DE102004022922A1 - Device having a unit for actuating at least one outlet valve - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einer Einheit (10) zum Betätigen wenigstens eines Auslassventils (11) eines Zylinders (12) einer Brennkraftmaschine. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Einheit (10) dazu vorgesehen ist, das Auslassventil (11) in einem Zeitpunkt (t¶1¶) während eines Ansaugtaktes (13) der Brennkraftmaschine zu öffnenThe invention is based on a device with a unit (10) for actuating at least one exhaust valve (11) of a cylinder (12) of an internal combustion engine. DOLLAR A It is proposed that the unit (10) is provided to open the exhaust valve (11) at a time (t¶1¶) during an intake stroke (13) of the internal combustion engine

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Einheit zum Betätigen wenigstens eines Auslassventils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a device with a unit for actuating at least an exhaust valve according to the preamble of claim 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einer Einheit zum Betätigen wenigstens eines Auslassventils eines Zylinders einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, durch die ein Restgasanteil einer Ladung des Zylinders besonders präzise bestimmbar ist.Of the Invention is based on the object, a device with a Unit for actuating at least one exhaust valve of a cylinder of an internal combustion engine to provide, through which a residual gas content of a charge of the cylinder very precise is determinable.

Aus der DE 199 53 096 A1 ist eine Vorrichtung mit einer Einheit zum Betätigen wenigstens eines Auslassventils eines Zylinders einer Brennkraftmaschine bekannt. Es wird vorgeschlagen, dass die Einheit das Auslassventil in einem Zeitpunkt während eines Ausstoßtakts der Brennkraftmaschine öffnet und bis in eine Anfangsphase eines Ansaugtakts der Brennkraftmaschine hinein geöffnet hält, so dass ein im Zylinder laufender Kolben Restgas, das während des Ausstoßtakts ausgestoßen wurde, während des Ansaugtakts aus einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine ansaugt.From the DE 199 53 096 A1 a device is known with a unit for actuating at least one exhaust valve of a cylinder of an internal combustion engine. It is proposed that the unit open the exhaust valve at a timing during an exhaust stroke of the internal combustion engine and keep it open until an initial phase of an intake stroke of the internal combustion engine, so that a piston running in the cylinder has residual gas exhausted during the exhaust stroke during the intake stroke sucked from an exhaust passage of the internal combustion engine.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einer Einheit zum Betätigen wenigstens eines Auslassventils eines Zylinders einer Brennkraftmaschine.The The invention is based on a device with a unit for actuating at least an exhaust valve of a cylinder of an internal combustion engine.

Es wird vorgeschlagen, dass die Einheit dazu vorgesehen ist, das Auslassventil in einem Zeitpunkt während eines Ansaugtakts der Brennkraftmaschine zu öffnen. Dadurch kann erreicht werden, dass ein Restgasanteil, der während einer auf den Zeitpunkt folgenden Phase aus einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angesaugt wird, besonders gut kontrollierbar ist. Eine tiefe Ventiltasche, wie sie notwendig wäre, wenn das Auslassventil in einem oberen Totpunkt einer Kolbenbewegung offen gehalten würde, kann vorteilhaft vermieden werden. Der obere Totpunkt bestimmt einen Übergang zwischen dem Ausstoßtakt und dem Ansaugtakt. Ferner kann vermieden werden, dass ein Bewegungsspielraum eines im Zylinder laufenden Kolbens durch das Einlassventil verringert wird.It It is proposed that the unit is intended to be the exhaust valve at a time during to open an intake stroke of the internal combustion engine. This can be achieved be that a residual gas content, during one on the time sucked following phase from an exhaust passage of the internal combustion engine becomes, is particularly well controllable. A deep valve bag, as it would be necessary when the exhaust valve in a top dead center of a piston movement would be kept open can be advantageously avoided. Top dead center determines a transition between the exhaust stroke and the intake stroke. Furthermore, it can be avoided that a movement of a reduced in the cylinder running piston through the inlet valve becomes.

Unter „vorgesehen" soll in diesem Zusammenhang auch „ausgelegt" und „ausgestattet" verstanden werden. Der Zeitpunkt soll einen charakteristischen Zeitpunkt einer Öffnungsbewegung bezeichnen.Under "provided" should in this context also understood as "designed" and "equipped". The time should be a characteristic time of an opening movement describe.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Einheit dazu vorgesehen ist, wenigstens ein Einlassventil des Zylinders zu betätigen. Dadurch kann eine besonders gute Synchronisation des Einlassventils mit dem Auslassventil erreicht werden.In An embodiment of the invention is proposed that the unit is provided, at least one inlet valve of the cylinder to press. This allows a particularly good synchronization of the intake valve be achieved with the exhaust valve.

