thus at the outlet side, ie at the outlet valve, which is opened with its Zweithub during the intake of the engine, that is, at the same time at least partially open intake valve, in the amount of Zweithubs. Durch das kurze Öffnen des Auslassventils bei gleichzeitig geöffnetem Einlassventil kann somit ein Teil des ausgestoßenen Abgases in den Zylinder gesaugt werden. a part of the discharged exhaust gas can thus be sucked into the cylinder through the short opening the exhaust valve when the intake valve is opened at the same time. Durch die verstellbare Auslassnockenwelle ist es dabei möglich, den Kurbelwinkel, das heißt den Öffnungszeitpunkt des Auslassventils während des Zweithubs während der Ansaugphase zu verstellen und damit zu optimieren. The adjustable exhaust it is possible to crank angle, that is, the opening timing of the exhaust valve during the Zweithubs during the induction phase to adjust and optimize it. Dies ermöglicht die Regelung der internen Restgasmenge, was zB beim Brennverfahren mit homogener Kompressionszündung (HCCI) bzw. CAI-Brennverfahren einen relevanten Parameter bei der Steuerung des Zündbeginns darstellt. This allows the control of the internal residual gas amount, which, for example during the burning process and homogeneous charge compression ignition (HCCI) or CAI-combustion process is a relevant parameter in controlling the Zündbeginns.
  • [0010] [0010]
    Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb der zuvor beschriebenen Brennkraftmaschine ist die verstellbare Nockenwelle als Einlassnockenwelle ausgebildet und ein Zweithub eines damit zusammenwirkenden Einlassventils erfolgt während einer Ausschiebephase und gleichzeitig geöffnetem Auslassventil, wodurch ebenfalls eine interne Abgasrückführung bewirkt werden kann, indem Abgas in einen Ansaugtrakt geschoben wird. In a further inventive method for operating the internal combustion engine described above, the adjustable camshaft is designed as a suction camshaft and a Zweithub a cooperating intake valve takes place during an exhaust phase and simultaneously open exhaust valve, whereby also an internal exhaust gas recirculation may be effected by the exhaust gas is pushed into an intake manifold , Während des Ausschiebetaktes wird somit das Einlassventil kurz geöffnet und damit Abgas in den Ansaugtrakt geschoben, wobei das in den Ansaugtrakt geschobene Abgas im sich anschließenden Ansaugtakt wieder in den Zylinder gelangt. During the exhaust stroke, the intake valve thus opens briefly and thus pushed the exhaust into the intake, the exhaust gas being pushed into the intake again reached in subsequent intake stroke in the cylinder. Aufgrund der verstellbaren Einlassnockenwelle ist hier ebenfalls eine Variation des Öffnungszeitpunkts des Einlassventils für seinen Zweithub über einen vergleichsweise großen Kurbelwellenwinkelbereich möglich, wodurch auch hier die Abgasrückführung besonders genau regelbar ist. Due to the adjustable intake camshaft, a variation of the opening timing of the intake valve for its Zweithub over a comparatively large crankshaft angle range is also possible here, whereby the exhaust gas recirculation is also particularly be regulated.
