DE102018206746A1 - Vorrichtung zum bewegen von mindestens einem ventil für eine brennkammer eines verbrennungsmotors - Google Patents

Vorrichtung zum bewegen von mindestens einem ventil für eine brennkammer eines verbrennungsmotors Download PDF

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Abstract

Eine Vorrichtung 7 zum Bewegen von mindestens einem Ventil 27a für eine Brennkammer 5 eines Verbrennungsmotors 3, die Apparatur 7 umfassend: einen ersten Kolben 23a im Inneren einer ersten Kammer 25a, konfiguriert zum Ansteuern eines ersten Ventils 27a für die Brennkammer 5, wobei der erste Kolben 23a dazu ausgelegt ist, durch ein hydraulisches Steuerungssystem 21 angesteuert zu werden, um sich innerhalb der ersten Kammer 25a zu bewegen, zum Bewegen des ersten Ventils 27a; einen zweiten Kolben 23b innerhalb einer zweiten Kammer 25b, die dazu konfiguriert ist, keines der Ventile für irgendeine Brennkammer anzusteuern, wobei der zweite Kolben 23b dazu ausgelegt ist, durch das hydraulische Steuerungssystem 21 angesteuert zu werden, um sich innerhalb der zweiten Kammer 25b zu bewegen; eine elastische Einrichtung 29b, die dazu ausgelegt ist, der Ansteuerung des zweiten Kolbens 23b zu widerstehen; und eine Einstellungseinrichtung 30b, die dazu ausgelegt ist, den Widerstand der elastischen Einrichtung 29b zu steuern.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bewegen von mindestens einem Ventil für eine Brennkammer eines Verbrennungsmotors. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, bezieht sie sich auf eine Vorrichtung zum Bewegen von mindestens einem Ventil für eine Brennkammer eines Verbrennungsmotors in einem Fahrzeug.
  • Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Vorrichtung, einen Verbrennungsmotor, einen Ventiltrieb, ein Fahrzeug und ein Verfahren.
  • STAND DER TECHNIK
  • Zu einem vorgegebenen Zeitpunkt während eines Verbrennungszyklus eines Verbrennungsmotors („Motor“) wird ein Ventil (z. B. ein Tellerventil) von einem Ventilsitz weg und in eine Brennkammer hinein angehoben, um eine Einlass- oder Auslassöffnung in der Brennkammer zu öffnen und den Gasaustausch in die Brennkammer hinein oder aus der Brennkammer heraus durch die Öffnung hindurch zu ermöglichen. Zu einem späteren vorgegebenen Zeitpunkt während des Verbrennungszyklus kehrt das Ventil wieder zum Ventilsitz zurück, um die Öffnung zu schließen.
  • Es ist bekannt, das Anheben eines Ventils durch Vorrichtungen zu steuern (z. B. eine Nockenwelle und einen Ventiltrieb). Der Ventiltrieb kann ein hydraulisches Steuerungssystem umfassen, das durch die Nockenwelle angesteuert wird. Durch die Verdrängung von Fluid innerhalb des hydraulischen Steuerungssystems während der Ansteuerung durch die Nockenwelle bewegt sich ein kleiner Kolben innerhalb eines Zylinders. Der Kolben drückt gegen einen Ventilschaft eines Ventils, der den Kolben kontaktiert, um das Ventil anzuheben.
  • Eine Brennkammer kann eine Mehrzahl von Öffnungen umfassen, wobei jede Öffnung durch ein Ventil geöffnet und geschlossen wird.
  • Vorrichtungen, mit denen eine bessere Steuerung der Ventilhubmerkmale möglich ist, gestatten eine bessere Steuerung der Gasaustauschparameter, welche die Motorleistung beeinflussen. Beispiele für solche Parameter sind die Kraftstoff-Luft-Vermischung, das Ansaugen und der Krümmergasdruck. Solche Vorrichtungen ermöglichen daher ein effizientes Motormanagement für einen erhöhten Verbrennungswirkungsgrad und ein höheres Motordrehmoment sowie verringerte NVH-Werte (Noise, Vibration and Harshness - Geräusch, Vibration und Rauigkeit).
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beheben.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Vorrichtung, einen Verbrennungsmotor, einen Ventiltrieb und ein Fahrzeug entsprechend den nachstehenden Patentansprüchen bereit. Die vorliegende Erfindung wird durch die Darlegungen in den Patentansprüchen definiert.
  • Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Bewegen von mindestens einem Ventil für eine Brennkammer eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, die Vorrichtung umfassend:
    • einen ersten Kolben innerhalb einer ersten Kammer, konfiguriert zum Ansteuern eines ersten Ventils für die Brennkammer, wobei der erste Kolben dazu ausgelegt ist, durch ein hydraulisches Steuerungssystem angesteuert zu werden, um sich innerhalb der ersten Kammer zu bewegen, zum Bewegen des ersten Ventils;
    • einen zweiten Kolben im Inneren einer zweiten Kammer, der dazu konfiguriert ist, keines der Ventile für irgendeine Brennkammer anzusteuern, wobei der zweite Kolben dazu ausgelegt ist, durch das hydraulische Steuerungssystem angesteuert zu werden, um sich innerhalb der zweiten Kammer zu bewegen;
    • eine elastische Einrichtung, die dazu ausgelegt ist, der Ansteuerung des zweiten Kolbens zu widerstehen; und
    • eine Einstellungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, den Widerstand der elastischen Einrichtung zu steuern.
  • Die Einstellungseinrichtung und die elastische Einrichtung bieten den Vorteil einer besseren Steuerung der Hubmerkmale (Bewegungsmerkmale) des ersten Ventils. Wenn der zweite Kolben und der erste Kolben angesteuert werden, wird gepumpte Hydraulikflüssigkeit zwischen den beiden Kolben geteilt, wodurch sich die hydraulische Gesamtverdrängung des ersten Kolbens verringert und sich entsprechend der Hub des ersten Ventils verringert. Der zweite Kolben ist im Endeffekt ein „Hubsteuerungskolben“, da er als ein hydraulischer Akkumulator zu Steuerung der Hubmerkmale des ersten Ventils in Abhängigkeit davon fungiert, ob es angesteuert wird. Die Erhöhung des Widerstands der elastischen Einrichtung bewirkt, dass der zweite Kolben weniger verdrängt (bewegt) wird, wenn der zweite Kolben mit einer gleichen Energiemenge aus hydraulischer Verdrängung versorgt wird. Eine geringere Verdrängung des zweiten Kolbens entspricht einer proportional größeren Verdrängung des ersten Kolbens. Daher bewirkt eine Erhöhung des Widerstands der elastischen Einrichtung eine Erhöhung der maximalen Hubdistanz des ersten Ventils.
