DE10003142A1 - Valve control for internal combustion engines with an electro-magnetic actuator equipped with gas springs - Google Patents
Valve control for internal combustion engines with an electro-magnetic actuator equipped with gas springsInfo
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Abstract
Für eine Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen mit einem mit Gasfedern ausgerüsteten elektro-magnetischen Aktor mit einem zwischen einem Schließmagneten und einem Öffnungsmagneten gegen Rückstellkräfte der Gasfedern oszillierend angeordneten Anker wird zur Erzielung eines Gasfedern-Systems mit geringen Dichtungsverlusten vorgeschlagen, dass der Anker als ein in einem Zylinder des Aktors gleitbewglich dicht angeordneter Trennkolben zwischen beiden Gasfedern ausgebildet ist, wobei für die Gasfedern ein Medium mit die Größe von Luftmolekülen übertreffenden Molekülen verwendet ist.For a valve control for internal combustion engines with an electro-magnetic actuator equipped with gas springs with an armature oscillating between a closing magnet and an opening magnet against restoring forces of the gas springs, it is proposed to achieve a gas spring system with low sealing losses that the armature acts as a cylinder in a cylinder Actuator separating piston arranged in a slidably movable manner is formed between the two gas springs, a medium having molecules larger than the size of air molecules being used for the gas springs.
Description
Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen mit einem mit Gasfedern ausgerüsteten elektro-magnetischen Aktor, bei dem ein mit einem Gaswechselventil in Antriebs verbindung stehender Anker zwischen einem Schließmagneten und einem Öff nungsmagneten gegen Rückstellkräfte der Gasfedern oszillierend angeordnet ist, wobei den mittels des Ankers voneinander getrennten Gasfedern aus einem auflad baren Speicher ein Gas über ansteuerbare Ventile zugemessen und aus den Gas federn über ansteuerbare Ablass-Ventile Gas abgelassen ist.The invention relates to a preamble of claim 1 Valve control for internal combustion engines with one equipped with gas springs electro-magnetic actuator, one with a gas exchange valve in the drive connecting armature between a closing magnet and an opening magnet is arranged oscillating against restoring forces of the gas springs, the gas springs separated from each other by means of the armature from a supercharger A gas can be measured via controllable valves and from the gas springs is triggered via controllable drain valves.
Eine derartige Ventilsteuerung ist beispielsweise aus der US 5,611,303 bekannt, wobei die Ausgestaltung der Gasfedern beiderseits des Ankers über an diesen bei derseits angeordneten Rohrabschnitten in Verbindung mit einer Hubverstellung des Aktors zu einer aufwendigen Dichtungsanordnung führt mit erheblichen Reibungs verlusten einerseits und Dichtungsverlusten der Dichtungsanordnung andererseits. Zwar können die Dichtungsverluste durch eine entsprechende Versorgung der Gasfedern aus dem aufladbaren Speicher kompensiert werden, was jedoch zu einer erhöhten Leistungsaufnahme einer den Speicher versorgenden Luftpumpe führt.Such a valve control is known for example from US 5,611,303, the design of the gas springs on both sides of the armature via at this the pipe sections arranged in connection with a stroke adjustment of the Actuator to a complex seal arrangement leads to considerable friction losses on the one hand and sealing losses of the sealing arrangement on the other. Sealing losses can be achieved by supplying the Gas springs from the rechargeable memory can be compensated, but this leads to a increased power consumption of an air pump supplying the memory.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine gattungsgemäße Ventilsteuerung ein Gasfedern-System mit geringeren Dichtungsverlusten aufzuzeigen.The invention is based, for a generic valve control the task to show a gas spring system with lower sealing losses.
Diese Aufgabe ist mit dem Patenanspruch 1 dadurch gelöst, dass der Anker als ein in einem Zylinder des Aktors gleitbeweglich dicht angeordneter Trennkolben zwi schen beiden Gasfedern ausgebildet ist, wobei für die Gasfedern ein Medium mit die Größe von Luftmolekülen übertreffenden Molekülen verwendet ist.This object is achieved with the patent claim 1 in that the armature is designed as a separating piston slidably arranged in a cylinder of the actuator between two gas springs, a medium with the size of air molecules being used for the gas springs.
Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass bei gleichem, für Luft als Medium verwendeten Dichtspalt bei Einsatz eines Mediums mit die Luftmoleküle in ihrer Größe wesentlich übertreffenden Molekühlen die Strömungs- bzw. Dichtungs verluste wesentlich reduziert sind.The advantage of the invention can be seen in the fact that the same, for air as a medium used sealing gap when using a medium with the air molecules in their Size significantly exceed molecules the flow or seal losses are significantly reduced.
Als ein vorteilhaft geeignetes Medium wird hierfür Kohlendioxid vorgeschlagen, wo bei hierfür vorzugsweise in der Brennkraftmaschine erzeugtes Kohlendioxid ver wendet ist.Carbon dioxide is proposed as an advantageously suitable medium for this purpose, where ver produced for this purpose preferably in the internal combustion engine is applied.
Für den Einsatz des bei einer Verbrennung in der Brennkraftmaschine erzeugten Kohlendioxides wird in weiterer Ausgestaltung vorgeschlagen, dass abgasseitiges Kohlendioxid der Brennkraftmaschine über eine Reinigungs- und/oder Kühleinrich tung dem Speicher zugeführt ist und dass die den Gasfedern zugeordneten Zu mess-Ventile und Ablass-Ventile über Lastbereiche der Brennkraftmaschine ge steuert der Einstellung angepasster federkennlinien dienen.For the use of the generated during combustion in the internal combustion engine In a further embodiment, carbon dioxide is proposed to be on the exhaust side Carbon dioxide of the internal combustion engine via a cleaning and / or cooling device device is supplied to the memory and that the assigned to the gas springs measuring valves and drain valves over load ranges of the internal combustion engine controls the adjustment of adapted spring characteristics.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Bei spiels einer Ventilsteuerung beschrieben.The invention is based on a case schematically shown in the drawing game of a valve control described.
Eine Ventilsteuerung 1 für eine nicht gezeigte Brennkraftmaschine umfasst einen elektro-magnetischen Aktor 2 mit Gasfedern 3, 4, wobei ein mit einem Gaswechsel ventil 5 in Antriebsverbindung stehender Anker 6 zwischen einem Schließmagneten 7 und einem Öffnungsmagneten 8 gegen Rückstellkräfte der Gasfedern 3, 4 oszillie rend angeordnet ist. A valve control 1 for an internal combustion engine, not shown, comprises an electro-magnetic actuator 2 with gas springs 3 , 4 , with an armature 6 in drive connection with a gas exchange valve 5 between a closing magnet 7 and an opening magnet 8 against restoring forces of the gas springs 3 , 4, oscillating is arranged.
Den Gasfedern 3 und 4 ist aus einem aufladbaren Speicher 9 über Leitungen 9' und 9" ein Gas über ansteuerbare Ventile 10 zugemessen, wobei aus den Gasfedern 3 und 4 über ansteuerbare Ablass-Ventile 11 Gas abgelassen ist.The gas springs 3, and 4 is metered from a rechargeable storage 9 via lines 9 'and 9 "gas via controllable valves 10, wherein 11 is the gas discharged from the gas springs 3 and 4. via actuatable discharge valves.
Zur Erzielung eines Gasfeder-Systems mit geringen Dichtungsverlusten ist erfin dungsgemäß vorschlagen, dass der Anker 6 als ein in einem Zylinder 12 des Aktors 2 gleitbeweglich dicht angeordneter Trennkolben 13 zwischen beiden Gasfedern 3 und 4 ausgebildet ist, wobei für die Gasfedern 3 und 4 ein Medium mit die Größe von Luftmolekülen übertreffenden Molekülen verwendet ist.In order to achieve a gas spring system with low sealing losses, it is proposed according to the invention that the armature 6 is designed as a separating piston 13 which is slidably arranged in a cylinder 12 of the actuator 2 between the two gas springs 3 and 4 , with a medium for the gas springs 3 and 4 with molecules larger than the size of air molecules is used.