  • [0011] [0011]
    Erfolgt der Ventil-Zweithub des Einlassventils bzw. Auslassventils bei geöffnetem Auslass- bzw. Einlassventils (Ventilüberschnitt) dann, wenn ein Druck im Ansaugstrang höher ist als ein Druck im Abgasstrang wird das sogenannte „Scavenging“-Verfahren ermöglicht. If the valve-Zweithub of the intake valve or the exhaust valve when exhaust or intake valve is open (valve overlap section), when a pressure in the intake line is higher than a pressure in the exhaust system is the so-called "scavenging" method allows. Unter dem „Scavenging“-Verfahren wird eine Betriebsweise einer Brennkraftmaschine verstanden, bei der sich die Öffnungszeiten von Einlass- und Auslassventil teilweise überschneiden ( Under the "scavenging" process is an operation of an internal combustion engine understood during the opening times of the intake and exhaust valve partially overlap ( 4 4 und and 5 5 ). ). Hierdurch ist es möglich, dass ein Teil der angesaugten, kalten Frischluft das im Zylinder befindliche heiße Abgase in den Abgaskrümmer spült und dadurch sich die Füllung im Vergleich zum konventionellen Betrieb deutlich verbessert, was insbesondere auch zu einem erhöhten Massenstrom im Abgasstrang führt, wodurch wiederum ein Ansprechverhalten eines Abgasturboladers, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen, deutlich verbessert werden kann. This makes it possible that a part of the sucked cold fresh air flushes the in-cylinder hot exhaust gases in the exhaust manifold and thereby the filling improved significantly compared to the conventional operation, which also leads particularly to an increased mass flow in the exhaust system, which in turn a response of an exhaust gas turbocharger, in particular at low engine speeds, can be improved significantly. Hierdurch lässt sich also insbesondere das sogenannte "Turboloch" verringern. This makes it possible to say in particular to reduce the so-called "turbo lag". Zudem begünstigt das hohe Sauerstoffangebot die Nachverbrennung der Abgase im Zylinder. In addition, the high oxygen supply promotes afterburning of the exhaust gases in the cylinder.
  • [0012] [0012]
    Bei einem weiteren erfindungsgemäßen zum Betrieb der zuvor genannten Brennkraftmaschine ist die verstellbare Nockenwelle als Auslassnockenwelle ausgebildet und ein Zweithub eines Auslassventils erfolgt während eines Expansionstakts, wodurch die Expansionsarbeit verringert und ein Bremsmoment erzeugt werden kann. In another of the invention for operating the aforementioned engine, the camshaft is designed as adjustable exhaust camshaft and an exhaust valve takes place during a Zweithub an expansion stroke, whereby the expansion work is reduced and a braking torque can be generated. Hierdurch kann eine sogenannte Dekompressionsbremse im Schubbetrieb realisiert werden. In this way, a so-called Dekompressionsbremse be implemented in the overrun mode. Im Schubbetrieb, in welchem keine Einspritzung von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine erfolgt, kann im Expansionstakt das Auslassventil über seinen Zweithub geringfügig geöffnet werden, um so die Expansionsarbeit zu verhindern und damit das Bremsmoment zu erhöhen. In overrun, in which no injection of fuel takes place in the internal combustion engine, in the expansion stroke, the exhaust valve can be opened slightly above its Zweithub, so as to prevent the expansion work and thus to increase the braking torque.
  • [0013] [0013]
    Selbstverständlich ist es dabei möglich, die zuvor genannten Verfahren sowohl alternativ als auch kumulativ anzuwenden, insbesondere wenn sowohl die Einlassnockenwelle als auch die Auslassnockenwelle als verstellbare Nockenwellen ausgebildet sind. Of course, it is possible to apply the method mentioned above, both alternatively and cumulatively, in particular when both the intake camshaft and the exhaust camshaft are formed as adjustable camshafts.
  • [0014] [0014]
    Generell kann mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine und den erfindungsgemäßen Verfahren eine deutlich verbesserte Anpassung des Zweithubtimings und damit der Restgassteuerung unter Berücksichtigung eines Druckgefälles erreicht werden. Generally can be achieved in consideration of a pressure gradient with the internal combustion engine according to the invention and the method according to the invention a considerably improved adjustment of the Zweithubtimings and thus the residual gas control.
  • [0015] [0015]
    Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Further important features and advantages of the invention will be apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
  • [0016] [0016]
    Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained not only in the particular combination indicated but also in other combinations or alone without departing from the scope of the present invention.
  • [0017] [0017]
    Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen. Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in the following description, wherein like reference numerals refer to identical or similar or functionally identical components.