  • Die elastische Einrichtung sorgt auch für einen effizienten Ventiltrieb, indem sie Energie zum hydraulischen Steuerungssystem rückführt, wenn sie im Anschluss an ihre Verformung in ihre Ausgangsform zurückkehrt. Die elastische Einrichtung reduziert deutlich die Notwendigkeit, zusätzliche Hydraulikflüssigkeit in die Vorrichtung zu pumpen, um den Druck aufrechtzuerhalten.
  • In einigen Beispielen ist die Einstellungseinrichtung dazu ausgelegt, eine Vorspannung einzustellen, die auf die elastische Einrichtung einwirkt.
  • In den Beispielen, in denen der Widerstand die Vorspannung der elastischen Einrichtung ist, ermöglicht eine Änderung der Vorspannung vorteilhafterweise eine Begrenzung des maximalen Hubs des ersten Ventils, ohne das initiale Öffnen des Ventils oder das Schließen des Ventils wesentlich hinauszuschieben oder zu verzögern, um eine lange Dauer des Ventilhubereignisses aufrechtzuerhalten.
  • In einigen Beispielen umfasst die elastische Einrichtung eine mechanische Feder.
  • Dies bietet den Vorteil einer elastischen Einrichtung mit einer im Wesentlichen linearen Kraft-Verformungscharakteristik, was einen besser kalkulierbaren Widerstand gegen die Ansteuerung und somit einen besser kalkulierbaren Ventilhub ermöglicht.
  • In einigen Beispielen ist die Einstellungseinrichtung dazu ausgelegt, mehr als zwei Einstellungsstufen des Widerstands der elastischen Einrichtung zu ermöglichen.
  • Dies bietet den Vorteil einer besseren Steuerung der Hubmerkmale des ersten Ventils.
  • In einigen Beispielen umfasst die Einstellungseinrichtung ein rotierendes Element, das mit der elastischen Einrichtung gekoppelt ist und ein Schraubgewinde für die Positionseinstellung aufweist.
  • Dies bietet den Vorteil, eine Feinsteuerung der Hubmerkmale des ersten Ventils zu ermöglichen.
  • In einigen Beispielen umfasst die Vorrichtung eine elektronische Steuerungseinrichtung, die betreibbar ist, um die Einstellungseinrichtung einzustellen.
  • Dies bietet den Vorteil, eine aktive Steuerung der Hubmerkmale des ersten Ventils zu ermöglichen, um ein effizientes Motormanagement zu erreichen.
  • In einigen Beispielen umfasst die Vorrichtung mindestens einen weiteren Kolben, der dazu konfiguriert ist, keines der Ventile für irgendeine Brennkammer anzusteuern, wobei sich jeder von dem mindestens einen Kolben innerhalb einer weiteren Kammer befindet und dazu ausgelegt ist, durch das hydraulische Steuerungssystem angesteuert zu werden, um sich innerhalb seiner weiteren Kammer zu bewegen.
  • Dies bietet den Vorteil zusätzlicher Hubsteuerung im Vergleich zu dem, was in einer Vorrichtung möglich wäre, die nur einen zweiten Kolben aufweist.
  • In einigen Beispielen umfasst die Vorrichtung das hydraulische Steuerungssystem, wobei das hydraulische Steuerungssystem dazu ausgelegt ist, die sequentielle Ansteuerung des zweiten Kolbens und des mindestens einen weiteren Kolbens zu steuern.
  • Dies bietet den Vorteil, eine unabhängige Steuerung verschiedener Stadien des Hubs des ersten Ventils zu ermöglichen.
  • In einigen Beispielen umfasst die Vorrichtung eine weitere elastische Einrichtung, die dazu ausgelegt ist, der Ansteuerung des mindestens einen weiteren Kolbens zu widerstehen, und eine weitere Einstellungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, den Widerstand der weiteren elastischen Einrichtung einzustellen.
  • Dies bietet den Vorteil, eine unabhängige Feinsteuerung verschiedener Stadien des Hubs des ersten Ventils zu ermöglichen.
  • In einigen Beispielen umfasst die Vorrichtung einen Begrenzer, der dazu ausgelegt ist, eine maximale Bewegungsdistanz des mindestens einen weiteren Kolbens oder des zweiten Kolbens zu begrenzen, um die sequentielle Ansteuerung des zweiten Kolbens und des mindestens einen weiteren Kolbens zu steuern.
  • Die Verwendung eines Begrenzers bietet den Vorteil, die sequentielle Ansteuerung zu ermöglichen, ohne die Komplexität von Wegeventilen aufzuweisen.
  • In einigen Beispielen umfasst die Vorrichtung eine erste elastische Einrichtung, die dazu ausgelegt ist, der Ansteuerung des ersten Kolbens zu widerstehen. In einigen Beispielen unterscheidet sich ein Widerstand der ersten elastischen Einrichtung von einem Widerstand der elastischen Einrichtung, die dazu ausgelegt ist, der Ansteuerung des zweiten Kolbens zu widerstehen. In einigen Beispielen umfasst die erste Kammer eine erste Bohrung, deren Größe die Aufnahme des ersten Kolbens ermöglicht, weist die erste Bohrung eine erste Fläche auf, umfasst die zweite Kammer eine zweite Bohrung, deren Größe die Aufnahme des zweiten Kolbens ermöglicht, weist die zweite Bohrung eine zweite Fläche auf, und sind die erste Fläche und die zweite Fläche unterschiedlich. In einigen Beispielen umfasst die weitere Kammer eine weitere Bohrung, deren Größe die Aufnahme des weiteren Kolbens ermöglicht, weist die weitere Bohrung eine weitere Fläche auf, wobei die zweite Fläche und die weitere Fläche unterschiedlich sind. In einigen Beispielen weisen der erste Kolben und das erste Ventil eine erste kombinierte Masse auf, weist der zweite Kolben eine zweite Masse auf, und sind die erste kombinierte Masse und die zweite Messe unterschiedlich. In einigen Beispielen weist der weitere Kolben (23d) eine weitere Masse auf, wobei die zweite Messe und die weitere Messe unterschiedlich sind.
  • Dies bietet den Vorteil, eine bessere Steuerung der Hubänderung des ersten Ventils in dem zweiten Modus zu ermöglichen.
  • In einigen Beispielen umfasst die Vorrichtung das hydraulische Steuerungssystem, wobei das hydraulische Steuerungssystem zu Folgendem ausgelegt ist:
    • in einem ersten Modus, zum Steuern der Ansteuerung des ersten Kolbens, nicht aber des zweiten Kolbens; und
    • in einem zweiten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens.