Ist die Einheit dazu vorgesehen, während einer Phase des Ansaugtakts, in der das Auslassventil geöffnet ist, das Einlassventil geschlossen zu halten, kann ein Vermischen von Frischluft mit Restgas im Einsaugkanal und im Abgaskanal der Brennkraftmaschine vermieden werden. Unsicherheiten hinsicht lich eines Mischungsverhältnisses zwischen Frischluft und Restgas, die durch eine solche Vermischung entstehen können, entfallen.is the unit intended to while a phase of the intake stroke in which the exhaust valve is opened, keeping the inlet valve closed can be a mixture of Fresh air with residual gas in the intake and in the exhaust duct of the internal combustion engine be avoided. Uncertainties regarding a mixture ratio between fresh air and residual gas resulting from such mixing can, omitted.

Durch ein präzise definiertes Mischungsverhältnis zwischen Frischluft und Restgas lässt sich eine Abgasqualität insbesondere dann verbessern, wenn die Brennkraftmaschine als Selbstzündungsmaschine ausgebildet ist. Insbesondere eine Reduktion eines Stickoxidgehalts und eines Kohlenwasserstoffgehalts ist erreichbar. Ferner kann durch ein gezieltes Ansaugen von heißem Restgas aus dem Abgaskanal während des Ansaugtakts ein Kaltstartverhalten der selbstzündenden Brennkraftmaschine deutlich verbessert werden.By a precise one defined mixing ratio between fresh air and residual gas can be an exhaust quality in particular then improve when the internal combustion engine as a compression ignition engine is trained. In particular, a reduction of a nitrogen oxide content and a hydrocarbon content is achievable. Furthermore, by a targeted suction of hot Residual gas from the exhaust duct during the intake stroke a cold start behavior of the self-igniting Internal combustion engine can be significantly improved.

Eine vorteilhafte Verteilung eines Brennstoffs im Zylinder ist erreichbar, wenn die Einheit dazu vorgesehen ist, während des Ansaugtakts wenigstens drei Ventile zur Unterstützung einer Drallausbildung zyklisch zu öffnen.A advantageous distribution of a fuel in the cylinder is achievable if the unit is intended, at least three during the intake stroke Valves for support a swirl training to open cyclically.

Eine weitere Verstärkung der Drallausbildung ist erreichbar, wenn zumindest ein Auslassventil zum Erzeugen einer Drallströmung im Zylinder ausgelegt ist. Dabei kann das Auslassventil besonders vorteilhaft dazu ausgelegt sein, Restgas aus dem Abgaskanal zumindest im Wesentlichen in einer tangentialen Richtung bezüglich eines Zylinderumfangs in den Zylinder einströmen zu lassen.A further reinforcement the swirl training is achievable if at least one exhaust valve for generating a swirl flow is designed in the cylinder. In this case, the exhaust valve is particularly advantageous to be designed to residual gas from the exhaust duct at least essentially in a tangential direction with respect to a Cylinder circumference to flow into the cylinder.

Ist die Einheit dazu vorgesehen, in wenigstens einem Betriebsmodus das Auslassventil in einer Endphase des Ansaugtakts zu öffnen, kann eine inhomogene Verteilung von Brennstoff im Zylinder erreicht werden, wodurch sich in einem aus dem Stand der Technik bekannten Schichtbetrieb der Brennkraftmaschine Treibstoffeinsparungspotentiale erreichen lassen.is the unit is provided in at least one mode of operation Can open exhaust valve in a final phase of the intake stroke, can an inhomogeneous distribution of fuel in the cylinder can be achieved resulting in a known from the prior art shift operation the engine reach fuel economy potentials to let.

Ein besonders sicheres und bauraumsparendes Betätigen des Auslassventils kann erreicht werden, wenn die Einheit zumindest eine Nockenwelle umfasst.One Particularly safe and space-saving operation of the exhaust valve can be achieved when the unit comprises at least one camshaft.