  • [0018] [0018]
    Dabei zeigen, jeweils schematisch, In the drawings, schematically:
  • [0019] [0019]
    1 1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine im Vollhub, das heißt vollwirksamen ersten Nocken, a sectional view of an inventive internal combustion engine in full swing, that is fully effective first cam,
  • [0020] [0020]
    2 2 eine Darstellung wie in an illustration as in 1 1 , jedoch bei einem Teilhub, But at a partial stroke,
  • [0021] [0021]
    3 3 unterschiedliche Ansichten bzw. Schnittdarstellungen auf die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, different views and sectional views of the inventive internal combustion engine,
  • [0022] [0022]
    4 4 ein Hub-Kurbelwellendiagramm bei einer internen Abgasrückführung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine während der Ansaugphase mit Zweithub am Auslassventil, a stroke crankshaft chart with an internal exhaust gas recirculation of the internal combustion engine according to the invention during the intake with Zweithub on exhaust,
  • [0023] [0023]
    5 5 eine Darstellung wie in an illustration as in 4 4 , jedoch mit interner Abgasrückführung durch Zweithub des Einlassventils während der Ausschiebephase, However, with internal exhaust gas recirculation by Zweithub the intake valve during the exhaust phase
  • [0024] [0024]
    6 6 eine mittels Zweithub öffenbares Auslassventil, wobei der Zweithub während einer Expansionsphase erfolgt und dadurch ein Bremsbetrieb ermöglicht wird. an openable by Zweithub outlet, said Zweithub occurs during an expansion phase and thereby a braking operation is made possible.
  • [0025] [0025]
    Entsprechend den According to 1 1 bis to 3 3 , weist eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine , Has an inventive internal combustion engine 1 1 eine Einlassnockenwelle an intake camshaft 2 2 sowie eine Auslassnockenwelle and an exhaust 3 3 auf. on. Dabei ist selbstverständlich klar, dass in der jeweiligen Darstellung gemäß den It is of course clear that in the relevant notification pursuant to 1 1 bis to 3 3 , die gezeigte Nockenwelle entweder als Einlassnockenwelle , The camshaft shown as either intake camshaft 2 2 oder als Auslassnockenwelle or exhaust 3 3 ausgebildet ist. is trained. Erfindungsgemäß ist nun zumindest die Einlassnockenwelle The invention now at least the intake camshaft 2 2 oder die Auslassnockenwelle or the exhaust camshaft 3 3 als verstellbare Nockenwelle mit einer Außenwelle as adjustable camshaft with an outer shaft 4 4 und einer relativ dazu verstellbaren, das heißt verdrehbaren, Innenwelle and a relative thereto movable, ie rotatable, inner shaft 5 5 ausgebildet, wobei zumindest ein fest mit der Außenwelle formed, wherein at least one fixed to the outer shaft 4 4 verbundener erster Nocken connected first cam 6 6 und zumindest ein fest mit der Innenwelle and at least one fixed to the inner shaft 5 5 verbundener zweiter Nocken connected second cam 7 7 vorgesehen sind, die über ein Ventiltriebsystem are provided, the valve drive system via a 8 8th auf ein gemeinsames Ventil on a common valve 9 9 der Brennkraftmaschine the internal combustion engine 1 1 einwirken. act. Ist dabei die verstellbare Nockenwelle als Einlassnockenwelle Is it the adjustable camshaft as intake camshaft 2 2 ausgebildet, so ist selbstverständlich das Ventil formed, so is, of course, the valve 9 9 als Einlassventil ausgebildet, wogegen bei einer Ausbildung der verstellbaren Nockenwelle als Auslassnockenwelle formed as an inlet valve, while at a training of adjustable camshaft as exhaust 3 3 das Ventil the valve 9 9 als Auslassventil ausgebildet ist. is formed as a discharge valve. Erfindungsgemäß ist nun das Ventiltriebsystem The invention now the valve train system 8 8th derart schaltbar, dass ein vom zumindest einen ersten Nocken switchable such that the at least one first cam 6 6 bewirkter Ersthub bewirkter Ersthub 10 10 (vgl. die (See. The 4 4 bis to 6 6 ) des Ventils ) Of the valve 9 9 um einen vom zumindest einen zweiten Nocken one of at least a second cam 7 7 bewirkten Zweithub caused Zweithub 11 11 des Ventils the valve 9 9 ergänzbar ist. be supplemented.