  • Dies bietet den Vorteil einer besseren Steuerung der Hubmerkmale (Bewegungsmerkmale) des ersten Ventils, wobei mindestens zwei verschiedene Hubmerkmale ermöglicht werden. Wenn der zweite Kolben angesteuert wird, wird Hydraulikflüssigkeit zwischen den beiden Kolben geteilt, wodurch sich die hydraulische Gesamtverdrängung des ersten Kolbens verringert und sich entsprechend der Hub des ersten Ventils verringert.
  • In einigen Beispielen ist das hydraulische Steuerungssystem zu Folgendem ausgelegt: in dem ersten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des dritten Kolbens, nicht aber des zweiten Kolbens oder des weiteren Kolbens; und in dem zweiten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens und des dritten Kolbens und des weiteren Kolbens.
  • Die Vorrichtung kann für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Die Vorrichtung kann vorteilhafterweise in einer DWL-Anwendung (Discrete Variable Valve Lift - diskreter variabler Ventilhub) eingesetzt werden, wobei der erste und der zweite Modus DVVL-Modi sind. Die DVVL-Modi ermöglichen es, das Ventil bzw. die Ventile in Abhängigkeit von den Motormanagement-Anforderungen mehr oder weniger weit anzuheben, was in einem effizienteren und leistungsstärkeren Motor resultiert.
  • In einer anderen Anwendung kann die Vorrichtung mit mindestens einem zusätzlichen Ventil eingesetzt werden, um in der Lage zu sein, in Abhängigkeit von den Motormanagement-Anforderungen zwischen dualer Ventilansteuerung (Dual Valve Actuation, DVA) (erster Modus) und einzelner Ventilansteuerung (Single Valve Actuation, SVA) umzuschalten. Der SVA-Modus wird später beschrieben.
  • In einigen Beispielen ist das hydraulische Steuerungssystem ausgelegt zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens in dem zweiten Modus durch Steuern der gleichzeitigen Ansteuerung des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens unter Verwendung einer hydraulischen Pumpeneinrichtung.
  • Diese gleichzeitige parallele Ansteuerung bietet den Vorteil, dass der zweite Kolben ab dem Zeitpunkt zur Bereitstellung der Hubsteuerung verwendet werden kann, wenn die Ansteuerung einsetzt.
  • In einigen Beispielen umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zum Blockieren der hydraulischen Kommunikation zwischen dem zweiten Kolben und einer hydraulische Pumpeneinrichtung in dem ersten Modus, nicht aber in dem zweiten Modus.
  • Dies bietet den Vorteil einer schnellen hydraulischen Umschaltung zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus.
  • In einigen Beispielen ist der erste Kolben in dem ersten Modus um eine erste maximale Distanz bewegbar und in dem zweiten Modus um eine zweite maximale Distanz bewegbar, wobei die Einstellung der Einstellungseinrichtung die zweite maximale Distanz steuert, ohne die erste maximale Distanz zu verändern.
  • Dies bietet den Vorteil einer besseren Steuerung der Hubmerkmale (Bewegungsmerkmale) des ersten Ventils, wobei die Hubdistanz in dem zweiten Modus steuerbar ist.
  • In einigen Beispielen umfasst die Vorrichtung einen dritten Kolben innerhalb einer dritten Kammer, der dazu konfiguriert ist, ein zweites Ventil anzusteuern, wobei der dritte Kolben dazu ausgelegt ist, durch das hydraulische Steuerungssystem angesteuert zu werden, um sich innerhalb der dritten Kammer zu bewegen, um das zweite Ventil zu bewegen.
  • Dies bietet den Vorteil einer effizienten Vorrichtung, weil mehrere Ventile (z. B. mehrere Ventile von einer Brennkammer) gemeinsam ein hydraulisches Steuerungssystem verwenden.
  • Die Mehrventilvorrichtung kann dazu ausgelegt sein, DVVL-Modi bereitzustellen. In einigen Beispielen ist das hydraulische Steuerungssystem zu Folgendem ausgelegt:
    • in dem ersten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des dritten Kolbens, nicht aber des zweiten Kolbens; und
    • in dem zweiten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens und des dritten Kolbens.
  • In einigen Beispielen ist das hydraulische Steuerungssystem zu Folgendem ausgelegt: in dem ersten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des dritten Kolbens, nicht aber des zweiten Kolbens oder des weiteren Kolbens; und in dem zweiten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens und des dritten Kolbens und des weiteren Kolbens.
  • Der erste und der zweite Modus sind DVVL-Modi, weil in jedem Modus beide Ventile angehoben werden, wobei der Hub in Abhängigkeit vom Modus mehr oder weniger erfolgt.
  • In einigen Beispielen ist der erste Kolben in dem ersten Modus um eine erste maximale Distanz bewegbar und in dem zweiten Modus um eine zweite maximale Distanz bewegbar, wobei der dritte Kolben in dem ersten Modus um eine dritte maximale Distanz bewegbar ist und in dem zweiten Modus um eine vierte maximale Distanz bewegbar ist, wobei die erste maximale Distanz größer ist als die zweite maximale Distanz und wobei die dritte maximale Distanz größer ist als die vierte maximale Distanz.
  • Dies ermöglicht vorteilhafterweise einen Hoch-Hubmodus in dem ersten Modus und einen Niedrig-Hubmodus in dem zweiten Modus. Der Niedrig-Hubmodus ist vorteilhaft für den reibungslosen und effizienten Motorbetrieb bei geringer Last und in Umgebungen mit geringer Motordrehzahl, wie etwa in städtische Umgebungen. Der Hoch-Hubmodus ist vorteilhaft für einen erhöhten Gasaustausch, was das Motordrehmoment verbessert.
  • In einigen Beispielen steuert die Einstellung der Einstellungseinrichtung die zweite maximale Distanz und die vierte maximale Distanz, ohne die erste maximale Distanz oder die dritte maximale Distanz zu verändern.
  • Dies bietet den Vorteil, dass die Ventilhubmerkmale in dem Niedrig-Hubmodus unter Verwendung der Einstellungseinrichtung gesteuert werden können, um das Motordrehmoment und/oder den Motorwirkungsgrad zu erhöhen.
  • In einigen Beispielen ist das hydraulische Steuerungssystem zu Folgendem ausgelegt:
    • in dem ersten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des dritten Kolbens, nicht aber des zweiten Kolbens; und
    • in dem zweiten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens, nicht aber des dritten Kolbens.