Ist die Einheit dazu vorgesehen, den Zeitpunkt abhängig von wenigstens einer Kenngröße zu bestimmen, von der auch eine Abgasqualität der Brennkraftmaschine abhängt, kann eine besonders flexible Reduktion von Schadstoffen in Abgasen der Brennkraftmaschine erreicht werden. Als Kenngröße kommt prinzipiell jede dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Kenngröße in Frage. Besonders unmittelbar kann eine Abgasqualität jedoch verbessert werden, wenn beispielsweise ein Lastmoment und/oder eine Temperatur der Brennkraftmaschine als Kenngrößen zur Bestimmung des Zeitpunkts bzw. des Restgasgehalts herangezogen werden.If the unit is intended to determine the time as a function of at least one parameter on which an exhaust quality of the internal combustion engine also depends, one can be particularly useful flexible reduction of pollutants in exhaust gases of the internal combustion engine can be achieved. In principle, any parameter that appears appropriate to the person skilled in the art can be considered as a parameter. However, an exhaust gas quality can be improved particularly directly if, for example, a load moment and / or a temperature of the internal combustion engine are used as parameters for determining the time or the residual gas content.

Zudem geht die Erfindung aus von einem Verfahren zum Betätigen eines Auslassventils eines Zylinders einer Brennkraftmaschine.moreover the invention is based on a method for actuating a Exhaust valve of a cylinder of an internal combustion engine.

Es wird vorgeschlagen, dass das Auslassventil in wenigstens einem Zeitpunkt während eines Ansaugtakts der Brennkraftmaschine geöffnet wird. Dadurch kann das Mischungsverhältnis zwischen Restgas und eingesaugter Frischluft im Zylinder besonders präzise eingestellt werden.It It is suggested that the exhaust valve in at least one time while an intake stroke of the internal combustion engine is opened. This can do that mixing ratio between residual gas and sucked fresh air in the cylinder especially precise be set.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Figurenbeschreibung. Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die Ansprüche, die Figuren und die Beschreibung enthalten mehrere Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird diese auch einzeln betrachten und zu zweckmäßigen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further Benefits emerge from the description of the figures. The drawing represents an embodiment of the invention. The claims, the figures and description contain several features in combination. The person skilled in the art will also consider these individually and for practical purposes Combine combinations.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 einen Zylinder einer selbstzündenden Brennkraftmaschine mit einem Auslassventil und mit einem Einlassventil, 1 a cylinder of a self-igniting internal combustion engine with an exhaust valve and with an inlet valve,

2 eine schematische Darstellung des Zylinders aus 1 in einer Draufsicht, 2 a schematic representation of the cylinder 1 in a plan view,

3 eine schematische Darstellung einer Betätigung des Auslassventils und des Einlassventils aus den 1 und 2 während eines Viertakt-Zyklus, 3 a schematic representation of an actuation of the exhaust valve and the intake valve from the 1 and 2 during a four-stroke cycle,

4 einen zeitlichen Verlauf von Öffnungsflächen des Auslassventils und des Einlassventils während eines Ausstoßtakts und während eines Ansaugtakts und 4 a timing of opening areas of the exhaust valve and the intake valve during an exhaust stroke and during an intake stroke and

5 einen zeitlichen Verlauf von Öffnungsflächen eines Auslassventils und eines Einlassventils in einem Schichtbetriebsmodus. 5 a time course of opening areas of an exhaust valve and an intake valve in a stratified operation mode.

1 zeigt einen Zylinder 12 einer als selbstzündender Dieselmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine, die insgesamt vier gleichartige Zylinder 12 umfasst in denen in bekannter Weise Kolben 18 laufen, die mit einer hier nicht dargestellten Kurbelwelle verbunden sind. Im Bereich eines Zylinderkopfs weist jeder der vier Zylinder 12 vier Ventile 11, 11', 14, 14' auf, von denen je zwei als Einlassventil 14, 14' und zwei als Auslassventil 11, 11' ausgebildet sind (2). Die Einlassventile 14, 14' schließen und öffnen eine Verbindung zwischen einem Einsaugkanal 19, aus dem Frischluft in den Zylinder 12 gelangen kann, während die Auslassventile 11, 11' eine Verbindung zwischen dem Zylinder 12 und einem Abgaskanal 20 herstellen. 1 shows a cylinder 12 a designed as a self-igniting diesel engine internal combustion engine, the total of four similar cylinder 12 includes in which in a known manner piston 18 run, which are connected to a crankshaft, not shown here. In the area of a cylinder head, each of the four cylinders 12 four valves 11 . 11 ' . 14 . 14 ' on each of which two as an inlet valve 14 . 14 ' and two as an outlet valve 11 . 11 ' are trained ( 2 ). The intake valves 14 . 14 ' Close and open a connection between a suction channel 19 , from the fresh air into the cylinder 12 can pass while the exhaust valves 11 . 11 ' a connection between the cylinder 12 and an exhaust duct 20 produce.