  • [0026] [0026]
    Das Ventiltriebsystem The valve train system 8 8th kann dabei beispielsweise als verstellbarer Tassenstößel can, for example as an adjustable tappets 12 12 (vgl. die (See. The 1 1 bis to 3 3 ) ausgebildet sein. be formed). In diesem Fall besitzt der Tassenstößel eine Bolzenfeder In this case, the cup tappet has a pin spring 13 13 , einen zweiteiligen Verriegelungsbolzen , A two-piece locking bolt 14 14 , eine Öleintrittsbohrung , An oil inlet bore 15 15 sowie eine Ausgleichsfeder and a compensating spring 16 16 . , Je nach Schaltzustand ermöglicht dabei der verstellbare Tassenstößel Depending on the conditions this allows the adjustable tappets 12 12 einen Ersthub a Ersthub 10 10 , auch Vollhub genannten, des Ventils Even full stroke mentioned, the valve 9 9 mittels der ersten Nocken by means of the first cam 6 6 (vgl. (see. 1 1 ) oder alternativ einen Zweithub ) Or alternatively a Zweithub 11 11 , auch Teilhub genannt, mittels des zumindest einen zweiten Nockens , Also called partial stroke, by means of the at least one second cam 7 7 . , Alternativ zu der Ausführungsform als verstellbarer Tassenstößel As an alternative to the embodiment as an adjustable tappets 12 12 , kann das Ventiltriebsystem , The valve train system can 8 8th selbstverständlich auch einen schaltbaren Schlepphebel oder einen schaltbaren Kipphebel (nicht gezeigt) umfassen. of course, also a switchable drag lever or a switchable rocker arm (not shown). Derartige schaltbare Schlepphebel bzw. schaltbare Kipphebel sind aus dem Stand der Technik jedoch mannigfaltig bekannt. Such switchable cam followers or switchable rocker arms are, however, known from the prior art manifold.
  • [0027] [0027]
    Betrachtet man die Considering the 1 1 bis to 3 3 , so kann man erkennen, dass jeweils ein erster Nocken , So it can be seen that in each case a first cam 6 6 zwischen zwei zweiten Nocken between two second cams 7 7 angeordnet ist. is arranged.
  • [0028] [0028]
    Mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine With the internal combustion engine according to the invention 1 1 lassen sich nun unterschiedlichste Verfahren zum Betrieb derselben realisieren. can now be different method of operating the same implement.
  • [0029] [0029]
    Betrachtet man beispielsweise die For example, consider the 4 4 , so ist dort ein Hub-Kurbelwellenwinkeldiagramm dargestellt mit einer Ausschiebephase So a stroke crank angle diagram is shown with an exhaust phase there 17 17 und einer Ansaugphase and an intake 18 18 . , Gemäß der According to the 4 4 ist dabei die verstellbare Nockenwelle als Auslassnockenwelle is the adjustable camshaft as exhaust 3 3 ausgebildet und bewirkt einen Zweithub formed and causes Zweithub 11 11 eines Auslassventils an exhaust valve 19 19 während der Ansaugphase during the induction phase 18 18 und gleichzeitig geöffnetem Einlassventil and simultaneously opened inlet valve 20 20 , wodurch eine interne Abgasrückführung bewirkt werden kann, in dem Abgas in den Zylinder eingesaugt wird. Whereby an internal exhaust gas recirculation can be caused to be sucked in the exhaust gas into the cylinder. Durch die als verstellbare Nockenwelle ausgebildete Auslassnockenwelle By formed as adjustable camshaft exhaust 3 3 kann dabei der Zweithub can the Zweithub 11 11 des Auslassventils the exhaust valve 19 19 im Bereich der Ansaugphase in the field of induction 18 18 um einen Kurbelwellenwinkel α von ca. 100° verschoben werden, wodurch eine besonders feine Justierung der Abgasrückführung und damit eine besonders exakte Justierung der Brennkraftmaschine are shifted by a crank angle α of approximately 100 °, so that a particularly fine adjustment of exhaust gas recirculation and thus a particularly precise adjustment of the engine 1 1 ermöglicht wird. is made possible. Hierdurch lässt sich auch der Zeitpunkt des Zweithubs This can also be the time of Zweithubs 11 11 individuell einstellen. individually. Gemäß der According to the 4 4 ist dabei der Zweithub is the Zweithub 11 11 bei einem Kurbelwellenwinkel von ca. 540° eingezeichnet, während dieser beispielsweise durch ein Verdrehen der Innenwelle located at a crankshaft angle of approximately 540 °, while this example, by a twisting of the inner shaft 5 5 relativ zur Außenwelle relative to the outer shaft 4 4 auch um einen Kurbelwellenwinkel von ca. 100° nach vorne verlegt werden kann, das heißt in Richtung eines Kurbelwellenwinkels von 440°. also at a crankshaft angle of approximately 100 ° can be moved forwards, i.e. in the direction of a crankshaft angle of 440 °. Während des Ansaugens von Frischluft durch das geöffnete Einlassventil During the suction of fresh air through the opened inlet valve 20 20 wird somit durch das kurze Öffnen des Auslassventils therefore consists of the brief opening of the exhaust 19 19 ein Teil des Abgases in den Zylinder gesaugt und dadurch die interne Abgasrückführung ermöglicht. drawn part of the exhaust into the cylinder and thereby enables the internal exhaust gas recirculation.