  • Die Ansteuerung der gleichen Anzahl von Kolben in beiden Modi bietet den Vorteil einer Kompensation der Tendenz des hydraulischen Steuerungssystems, das erste Ventil im SVA-Modus weiter anzuheben als im DVA-Modus. Diese Kompensation bietet eine bessere Steuerung des Gasaustauschs in Bezug auf die Brennkammer und verringert die Ventilinterferenz mit einem Hubabschnitt der Brennkammer.
  • In einigen Beispielen ist das hydraulische Steuerungssystem zu Folgendem ausgelegt: in dem ersten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des dritten Kolbens, nicht aber mindestens von einem des zweiten Kolbens und des weiteren Kolbens; und in dem zweiten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens oder des weiteren Kolbens, nicht aber des dritten Kolbens.
  • In einigen Beispielen ist der erste Kolben in dem ersten Modus um eine erste maximale Distanz bewegbar und in dem zweiten Modus um eine zweite maximale Distanz bewegbar, wobei der dritte Kolben in dem ersten Modus um eine dritte maximale Distanz bewegbar ist, und wobei die erste maximale Distanz, die zweite maximale Distanz und die dritte maximale Distanz gleich sind.
  • Dies bietet den Vorteil einer Eliminierung der Tendenz des hydraulischen Steuerungssystems, das erste Ventil im SVA-Modus weiter anzuheben als im DVA-Modus.
  • In einigen Beispielen umfasst die Vorrichtung ein System mit einem geschlossenen Regelkreis zum Einstellen der Einstellungseinrichtung, um die Unterschiede zwischen der ersten maximalen Distanz und der zweiten maximalen Distanz zu verringern.
  • Dies bietet den Vorteil einer aktiven Eliminierung der Tendenz des hydraulischen Steuerungssystems, das erste Ventil im SVA-Modus weiter anzuheben als im DVA-Modus.
  • In einigen Beispielen umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zum Blockieren der hydraulischen Kommunikation zwischen dem dritten Kolben und einer hydraulischen Pumpeneinrichtung des hydraulischen Steuerungssystems in dem zweiten Modus, nicht aber in dem ersten Modus.
  • Dies bietet den Vorteil einer schnellen hydraulischen Umschaltung zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus.
  • In einigen Beispielen umfasst die Vorrichtung ein bewegbares Element, das in dem ersten Modus in eine erste Position bewegbar ist, in welcher das bewegbare Element die Ansteuerung des zweiten Kolbens blockiert und die Ansteuerung des dritten Kolbens ermöglicht, und das in einem zweiten Modus in eine zweite Position bewegbar ist, in welcher das bewegbare Element die Ansteuerung des dritten Kolbens blockiert und die Ansteuerung des zweiten Kolbens ermöglicht.
  • Dieses bewegbare Element zur Steuerung der Ansteuerung beider Kolben bietet den Vorteil einer Verringerung der mit den Schaltmodi verbundenen Timing- und/oder Steuerungsbeschränkungen.
  • In einigen Beispielen blockiert das bewegbare Element in der ersten Position die hydraulische Kommunikation zwischen dem zweiten Kolben und einer hydraulischen Pumpeneinrichtung des hydraulischen Steuerungssystem und ermöglicht die hydraulische Kommunikation zwischen dem dritten Kolben und der hydraulischen Pumpeneinrichtung, wobei das bewegbare Element in der zweiten Position die hydraulische Kommunikation zwischen dem dritten Kolben und der hydraulischen Pumpeneinrichtung blockiert und die hydraulische Kommunikation zwischen dem zweiten Kolben und der hydraulischen Pumpeneinrichtung ermöglicht. In einigen Beispielen besteht das bewegbare Element aus einem einzigen Schieber, der dazu ausgelegt ist, sich entlang einer einzigen Achse zwischen der ersten Position und der zweiten Position zu bewegen.
  • Das Blockieren und Ermöglichen der hydraulischen Kommunikation bietet den Vorteil einer schnellen Umschaltung zwischen dem ersten und zweiten Modus.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verbrennungsmotor bereitgestellt, der die Vorrichtung umfasst.
  • In einigen Beispielen weist der Verbrennungsmotor eine vorgegebene Anzahl von Krümmerverlängerungen auf, die sich in Brennkammern hinein öffnen, jede Krümmerverlängerung aufweisend eine zugehörige längsgerichtete Mittelachse, wobei eine Achse der Hin- und Herbewegung des zweiten Kolbens keine längsgerichtete Mittelachse von einer der Krümmerverlängerungen schneidet.
  • Dies bietet den Vorteil einer erhöhten Gestaltungsfreiheit bei der Anordnung des zweiten Kolbens, da der zweite Kolben lediglich der Hubsteuerung dient.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ventiltrieb bereitgestellt, der die Vorrichtung umfasst.
  • In einigen Beispielen wird eine Mehrzahl der Vorrichtungen bereitgestellt, umfasst der Ventiltrieb eine Steuerungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, parallel zueinander die hydraulischen Steuerungssysteme der Mehrzahl der Vorrichtungen zu steuern, um zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus umzuschalten.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das den Verbrennungsmotor umfasst.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System bereitgestellt, das die Vorrichtung und Hydraulikflüssigkeit in dem hydraulischen Steuerungssystem umfasst.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung für einen Ventiltrieb bereitgestellt, die Vorrichtung umfassend:
    • einen ungekoppelten Kolben im Inneren einer Kammer, der dazu konfiguriert ist, keines der Ventile für irgendeine Brennkammer anzusteuern, wobei der ungekoppelte Kolben dazu ausgelegt ist, durch ein Fluidsteuerungssystem angesteuert zu werden, um sich innerhalb der Kammer zu bewegen. Das Fluidsteuerungssystem kann ein hydraulisches Steuerungssystem oder ein pneumatisches Steuerungssystem sein.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Steuerung eines Motors bereitgestellt, die Vorrichtung umfassend:
    • einen Kolben innerhalb einer Kammer, wobei der Kolben dazu ausgelegt ist, sich innerhalb der Kammer zu bewegen;
    • ein hydraulisches Steuerungssystem, das dazu ausgelegt ist, die Ansteuerung des Kolbens zu steuern;
    • eine elastische Einrichtung, die dazu ausgelegt ist, der Ansteuerung des Kolbens zu widerstehen; und
    • eine Einstellungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, den Widerstand der elastischen Einrichtung zu steuern.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bewegen von mindestens einem Ventil für eine Brennkammer eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, das Verfahren umfassend die folgenden Schritte:
    • in einem ersten Modus, das Bewirken der hydraulischen Ansteuerung eines ersten Kolbens, nicht aber eines zweiten Kolbens;
    • das Umschalten aus dem ersten Modus in einen zweiten Modus, und in dem zweiten Modus, das Bewirken der gleichzeitigen hydraulischen Ansteuerung des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens,
    • wobei sich der erste Kolben innerhalb einer ersten Kammer befindet, dazu konfiguriert ist, ein erstes Ventil für die Brennkammer anzusteuern, und dazu ausgelegt ist, sich bei hydraulischer Ansteuerung innerhalb der ersten Kammer (25a) zu bewegen, zum Bewegen des ersten Ventils;
    • wobei sich der zweite Kolben innerhalb einer zweiten Kammer befindet, dazu konfiguriert ist, keines der Ventile für irgendeine Brennkammer anzusteuern, und dazu ausgelegt ist, sich bei hydraulischer Ansteuerung innerhalb der zweiten Kammer zu bewegen, wobei der Ansteuerung des zweiten Kolbens durch eine elastische Einrichtung widerstanden wird, wobei der Widerstand der elastischen Einrichtung durch eine Einstellungseinrichtung gesteuert wird.