Die Ventile 11, 11', 14, 14' sind jeweils axial verschiebbar in einer Ventiltasche gelagert und weisen jeweils eine Verschlussplatte und eine mit der Verschlussplatte verbundene Stange auf, die durch eine Bohrung in einem Zylinderkopf in einen Außenraum geführt ist. Dort greift an die Stange in einer bekannten Weise ein hier nicht dargestellter Federmechanismus an, der die Stange und die Verschlussplatte in die Ventiltasche hineinzieht und der dazu vorgesehen ist, das entsprechende Ventil 11, 11', 14, 14' selbsttätig zu schließen. An einem Ende der Stange greift ein Hebel an, an den wiederum eine Schleifstange mit einem ersten Ende angreift. Ein zweites Ende der Schleifstange der Einlassventile 14, 14' schleift unmittelbar auf Nocken 23, 23' einer ersten Nockenwelle 21. Ein zweites Ende der Schleifstange der Auslassventile 11, 11' ist auf einer Brücke 22, 22' gelagert, die wiederum auf zwei Nocken 24, 24', 25, 25' einer zweiten Nockenwelle 17 schleift und eine von den Nocken der zweiten Nockenwelle 17 erzeugte Bewegung überlagert. Einem ersten Auslassventil 11 sind zwei Nocken 24, 25 zugeordnet, deren relative Phase durch einen mit der Nocke 24 verbundenen Phasensteller 26 einstellbar ist, während eine relative Phase zwischen den Nocken 24', 25', die einem zweiten Auslassventil 11' zugeordnet sind, durch einen zweiten Phasensteller 26' einstellbar ist.The valves 11 . 11 ' . 14 . 14 ' are each axially displaceably mounted in a valve pocket and each have a closure plate and a rod connected to the closure plate, which is guided through a hole in a cylinder head in an outer space. There engages the rod in a known manner, a spring mechanism, not shown here, which pulls the rod and the closure plate in the valve pocket and which is provided to the corresponding valve 11 . 11 ' . 14 . 14 ' to close automatically. At one end of the rod a lever engages, which in turn attacks a grinding rod with a first end. A second end of the intake valve grinding rod 14 . 14 ' immediately grinds on cam 23 . 23 ' a first camshaft 21 , A second end of the grinding rod of the exhaust valves 11 . 11 ' is on a bridge 22 . 22 ' stored, in turn, on two cams 24 . 24 ' . 25 . 25 ' a second camshaft 17 grinds and one of the cams of the second camshaft 17 superimposed motion generated. A first exhaust valve 11 are two cams 24 . 25 assigned their relative phase by one with the cam 24 connected phaser 26 is adjustable while a relative phase between the cams 24 ' . 25 ' that a second exhaust valve 11 ' are assigned by a second phaser 26 ' is adjustable.

Es sind auch Ausgestaltungen der Erfindung denkbar, in denen die Ventile 11, 11', 14, 14' in einer anderen Weise betätigbar sind, beispielsweise elektromagnetisch.There are also embodiments of the invention are conceivable in which the valves 11 . 11 ' . 14 . 14 ' can be actuated in another way, for example electromagnetically.

2 zeigt den Zylinder 12 in einer Draufsicht sowie schematisch eine als Steuer- und Regeleinheit ausgebildete Einheit 10, die Anschlüsse für Steuerleitungen 27, 28 zum Ansteuern der Phasensteller 26, 26' sowie eines ersten Nockenwellenverstellers 29 zum Einstellen einer Phase der ersten Nockenwelle 21 relativ zur Kurbelwelle und eines zweiten No ckenwellenverstellers 30 zum Einstellen einer Phase der zweiten Nockenwelle 17 relativ zur Kurbelwelle aufweist. Ein hier nicht dargestelltes Getriebe übersetzt eine Drehbewegung der Kurbelwelle in einem festen Verhältnis von 2:1 in eine Drehbewegung der Nockenwellen 17, 21. 2 shows the cylinder 12 in a plan view and schematically designed as a control unit and unit 10 , the connections for control cables 27 . 28 for driving the phaser 26 . 26 ' and a first camshaft adjuster 29 for adjusting a phase of the first camshaft 21 relative to the crankshaft and a second camshaft adjuster 30 for adjusting a phase of the second camshaft 17 relative to the crankshaft. A transmission not shown here translates a rotational movement of the crankshaft in a fixed ratio of 2: 1 into a rotational movement of the camshafts 17 . 21 ,