  • [0030] [0030]
    Betrachtet man die Considering the 5 5 , so ist bei dieser die verstellbare Nockenwelle als Einlassnockenwelle So when this is the adjustable camshaft as intake camshaft 2 2 ausgebildet und ein Zweithub formed and a Zweithub 11 11 des Einlassventils of the intake valve 20 20 erfolgt während der Ausschiebephase takes place during the exhaust phase 17 17 und gleichzeitig geöffnetem Auslassventil and simultaneously open exhaust valve 19 19 , wodurch ebenfalls eine interne Abgasrückführung bewirkt, in dem Abgas in einen Ansaugtrakt geschoben wird. , Which also causes an internal exhaust gas recirculation, is pushed into the exhaust gas in an intake tract. Dieses gelangt dann im anschließenden Ansaugtrakt wieder in den Zylinder. This then passes the subsequent intake tract back into the cylinder. Durch die als verstellbare Nockenwelle ausgebildete Einlassnockenwelle By formed as adjustable camshaft intake camshaft 2 2 kann auch hier der Zeitpunkt des Zweithubes Again, the time of Zweithubes 11 11 um den Kurbelwellenwinkel α während der Ausschiebephase to the crankshaft angle α during the exhaust phase 17 17 variiert werden. be varied. Wodurch ebenfalls eine besonders exakte Justage möglich ist. What makes a particularly precise adjustment is also possible.
  • [0031] [0031]
    Für einen sogenannten Scavenging-Prozess erfolgt der Zweithub For a so-called scavenging process of Zweithub done 11 11 des Einlassventils of the intake valve 20 20 bei geöffnetem Auslassventil when the outlet is open, 19 19 oder der Zweithub or Zweithub 11 11 des Auslassventils the exhaust valve 19 19 bei geöffnetem Einlassventil when the intake valve is open, 20 20 dann, wenn ein Druck im Ansaugstrang höher ist als ein Druck im Abgasstrang. then, when a pressure in the intake line is higher than a pressure in the exhaust line. Hierdurch kann ein Teil der angesaugten Frischluft durch das geöffnete Einlass- und Auslassventil ( This allows a portion of the fresh air drawn through the open inlet and outlet valves ( 20 20 und and 19 19 ) den Zylinder durchströmen und damit den Abgasmassenstrom erhöhen, wodurch wiederum ein sogenanntes Turboloch vermieden werden kann. ) Flow through the cylinder, thus increasing the exhaust gas mass flow, which in turn a so-called turbo lag can be avoided. Zudem begünstigt der hohe Sauerstoff die Nachverbrennung der Abgase. In addition, the high oxygen promotes afterburning of the exhaust gases.