  • Innerhalb des Umfangs dieser Anmeldung wird ausdrücklich beabsichtigt, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorhergehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt werden, und insbesondere deren individuellen Merkmale, unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination berücksichtigt werden können. Dies bedeutet, dass alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer beliebigen Ausführungsform auf beliebige Weise und/oder Kombination kombiniert werden können, sofern diese Merkmale nicht inkompatibel sind. Der Antragsteller behält sich das Recht vor, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu ändern oder jeden neuen Patentanspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu verändern, um von einem beliebigen Merkmal eines beliebigen anderen Anspruchs abzuhängen und/oder dieses zu integrieren, obwohl es auf diese Art und Weise zuvor nicht beansprucht wurde.
  • Figurenliste
  • Eine oder mehrere erfindungsgemäße Ausführungsformen werden nun nur beispielhalber unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
    • 1 ein Beispiel ein Fahrzeug zeigt, das einen Motor aufweist;
    • 2 ein Beispiel einer Vorrichtung zeigt;
    • 3 ein anderes Beispiel einer Vorrichtung zeigt;
    • 4 ein anderes Beispiel einer Vorrichtung zeigt;
    • 5 beispielhafte Ventilhubkurven für eine Vorrichtung zeigt; und
    • 6 ein Beispiel einer Einstellungseinrichtung einer Vorrichtung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die Abbildungen zeigen eine Vorrichtung 7 zum Bewegen von mindestens einem Ventil 27a für eine Brennkammer 5 eines Verbrennungsmotors 3, die Apparatur 7 umfassend: einen ersten Kolben 23a im Inneren einer ersten Kammer 25a, konfiguriert zum Ansteuern eines ersten Ventils 27a für die Brennkammer 5, wobei der erste Kolben 23a dazu ausgelegt ist, durch ein hydraulisches Steuerungssystem 21 angesteuert zu werden, um sich innerhalb der ersten Kammer 25a zu bewegen, zum Bewegen des ersten Ventils 27a; einen zweiten Kolben 23b innerhalb einer zweiten Kammer 25b, die dazu konfiguriert ist, keines der Ventile für irgendeine Brennkammer anzusteuern, wobei der zweite Kolben 23b dazu ausgelegt ist, durch das hydraulische Steuerungssystem 21 angesteuert zu werden, um sich innerhalb der zweiten Kammer 25b zu bewegen; eine elastische Einrichtung 29b, die dazu ausgelegt ist, der Ansteuerung des zweiten Kolbens 23b zu widerstehen; und eine Einstellungseinrichtung 30b, die dazu ausgelegt ist, den Widerstand der elastischen Einrichtung 29b zu steuern.
  • 1 zeigt ein Beispiel für ein Fahrzeug 1, in welchem Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung implementiert werden können. In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen ist das Fahrzeug 1 ein Personenfahrzeug, auch bezeichnet als Pkw oder Automobil. Personenfahrzeuge haben im Allgemeinen ein Leergewicht von weniger als 5000 kg. In anderen Beispielen können Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für andere Anwendungen implementiert werden, wie z. B. industrielle Fahrzeuge, Luft- oder Wasserfahrzeuge oder fahrzeugfremde Anwendungen.
  • In 1 umfasst das Fahrzeug 1 einen Motor 3. Der Motor 3 umfasst eine Brennkammer 5. In einigen Beispielen umfasst der Motor 3 eine Mehrzahl von Brennkammern 5. Der Motor 3 umfasst einen Ventiltrieb 9 zur Steuerung des Betriebs von Ventilen des Motors 3. Der Ventiltrieb 9 umfasst eine Vorrichtung 7, in welcher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung implementiert werden können.
  • 2 zeigt ein erstes Ventil 27a (z. B. ein Tellerventil), das dazu konfiguriert ist, eine Öffnung 6 (einen Ausschnitt) in einer Wand der Brennkammer 5 des Motors 3 aus 1 zu blockieren, wenn das erste Ventil 27a geschlossen ist, und die Öffnung 6 zu öffnen, wenn das erste Ventil 27a angehoben ist (sich in einer geöffneten Position befindet) und daher einen Abstand zu seinem Ventilsitz aufweist.
  • Die Öffnung 6 ist eine Schnittstelle zwischen der Brennkammer 5 und einer Krümmerverlängerung 28. Die Krümmerverlängerung 28 dient der Bereitstellung oder Sammlung von Gasen im Zusammenhang mit einem Verbrennungsprozess und hat in 2 die Form eines Rohres. Wenn das erste Ventil 27a durch die Vorrichtung 7 in eine geöffnete Position bewegt (angehoben) wird, steuert die Trennungsdistanz des geöffneten ersten Ventils 27a von der Öffnung 6 den Gasfluss in die Brennkammer 5 hinein, wenn das erste Ventil 27a ein Einlassventil ist, oder aus der Brennkammer 5 heraus, wenn das erste Ventil 27a ein Auslassventil ist.
  • 2 zeigt auch ein Beispiel einer Vorrichtung 7 entsprechend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Steuerung der Bewegung des ersten Ventils 27a. In einigen Beispielen dient die Vorrichtung 7 der Steuerung der Bewegung von mehr als einem Ventil. In anderen Beispielen umfasst die Anzahl der Ventile, die durch die Vorrichtung 7 gesteuert werden, nur ein einziges Ventil.
  • Die Vorrichtung 7 aus 2 umfasst: ein hydraulisches Steuerungssystem 21; ein Ventilstellglied in Form eines ersten Kolbens 23a innerhalb einer ersten Kammer 25a; einen zweiten Kolben 23b innerhalb einer zweiten Kammer 25b; eine elastische Einrichtung 29b; und eine Einstellungseinrichtung 30b.