Die 3a–3f zeigen verschiedene Momentaufnahmen des Zylinders 12 während eines Viertakt-Zyklus. Im Bereich eines Kurbelwellenwinkels α von 0° (3a) erreichen eine Temperatur und ein Druck einer im Zylinder 12 befindlichen Ladung einen kritischen Wert, und die Ladung entzündet sich explosionsartig. In einem darauffolgenden Expansionstakt (3b) verschiebt der durch die Zündung entstehende hohe Druck im Zylinder 12 den Kolben 18 in eine Richtung 15 einer dem Zylinderkopf abgewandten Stirnfläche des Zylinders 12, wobei der Kolben 18 die Kurbelwelle antreibt. Die Drehbewegung der Kurbelwelle erzeugt eine Drehbewegung der Nockenwellen 17, 21, die so eingestellt sind, dass ein radial erweiterter Bereich der Nocke 24 der Nockenwelle 17 im Bereich eines unteren Totpunkts des Kolbens 18 bei einem Kurbelwellenwinkel α von etwas mehr als 180° die Brücke 22 an einer Seite anhebt. Dadurch kippen die Schleifstangen der Auslassventile 11, 11' die Hebel und diese verschieben durch die Stangen die Ventilplatten der Auslassventile 11, 11' aus den Ventiltaschen heraus in Richtung eines Innenraums des Zylinders 12. Dadurch öffnen sich die Auslassventile 11, 11', und der Kolben 18 kann, angetrieben durch die Kurbelwelle, die während des nun beginnenden Auslasstakts von einem anderen Zylinder angetrieben wird, das im Zylinder 12 befindliche verbrannte Restgas durch die offenen Auslassventile 11, 11' in den Abgaskanal 20 schieben (3c).The 3a - 3f show different snapshots of the cylinder 12 during a four-stroke cycle. In the range of a crankshaft angle kels α of 0 ° ( 3a ) reach a temperature and a pressure in the cylinder 12 charge is a critical value and the charge ignites explosively. In a subsequent expansion cycle ( 3b ) shifts the resulting high pressure in the cylinder by the ignition 12 the piston 18 in one direction 15 a cylinder head facing away from the end face of the cylinder 12 , where the piston 18 the crankshaft drives. The rotational movement of the crankshaft generates a rotational movement of the camshafts 17 . 21 that are set to be a radially expanded area of the cam 24 the camshaft 17 in the area of a bottom dead center of the piston 18 at a crankshaft angle α of slightly more than 180 °, the bridge 22 on one side. This causes the sanding rods of the exhaust valves to tilt 11 . 11 ' the levers and these move through the rods the valve plates of the exhaust valves 11 . 11 ' out of the valve pockets towards an interior of the cylinder 12 , This opens the exhaust valves 11 . 11 ' , and the piston 18 can, driven by the crankshaft, which is driven during the now starting exhaust stroke of another cylinder in the cylinder 12 burned residual gas through the open exhaust valves 11 . 11 ' in the exhaust duct 20 push ( 3c ).

Um ein Anstoßen des Kolbens 18 an die geöffneten Auslassventile 11, 11' zu verhindern, endet der radial erweiterte Bereich der Nocken 24, 24' der Nockenwelle 17, bevor der Kolben 18 bei einem Kurbelwellenwinkel α von 360° einen oberen Totpunkt erreicht, so dass sich die Auslassventile 11, 11' durch den Federmechanismus schließen und die Ventilplatten in die Ventiltaschen zurückgezogen werden (3d).To push the piston 18 to the open exhaust valves 11 . 11 ' To prevent the radially extended area of the cam ends 24 . 24 ' the camshaft 17 before the piston 18 reaches a top dead center at a crankshaft angle α of 360 °, so that the exhaust valves 11 . 11 ' close by the spring mechanism and the valve plates are pulled back into the valve pockets ( 3d ).

Zu Beginn eines Ansaugtakts 13 (3e, 3f, 4) erreicht ein radial erweiterter Bereich der Nocken 25, 25' die Brücken 22, 22' der Auslassventile 11, 11', so dass diese in einem Zeitpunkt t1 wieder geöffnet werden. In einer mit dem Zeitpunkt t1 beginnenden Phase 16 (4) bewegt die Kurbelwelle den Kolben 18 in die Richtung 15, so dass ein Unterdruck im Zylinder 12 entsteht und der Kolben 18 Restgas aus dem Abgaskanal 20 durch die geöffneten Auslassventile 11, 11' in den Innenraum des Zylinders 12 saugt (3e). Während der Phase 16 hält die Einheit 10 die Einsaugventile 14, 14' geschlossen.At the beginning of an intake stroke 13 ( 3e . 3f . 4 ) reaches a radially extended area of the cams 25 . 25 ' the bridges 22 . 22 ' the exhaust valves 11 . 11 ' so that they are opened again at a time t 1 . In a beginning with the time t 1 phase 16 ( 4 ) the crankshaft moves the piston 18 in the direction 15 , so that a negative pressure in the cylinder 12 arises and the piston 18 Residual gas from the exhaust duct 20 through the opened exhaust valves 11 . 11 ' into the interior of the cylinder 12 sucks ( 3e ). During the phase 16 holds the unit 10 the intake valves 14 . 14 ' closed.