  • [0032] [0032]
    Betrachtet man schließlich noch das Hub-Kurbelwellenwinkeldiagramm gemäß der Finally, considering even the Hub crankshaft angle according to the diagram 6 6 , so ist in diesem gezeigt, dass ein Zweithub So is shown in this, that a Zweithub 11 11 eines Auslassventils an exhaust valve 19 19 während eines Expansionstakts during an expansion stroke 21 21 erfolgt, wodurch die Expansionsarbeit verringert und ein Bremsmoment erzeugt werden kann. is carried out, whereby the expansion work is reduced and a braking torque can be generated. Dies erfolgt insbesondere im Schubbetrieb, zB als Dekompressionsbremse. This is done particularly during overrun, eg when Dekompressionsbremse. Im Schubbetrieb erfolgt keine Einspritzung von Kraftstoff, so dass im Expansionstakt In overrun operation is effected no injection of fuel, so that in the expansion stroke 21 21 das Auslassventil the exhaust valve 19 19 mittels des Zweithubes by means of Zweithubes 11 11 (kleiner Ventilhub) geöffnet werden kann und dadurch die Expansionsarbeit verringert und das Bremsmoment erhöht. (Small valve lift) can be opened, thereby decreasing the expansion work and increases the braking torque. Anschließend an die Ansaugphase Following the induction phase 18 18 ist in Fig. die Kompressionsphase in Fig., the compression phase 22 22 gezeichnet. drawn. In welche jedoch sowohl das Einlassventil In which, however, both the intake valve 20 20 als auch das Auslassventil and the outlet 19 19 üblicherweise geschlossen sind. are usually closed.
  • [0033] [0033]
    Betrachtet man nochmals die Referring again to the 4 4 bis to 6 6 , so kann man jeweils die besondere Möglichkeit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine So you can each the special ability of the engine according to the invention 1 1 durch die prinzipielle Verschiebbarkeit des Zweithubes by the principle of displacement Zweithubes 11 11 um einen vorgegebenen Kurbelwellenwinkel α erkennen. by a predetermined crank angle α seen. Durch die Anpassung des Zweithub-Timings kann die Restgassteuerung unter Berücksichtigung des Druckgefälles optimal eingestellt werden. By adjusting the timings Zweithub the residual gas control can be set optimally in consideration of the pressure drop.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • [0034] [0034]
    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA assumes no responsibility for errors or omissions.
  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
  • [0035] [0035]
    • DE 19606054 C2 [0003, 0008] DE 19606054 C2 [0003, 0008]
Citations de brevets
Brevet cité Date de dépôt Date de publication Déposant Titre
DE19606054C219 févr. 199630 juil. 1998Porsche AgVentiltrieb einer Brennkraftmaschine
DE19914909A1 *1 avr. 19995 oct. 2000Bayerische Motoren Werke AgCam shaft for 4-stroke IC engine has cams opening intake valves/ejection valves during ejection/intake strokes, for adjustment of valve opening timing/period during stroke
DE102013009896A1 *13 juin 201318 déc. 2014Volkswagen AktiengesellschaftBrennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer solchen Brennkraftmaschine
DE112005001795T5 *10 juin 200514 juin 2007General Motors Corp., DetroitVentil- und Kraftstoffbeaufschlagungsstrategie für das Betreiben eines Viertakt-Verbrennungsmotors mit gesteuerter Selbstzündung
DE112005001819T5 *21 juin 200524 mai 2007General Motors Corp., DetroitVentil- und Kraftstoffbeaufschlagungsstrategie zum Betreiben eines Viertakt-Verbrennungsmotors mit gesteuerter Selbstzündung
US6152104 *20 nov. 199828 nov. 2000Diesel Engine Retarders, Inc.Integrated lost motion system for retarding and EGR
WO2009024170A1 *22 août 200726 févr. 2009Fev Motorentechnik GmbhInternal combustion engine having a cam-controlled variable valve train
Classifications
Classification internationaleF02D13/02, F01L1/047
Classification coopérativeF01L13/0036, F02B25/145, F02M26/01, F02D13/0207, F02D13/04, F02D13/0273, F01L2800/10, F01L2001/186, F01L1/143, F01L1/08
Événements juridiques
DateCodeÉvénementDescription
16 juin 2015R079Amendment of ipc main class
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F01L0001047000
Ipc: F02D0013020000
5 août 2015R163Identified publications notified