  • Der erste Kolben 23a ist innerhalb der ersten Kammer 25a bewegbar, zum Beispiel durch Hin- und Herbewegung, die durch Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit verursacht wird. Der erste Kolben 23a ist dazu konfiguriert, das erste Ventil 27a für die Brennkammer 5 anzusteuern, über eine nicht-hydraulische Kopplung zwischen dem ersten Kolben 23a und dem ersten Ventil 27a, wie z. B. eine direkte mechanische Kopplung (Fläche-zu-Fläche-Kontakt) oder eine indirekte mechanische Kopplung (mithilfe von einem oder mehreren eingreifenden mechanischen Bauteilen) oder über jede andere Form von Kopplung, die unabhängig von Hydraulikflüssigkeit ist, welche den ersten Kolben 23a und den zweiten Kolben 23b ansteuert. Der erste Kolben 23a kann daher als ein „gekoppelter“ Kolben 23a angesehen werden. Die erste Kammer 25a kann eine Ventilöffnung zum Aufnehmen eines Schafts des ersten Ventils 27a umfassen. Die Bewegung des ersten Kolbens 23a wird direkt in die Bewegung des ersten Ventils 27a übertragen.
  • In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen sind alle gekoppelten Kolben jeweils an einer jeweiligen Krümmerverlängerung des Motors 3 ausgerichtet, wenn die Vorrichtung 7 in dem Motor 3 installiert ist. Die Ausrichtung an einer Krümmerverlängerung bedeutet, dass eine Achse, in der sich ein Kolben hin- und herbewegt, im Wesentlichen eine längsgerichtete Mittelachse der Krümmerverlängerung schneidet, für eine ordnungsgemäße Ventilausrichtung und minimale Seitenbelastung.
  • Der zweite Kolben 23b befindet sich innerhalb der zweiten Kammer 25b und ist bewegbar innerhalb der zweiten Kammer 25b, zum Beispiel durch Hin- und Herbewegung, die durch Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit verursacht wird. Der zweite Kolben 23a ist dazu konfiguriert, keines der Ventile für irgendeine Brennkammer anzusteuern, zum Beispiel das erste Ventil 27a. Die zweite Kammer 25b umfasst keine Ventilöffnung zum Aufnehmen eines Schafts eines Ventils. Der zweite Kolben 23b kann daher als ein „Dummy“-Kolben bzw. „ungekoppelter“ Kolben angesehen werden. Der zweite Kolben 23b in der zweiten Kammer 25b definiert einen hydraulischen Akkumulator, der sich im Volumen erweitert, wenn er sich durch Bewegung des zweiten Kolbens 23b mit Hydraulikflüssigkeit füllt.
  • Ungekoppelte Kolben können so angeordnet werden, dass sie nicht an einer Krümmerverlängerung des Motors 3 ausgerichtet sind, wenn die Vorrichtung 7 in dem Motor 3 installiert ist, da ungekoppelte Kolben lediglich der Hubsteuerung von anderen gekoppelten Kolben dienen.
  • Die elastische Einrichtung 29b (z. B. ein elastisches Element) in der Vorrichtung 7 aus 2 ist dazu ausgelegt, der Ansteuerung des zweiten Kolbens 23b zu widerstehen. Die elastische Einrichtung 29b ist dazu ausgelegt, der Ansteuerung des zweiten Kolbens 23b zu widerstehen, durch Verformung als Reaktion auf die Bewegung des zweiten Kolbens 23b. Die elastische Einrichtung 29b ist dazu ausgelegt, Energie zum hydraulischen Steuerungssystem 21 rückzuführen, wenn sie im Anschluss an ihre Verformung in ihre Ausgangsform zurückkehrt.
  • In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen umfasst die elastische Einrichtung 29b (elastisches Element) eine mechanische Feder. In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen umfasst die elastische Einrichtung 29b eine Kompressionsfeder. In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen umfasst die elastische Einrichtung 29b eine Spiralfeder. In anderen Beispielen kann die elastische Einrichtung 29b ein anderes Material oder System umfassen, das dazu ausgelegt ist, eine im Wesentlichen lineare Rückstellkraftcharakteristik gegen Verformung aufzuweisen.
  • Die Einstellungseinrichtung 30b (Einstellelement) in der Vorrichtung 7 aus 2 ist dazu ausgelegt, den Widerstand der elastischen Einrichtung 29b zu steuern. In einigen Beispielen ist die Einstellungseinrichtung 30b dazu ausgelegt ist, eine Mehrzahl von Einstellungsstufen des Widerstands der elastische Einrichtung 29b zu ermöglichen. Zum Beispiel kann die Einstellungseinrichtung 30b dazu ausgelegt sein, mehr als zwei Einstellungsstufen zu ermöglichen.
  • In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen bezieht sich der Widerstand auf eine Vorspannung, und ist die Einstellungseinrichtung 30b betreibbar, um die Vorspannung einzustellen, die auf die elastische Einrichtung 29b einwirkt. Die Vorspannung ist eine Hintergrundebene der internen Belastung in der elastischen Einrichtung 29b, die selbst dann vorhanden ist, während der zweite Kolben 23b nicht angesteuert wird. Wenn zum Beispiel die elastische Einrichtung 29b eine Feder ist, umfasst eine Vorspannung eine erste Verlängerung oder Kompression der Feder aus ihrer Ruhelänge (freien Länge), sogar während der zweite Kolben 23b nicht angesteuert wird. Im Gebrauch, wenn durch die Ansteuerung des zweiten Kolbens 23b Ansteuerungskraft auf die vorgespannte elastische Einrichtung 29b einwirkt, muss diese Ansteuerungskraft die Vorspannung überschreiten, bevor der zweite Kolben 23b beginnt, sich zu bewegen. Bis die Vorspannung überschritten wird, erfolgt keine Bewegung des zweiten Kolbens 23b. Daher erfolgt bis zur Überschreitung der Vorspannung die gesamte hydraulische Verdrängung in dem ersten Kolben 23a. Sobald die Vorspannung überschritten wird, teilt sich die hydraulische Verdrängung zwischen den Kolben 23a, 23b auf, wodurch jede weitere Verschiebung des ersten Kolbens 23a verringert wird.