Erreicht der Kurbelwellenwinkel α einen Wert von etwa 420°, enden die Phase 16 und der radial erweiterte Bereich der Nocken 25, 25', wodurch die Auslassventile 11, 11' geschlossen werden, während ein radial erweiterter Bereich der Nocken 23, 23' der Nockenwelle 21 beginnt und die Einlassventile 14, 14' sich öffnen. Der Kolben 18 saugt bis zum Ende des Ansaugtakts 13 bei einem Kurbelwellenwinkel α von 540° durch die geöffneten Einlassventile 14, 14' Frischluft in den Zylinder 12 ein, so dass dieser am Ende des Ansaugtakts 13 mit einem Gemisch von Frischluft und Restgas gefüllt ist.If the crankshaft angle α reaches a value of approximately 420 °, the phase ends 16 and the radially expanded portion of the cams 25 . 25 ' , causing the exhaust valves 11 . 11 ' be closed while a radially extended area of the cams 23 . 23 ' the camshaft 21 starts and the intake valves 14 . 14 ' open. The piston 18 sucks until the end of the intake stroke 13 at a crank angle α of 540 ° through the opened intake valves 14 . 14 ' Fresh air in the cylinder 12 one, so this at the end of the intake stroke 13 is filled with a mixture of fresh air and residual gas.

Ein Mischungsverhältnis zwischen Restgas und Frischluft ist durch eine Länge der Phase 16 bestimmt, in der Restgas aus der Abgasleitung 20 in den Zylinder 12 eingesaugt wird. Diese Länge ist durch die relativen Phasen der Nocken 24, 25 bzw. 24', 25' bestimmt und wird von der Einheit 10 über die Steuerleitung 27 und die Phasensteller 26, 26' abhängig von einer Motorlast und von einer Motortemperatur bestimmt, wobei die Einheit 10 die zuletzt genannten Kenngrößen aus einen CAN-Bus eines die Brennkraftmaschine umfassenden Kraftfahrzeugs ausliest. Die Motortemperatur und die Motorlast sind Kenngrößen, die neben dem Mischungsverhältnis einen Gehalt von Stickoxi den und Kohlenwasserstoffen im über den Abgaskanal 20 an einen hier nicht dargestellten Katalysator weitergeleiteten Abgas bestimmen. Die Einheit 10 liest aus einem gespeicherten Kennfeld abhängig von der Motorlast und von der Motortemperatur die an den Phasenstellern 26, 26' einzustellenden Phasen aus. Das Kennfeld ist im Hinblick auf eine Reduktion von Schadstoffen im Abgas optimiert.A mixing ratio between residual gas and fresh air is by a length of the phase 16 determined in the residual gas from the exhaust pipe 20 in the cylinder 12 is sucked in. This length is due to the relative phases of the cams 24 . 25 respectively. 24 ' . 25 ' determined and is by the unit 10 over the control line 27 and the phasers 26 . 26 ' depending on an engine load and determined by an engine temperature, the unit 10 the last-mentioned characteristic variables are read from a CAN bus of a motor vehicle comprising the internal combustion engine. The engine temperature and the engine load are characteristics that, in addition to the mixing ratio, a content of nitrogen oxides and hydrocarbons in the exhaust duct 20 determine exhaust gas routed to a catalyst, not shown here. The unit 10 reads from a stored map depending on the engine load and the engine temperature at the phasers 26 . 26 ' to be set phases. The map is optimized with regard to a reduction of pollutants in the exhaust gas.

In einem Kompressionstakt, der sich an den Ansaugtakt 13 anschließt, sind sowohl die Einlassventile 14, 14' als auch die Auslassventile 11, 11' geschlossen und der Kolben 18 komprimiert das Gemisch im Zylinder 12. Über eine hier nicht dargestellte Einspritzvorrichtung wird Dieselkraftstoff in den Zylinder 12 eingespritzt, bis sich das Gemisch im Bereich des oberen Totpunktes von selbst entzündet und der Viertakt-Zyklus von neuem beginnt (3a).In a compression stroke, which is connected to the intake stroke 13 Connects are both the intake valves 14 . 14 ' as well as the exhaust valves 11 . 11 ' closed and the piston 18 compresses the mixture in the cylinder 12 , About an injector, not shown here, diesel fuel in the cylinder 12 injected until the mixture ignites spontaneously in the region of top dead center and the four-cycle cycle restarts ( 3a ).