Erfindungsgemäß findet vorzugsweise Kohlendioxid (CO2) als Medium Verwendung. Dies ergibt den Vorteil, in einer Brennkraftmaschine bei der Verbrennung ent stehendes Kohlendioxid zu verwenden.According to the invention, carbon dioxide (CO 2 ) is preferably used as the medium. This gives the advantage of using carbon dioxide that arises during combustion in an internal combustion engine.
Zur Erzielung einer betriebssicheren Ventilsteuerung 1 ist das abgasseitige Kohlen dioxid der Brennkraftmaschine über eine Reinigungs- und/oder Kühleinrichtung 14 dem Speicher 9 zugeführt, aus dem das Kohlendioxid über Leitungen 9' und 9" den Gasfedern 3 und 4 gesteuert zuströmt. Die gesteuerte Zuströmung ist so getroffen, dass die den Gasfedern 3 und 4 zugeordneten Zumess-Ventile 10 und Ablass-Ven tile 11 über Lastbereiche der Brennkraftmaschine gesteuert der Einstellung ange passter Federkennlinien der Gasfedern 3 und 4 dienen.In order to achieve a reliable valve control 1 , the exhaust-side carbon dioxide of the internal combustion engine is fed to the store 9 via a cleaning and / or cooling device 14 , from which the carbon dioxide flows in a controlled manner to the gas springs 3 and 4 via lines 9 'and 9 ". The controlled inflow is controlled made so that the gas springs 3 and 4 assigned metering valves 10 and Ablass-Ven tile 11 controlled over load ranges of the internal combustion engine to adjust adjusted spring characteristics of the gas springs 3 and 4 .
Claims (5)
- - bei dem ein mit einem Gaswechselventil (5) in Antriebsverbindung stehender Anker (6) zwischen einem Schließmagneten (7) und einem Öffnungsmagneten (8) gegen Rückstellkräfte der Gasfedern (3, 4) oszillierend angeordnet ist, wobei
- - den mittels des Ankers (6) voneinander getrennten Gasfedern (3, 4) aus einem aufladbaren Speicher (9) ein Gas über ansteuerbare Ven tile (10) zugemessen und
- - aus den Gasfedern (3, 4) über ansteuerbare Ablass-Ventile (11) Gas abgelassen ist,
- - dass der Anker (6) als ein in einem Zylinder (12) des Aktors (2) gleit beweglich dicht angeordneter Trennkolben (13) zwischen beiden Gasfedern (3, 4) ausgebildet ist, wobei
- - für die Gasfedern (3, 4) ein Medium mit die Größe von Luftmolekülen übertreffenden Molekülen verwendet ist.
- - In which a with a gas exchange valve ( 5 ) in drive connection armature ( 6 ) between a closing magnet ( 7 ) and an opening magnet ( 8 ) is arranged oscillating against restoring forces of the gas springs ( 3 , 4 ), wherein
- - The gas springs ( 3 , 4 ) separated from one another by means of the armature ( 6 ) from a rechargeable memory ( 9 ), a gas via controllable Ven tile ( 10 ) and
- - Gas is released from the gas springs ( 3 , 4 ) via controllable drain valves ( 11 ),
- - That the armature ( 6 ) as a in a cylinder ( 12 ) of the actuator ( 2 ) slidably movably arranged separating piston ( 13 ) between the two gas springs ( 3 , 4 ) is formed, wherein
- - For the gas springs ( 3 , 4 ) a medium is used with the size of molecules larger than air molecules.
- - dass abgasseitiges Kohlendioxid (CO2) der Brennkraftmaschine über eine Reinigungs- und/oder Kühleinrichtung (14) dem Speicher (9) zu geführt ist und
- - dass die den Gasfedern (3, 4) zugeordneten Zumess-Ventile (10) und Ablass-Ventile (11) über Lastbereiche der Brennkraftmaschine ge steuert der Einstellung angepasster Federkennlinien dienen.
- - That the exhaust-side carbon dioxide (CO 2 ) of the internal combustion engine via a cleaning and / or cooling device ( 14 ) to the memory ( 9 ) and
- - That the gas springs ( 3 , 4 ) assigned metering valves ( 10 ) and drain valves ( 11 ) ge over load areas of the internal combustion engine controls the adjustment of adjusted spring characteristics.
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