  • 5 zeigt beispielhafte Ventilhubkurven für ein Ventil (wie z. B. das erste Ventil 27a) der Vorrichtung 7. Die x-Achse entspricht der normalisierten Zeit t wie z. B. der Kurbelverdrängung. Die y-Achse entspricht der Distanz d des ersten Ventils 27a von seinem Sitz. Die Linie 501 ist eine erste Ventilhubkurve, die zu dem zweite Kolben 23b gehört, der aufgrund einer Vorspannung unbewegbar ist (es tritt keine hydraulische Akkumulation auf). Die Linie 501 hat daher eine normale Glockenform, wie sie dem durchschnittlichen Fachmann auf dem Gebiet der Technik vertraut ist. Die Linie 503 ist eine zweite Ventilhubkurve, die zu dem zweitem Kolben 23b gehört, der aufgrund einer vordefinierten endlichen Vorspannung bewegbar ist. Die zweite Ventilhubkurve hat eine abgeschnittene Glockenform. Diese wird im Folgenden beschrieben.
  • Die zweite Ventilhubkurve 503 entspricht vor einem ersten Schulterpunkt 505 auf der zweiten Ventilhubkurve 503 der ersten Ventilhubkurve 501. Die auf den zweiten Kolben 23b wirkende Ansteuerungskraft überschreitet nicht die Vorspannung, deshalb bewegt sich der zweite Kolbens 23b vor dem ersten Schulterpunkt 505 nicht. Der erste Schulterpunkt 505 entspricht dem Beginn der Bewegung des zweiten Kolbens 23b, wenn die auf den zweiten Kolben 23b wirkende Ansteuerungskraft die Vorspannung überschreitet. Ein Teil der verdrängten Hydraulikflüssigkeit wird nun in der zweiten Kammer 25b akkumuliert. Folglich verlangsamt sich das erste Ventil 27a nach dem ersten Schulterpunkt 505. Das erste Ventil 27a erreicht dann seinen Hubspitzenpunkt 507, der niedriger ist als seine maximal mögliche Hubspitze 509, wie sie in der ersten Ventilhubkurve 501 gezeigt ist. Das erste Ventil 27a bewegt sich anschließend mit einer anfänglich niedrigen Geschwindigkeit zurück in Richtung seines Sitzes, dann - sobald die Vorspannung nicht mehr überschritten wird - kehrt das Ventil 27a an dem zweiten Schulterpunkt 511 mit einer hohen Geschwindigkeit zu seinem Sitz zurück. Nach dem zweiten Schulterpunkt 511 entspricht die zweite Ventilhubkurve 503 der ersten Ventilhubkurve 501.
  • In anderen Beispielen kann der Widerstand eine Federrate anstatt eine Vorspannung sein.
  • 6 zeigt eine beispielhafte Implementierung der Einstellungseinrichtung 30b, die auf die elastische Einrichtung 29b einwirkt. Die Einstellungseinrichtung 30b umfasst ein topfartiges Gleitelement 601, in dem ein Ende der elastischen Einrichtung 29b sitzt. Die Einstellungseinrichtung 30b umfasst einen Nocken 603 zur Nockenführung des topfartigen Gleitelements 601, um die Vorspannung der elastischen Einrichtung 29b einzustellen. Der Nocken 603 kann durch ein Schneckengetriebe 605 oder eine andere geeignete Verbindung rotierbar sein. Das Schneckengetriebe 605 ist ein rotierendes Element, umfassend ein Schraubgewinde 607, das durch ein Stellglied wie z. B. einen Schrittmotor 609 rotiert werden kann, sowie eine Schrägverzahnung 611 auf dem Nocken 603 oder auf einer separaten Komponente, die mit dem Nocken 603 verbunden ist. Die Schrägverzahnung 611 greift in das Schraubengewinde 607 ein.
  • Das hydraulische Steuerungssystem 21 umfasst eine geeignete hydraulische Verschaltung (in 2 nicht dargestellt) zum Steuern der Ansteuerung des ersten Kolbens 23a und des zweiten Kolbens 23b. Die „Ansteuerung“ eines Kolbens bezieht sich auf die Bewegung eines Kolbens, verursacht durch hydraulische Verdrängung. Zu einer beispielhaften hydraulischen Verschaltung zählen:
    • - eine Pumpeneinrichtung zum Verdrängen von Hydraulikflüssigkeit zur Ansteuerung des ersten Kolbens 23a und zur Ansteuerung des zweiten Kolbens 23b, zum Beispiel ein nockenangesteuerter Master-Kolben, der Hydraulikflüssigkeit innerhalb des Hydraulikkreises in Abhängigkeit von der Rotation der Motornockenwelle pumpt;
    • - einen Vorratsbehälter für Hydraulikflüssigkeit, zum Beispiel ein Motor-Hauptölkanal, der dazu konfiguriert ist, je nach Anforderungen Hydraulikflüssigkeit zum Hydraulikkreis hinzufügen oder aus diesem zu entfernen;
    • - eine oder mehrere Passagen, welche die hydraulische Kommunikation (hydraulische Kopplung) zwischen den Komponenten des Kreises ermöglichen; und
    • - Steuerungsventile, wie z. B. Wegeventile zum Steuern der hydraulischen Kommunikation zwischen den Komponenten des Hydraulikkreises und der Pumpeneinrichtung. Die Steuerungsventile sind Beispiele für hydraulische Verschaltung, die in der Lage ist, die Ansteuerung eines Kolbens zu steuern.
  • Nunmehr Bezug nehmend auf die Steuerungsaspekte des hydraulischen Steuerungssystems 21, ist das hydraulische Steuerungssystem 21 in einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen zu Folgendem ausgelegt: in einem ersten Modus, zum Steuern der Ansteuerung des ersten Kolbens 23a, nicht aber des zweiten Kolbens 23b; und in einem zweiten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens 23a und des zweiten Kolbens 23b. Das hydraulische Steuerungssystem 21 befindet sich abhängig davon in dem ersten Modus oder in dem zweiten Modus, ob der zweite Kolben 23b angesteuert wird.
  • Die parallele Ansteuerung von Kolben bezieht sich das Ermöglichen einer hydraulischen Verdrängung zum gleichzeitigen Erreichen beider der Kolben in parallelen Zweigen des Hydraulikkreises, ohne dass die Ansteuerung von einem der Kolben in Abhängigkeit von irgendeiner vorherigen Ansteuerung (in Reihe) des anderen der Kolben erfolgt oder diese voraussetzt. Der bzw. die gekoppelte(n) Kolben und ungekoppelte(n) Kolben ist bzw. sind so konfiguriert, dass sie im Inneren des Hydraulikkreises einem gleichen Volumen kontinuierlicher Hydraulikflüssigkeit ausgesetzt sind.