Öffnen sich die Ventile 11, 11', 14, 14', so geben die Ventilplatten jeweils eine ringförmige Öffnung zum Einsaugkanal 19 bzw. zum Abgaskanal 20 frei, deren Öffnungsfläche A bzw. A' einen Fluss von Restgas bzw. Frischluft in den Zylinder bestimmt. 4 zeigt den Verlauf der Öffnungsfläche A der Auslassventile 11, 11 und den Verlauf der Öffnungsfläche A' der Einlassventile 14, 14'.Open the valves 11 . 11 ' . 14 . 14 ' , The valve plates each give an annular opening to the intake 19 or to the exhaust duct 20 free, whose opening area A or A 'determines a flow of residual gas or fresh air into the cylinder. 4 shows the course of the opening area A of the exhaust valves 11 . 11 and the course of the opening area A 'of the intake valves 14 . 14 ' ,

5 zeigt einen entsprechenden Verlauf von Öffnungsflächen A bzw. A' von Auslassventilen 11, 11' bzw. von Einlassventilen 14, 14' einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung. Im Ansaugtakt 13 öffnen sich zunächst die Einlassventile 14, 14', bis sich in einem Zeitpunkt t1 die Einlassventile 14, 14,' schließen und die Auslassventile 11, 11' öffnen, so dass eine Phase 16 beginnt, in der Restgas durch die Auslassventile 11, 11' eingesaugt wird. Die Phase 16 ist eine Endphase des Ansaugtakts 13. Das Auslassventil 11 weist einen im Wesentlichen tangential zu einem Innenumfang des Zylinders 12 verlaufenden Einströmungskanal auf, so dass Restgas, das durch den Einströmungskanal des Auslassventils 11 in den In nenraum des Zylinders 12 einströmt, das gesamte darin befindliche Gemisch in einen wirbelförmigen Drall versetzt, durch den eine während der Zündung des Gemischs entstehende Verbrennungsenergie auf einen zentralen Bereich konzentriert werden kann. 5 shows a corresponding course of opening areas A and A 'of exhaust valves 11 . 11 ' or intake valves 14 . 14 ' an alternative embodiment of the invention. In the intake stroke 13 the inlet valves open first 14 . 14 ' , until at a time t 1, the intake valves 14 . 14 'close' and the exhaust valves 11 . 11 ' open, leaving a phase 16 starts in the residual gas through the exhaust valves 11 . 11 ' is sucked in. The phase 16 is a final phase of the intake stroke 13 , The outlet valve 11 has a substantially tangential to an inner circumference of the cylinder 12 extending inflow channel so that residual gas passing through the inflow passage of the exhaust valve 11 into the interior of the cylinder 12 flows, all the mixture therein in a vortex-shaped swirl, through which a combustion during the ignition of the mixture combustion energy can be concentrated to a central region.

Die Einheit 10 ist dazu vorgesehen, durch eine Einstellung der Phasen der Nocken 24, 24' über die Phasensteller 26, 26' ein Verhältnis der durch das Auslassventil 11 und durch das Auslassventil 11' einströmenden Luftmassen zu bestimmen, so dass die Einheit 10 abhängig von externen Kenngrößen über dieses Verhältnis eine Drallbildung kontrolliert.The unit 10 is intended by adjusting the phases of the cams 24 . 24 ' via the phaser 26 . 26 ' a ratio of through the exhaust valve 11 and through the exhaust valve 11 ' to determine incoming air masses, so that the unit 10 depending on external characteristics controlled by this ratio a swirling.

Zudem ist die Einheit 10 über die Phasensteller 26, 26' und weitere, hier nicht dargestellte Phasensteller zum Einstellen der Phasen der Nocken 23, 23' vorgesehen und kann die Phasen der Nocken 23, 23', 24, 24' derart einstellen, dass sich im Auslasstakt das Auslassventil 11', im Ansaugtakt 13 zunächst das Einlassventil 14', dann das Einlassventil 14 und schließlich das Auslassventil 11 öffnen, so dass die Ventile 11, 11', 14, 14' in einer zyklischen Reihenfolge geöffnet und geschlossen werden, wodurch eine Drallbildung zusätzlich unterstützt werden kann.In addition, the unit 10 via the phaser 26 . 26 ' and further, not shown here phaser for adjusting the phases of the cam 23 . 23 ' provided and can the phases of the cams 23 . 23 ' . 24 . 24 ' set such that in the exhaust stroke the exhaust valve 11 ' , in the intake stroke 13 first the inlet valve 14 ' , then the inlet valve 14 and finally the exhaust valve 11 open, leaving the valves 11 . 11 ' . 14 . 14 ' be opened and closed in a cyclic order, which can additionally support a swirl formation.

Ferner sind Ausgestaltungen der Erfindung denkbar, in denen die Einheit 10 abhängig von einem wählbaren oder durch äußere Kenngrößen bestimmten Betriebsmodus die Ventile 11, 11', 14, 14' in mehreren der oben beschriebenen Schaltfolgen betätigt.Furthermore, embodiments of the invention are conceivable in which the unit 10 depending on a selectable or determined by external characteristics operating mode, the valves 11 . 11 ' . 14 . 14 ' operated in several of the above-described switching sequences.

Claims (10)

Vorrichtung mit einer Einheit (10) zum Betätigen wenigstens eines Auslassventils (11, 11') eines Zylinders (12) einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (10) dazu vorgesehen ist, das Auslassventil (11, 11') in einem Zeitpunkt (t1) während eines Ansaugtakts (13) der Brennkraftmaschine zu öffnen.Device with one unit ( 10 ) for actuating at least one exhaust valve ( 11 . 11 ' ) of a cylinder ( 12 ) of an internal combustion engine, characterized in that the unit ( 10 ) is provided, the exhaust valve ( 11 . 11 ' ) at a time (t 1 ) during an intake stroke ( 13 ) of the internal combustion engine. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (10) dazu vorgesehen ist, wenigstens ein Einlassventil (14, 14') des Zylinders (12) zu betätigen.Device according to claim 1, characterized in that the unit ( 10 ) is provided, at least one inlet valve ( 14 . 14 ' ) of the cylinder ( 12 ). Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (10) dazu vorgesehen ist, während einer Phase (16) des Ansaugtakts (13), in der das Auslassventil (11, 11') geöffnet ist, das Einlassventil (14, 14') geschlossen zu halten.Device according to claim 2, characterized in that the unit ( 10 ) is intended during a phase ( 16 ) of the intake stroke ( 13 ), in which the exhaust valve ( 11 . 11 ' ), the inlet valve ( 14 . 14 ' ) to keep closed. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine als Selbstzündungsmaschine ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine is designed as a self-ignition engine is. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (10) dazu vorgesehen ist, während des Ansaugtakts (13) wenigstens drei Ventile (11, 11', 14, 14') zur Unterstützung einer Drallausbildung zyklisch zu öffnen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the unit ( 10 ) is provided during the intake stroke ( 13 ) at least three valves ( 11 . 11 ' . 14 . 14 ' ) to support a swirl training to open cyclically. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Auslassventil (11) zum Erzeugen einer Drallströmung im Zylinder (12) ausgelegt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one outlet valve ( 11 ) for generating a swirl flow in the cylinder ( 12 ) is designed. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (10) dazu vorgesehen ist, in wenigstens einem Betriebsmodus das Auslassventil (11, 11') in einer Endphase des Ansaugtakts (13) zu öffnen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the unit ( 10 ) is provided in at least one operating mode, the exhaust valve ( 11 . 11 ' ) in a final phase of the intake stroke ( 13 ) to open. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (10) zumindest eine Nockenwelle (17) umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the unit ( 10 ) at least one camshaft ( 17 ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (10) dazu vorgesehen ist, den Zeitpunkt (t1) abhängig von wenigstens einer Kenngröße zu bestimmen, von der auch eine Abgasqualität der Brennkraftmaschine abhängt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the unit ( 10 ) is provided to determine the time (t 1 ) as a function of at least one parameter on which an exhaust gas quality of the internal combustion engine also depends. Verfahren zum Betätigen eines Auslassventils (11, 11') eines Zylinders (12) einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (11, 11') in wenigstens einem Zeitpunkt (t1) während eines Ansaugtakts (13) der Brennkraftmaschine geöffnet wird.Method for actuating an exhaust valve ( 11 . 11 ' ) of a cylinder ( 12 ) of an internal combustion engine, characterized in that the exhaust valve ( 11 . 11 ' ) in at least one time (t 1 ) during an intake stroke ( 13 ) of the internal combustion engine is opened.
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