  • In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen befindet sich das hydraulische Steuerungssystem 21 in dem ersten Modus, wenn sich der erste Kolben 23a zu Beginn eines Pumpzyklus (z. B. zu Beginn der Nockenführung der Pumpeneinrichtung durch eine Nockenwellennase) in hydraulischer Kommunikation mit einer Pumpeneinrichtung befindet, während der zweite Kolben 23b hydraulisch isoliert von der Pumpeneinrichtung ist. Das hydraulische Steuerungssystem 21 befindet sich in dem zweiten Modus, wenn sich der erste Kolben 23a und der zweite Kolben 23b zu Beginn der Pumpzyklus gleichzeitig in hydraulischer Kommunikation mit der Pumpeneinrichtung befinden. Daher werden in dem zweiten Modus der erste Kolben 23a und der zweite Kolben 23b parallel angesteuert.
  • Wenn der zweite Kolben 23b parallel mit dem ersten Kolben 23a angesteuert wird (zweiter Modus), wird gepumpte Hydraulikflüssigkeit zwischen den beiden Kolben 23a, 23b geteilt, wodurch sich die hydraulische Gesamtverdrängung des ersten Kolbens 23a verringert und sich entsprechend der Hub des ersten Ventils 27a verringert. Der zweite Kolben 23b ist ein „Hubsteuerungskolben“, da er als ein hydraulischer Akkumulator zu Steuerung der Hubmerkmale des ersten Ventils 27a in Abhängigkeit davon fungiert, ob seine Ansteuerung erfolgt.
  • Die Vorrichtung 7 ist, in dem ersten Modus, zur Steuerung der Ansteuerung des ersten Kolbens 23a konfiguriert, nicht aber des zweiten Kolbens 23b, indem die Bewegung des ersten Kolbens 23a als Reaktion auf die hydraulische Verdrängung ermöglicht wird und die Bewegung des zweiten Kolbens 23b als Reaktion auf die hydraulische Verdrängung verhindert wird. Das Ermöglichen der Bewegung des ersten Kolbens 23a kann das Schließen eines Ablassventils zum Ablassen von Hydraulikflüssigkeit aus dem hydraulischen Steuerungssystem 21 umfassen, um zu gewährleisten, dass die hydraulische Verdrängung durch die Pumpeneinrichtung den ersten Kolben 23a bewegt. Das Verhindern der Bewegung des zweiten Kolbens 23b als Reaktion auf die hydraulische Verdrängung kann das Ansteuern eines Wegeventils umfassen, um die hydraulische Kommunikation zwischen dem zweiten Kolben 23b und der Pumpeneinrichtung zu blockieren.
  • Die Vorrichtung 7 ist, in dem zweiten Modus, zur Steuerung der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens 23a und des zweiten Kolbens 23b konfiguriert, indem die Bewegung des ersten Kolbens 23a als Reaktion auf die hydraulische Verdrängung ermöglicht wird und die Bewegung des zweiten Kolbens 23b als Reaktion auf die hydraulische Verdrängung ermöglicht wird. Das Ermöglichen der Bewegung des zweiten Kolbens 23b als Reaktion auf die hydraulische Verdrängung kann das Ansteuern eines Wegeventils umfassen, um die hydraulische Kommunikation zwischen dem zweiten Kolben 23b und der Pumpeneinrichtung zu ermöglichen. Das Ermöglichen der Bewegung des ersten Kolbens 23a und des weiten Kolbens 23b kann des Weiteren das Schließen eines Ablassventils zum Ablassen von Hydraulikflüssigkeit aus dem hydraulischen Steuerungssystem 21 umfassen, um zu gewährleisten, dass die hydraulische Verdrängung durch die Pumpeneinrichtung den ersten Kolben 23a und den zweiten Kolben 23b bewegt.
  • Die Vorrichtung 7 ist nicht darauf beschränkt, genau einen ungekoppelten Kolben aufzuweisen, oder darauf, genau einen gekoppelten Kolben aufzuweisen, wie das in 2 dargestellt ist. 3 zeigt eine beispielhafte Vorrichtung 7, umfassend einen weiteren dritten, „gekoppelten“ Kolben 23c und einen weiteren vierten, „ungekoppelten“ Kolben 23d zusätzlich zu dem ersten, „gekoppelten“ Kolben 23a und dem zweiten, „ungekoppelten“ Kolben 23b aus 2. Die Vorrichtung 7 ist nicht einmal darauf beschränkt, zwei gekoppelte Kolben, zwei ungekoppelte Kolben oder sogar die gleiche Anzahl von gekoppelten und ungekoppelten Kolben aufzuweisen, wie das in 3 dargestellt ist.
  • Die Vorrichtung 7 aus 3 ist betreibbar, um eine Mehrzahl von Ventilen parallel anzusteuern, wobei mehrere ungekoppelte Kolben (zweiter Kolben 23b und vierter Kolben 23d) als separate Hubsteuerungskolben dienen.
  • Die Vorrichtung 7 aus 3 umfasst auch alle Elemente der Vorrichtung 7 aus 2, nämlich das erste Ventil 27a, den ersten Kolben 23a, die erste Kammer 25a, den zweiten Kolben 23b, die zweite Kammer 25b, die elastische Einrichtung 29b, die Einstellungseinrichtung 30b und das hydraulische Steuerungssystem 21. Die Vorrichtung 7 aus 3 ist daher eine Dual-Ventilvorrichtung 7.
  • Der dritte Kolben 23c befindet sich innerhalb einer dritten Kammer 25c. Der dritte Kolben 23c ist innerhalb der dritten Kammer 25c bewegbar, zum Beispiel durch Hin- und Herbewegung, die durch Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit verursacht wird. Der dritte Kolben 23c ist dazu konfiguriert, ein zweites Ventil 27c (z. B. ein Tellerventil) für die Brennkammer 5 anzusteuern, über eine nicht-hydraulische Kopplung zwischen dem dritten Kolben 23c und dem zweiten Ventil 27c, wie z. B. eine direkte mechanische Kopplung (Fläche-zu-Fläche-Kontakt) oder eine indirekte mechanische Kopplung (mithilfe von einem oder mehreren eingreifenden mechanischen Bauteilen) oder über jede andere Form von Kopplung, die unabhängig von Hydraulikflüssigkeit ist, welche den ersten Kolben 23a, den zweiten Kolben 23b und den dritten Kolben 23c ansteuert. Der dritte Kolben 23c kann daher als ein „gekoppelter“ Kolben angesehen werden. Die dritte Kammer 25c kann eine Ventilöffnung zum Aufnehmen eines Schafts des zweiten Ventils 27c umfassen. Die Bewegung des dritten Kolbens 23c wird direkt und lediglich über mechanische Kräfte in die Bewegung des zweiten Ventils 27c übertragen.
  • Der weitere Kolben 23d ist ein vierter Kolben 23d der Vorrichtung 7. Der vierte Kolben 23d befindet sich innerhalb der (weiteren) vierten Kammer 25d der Vorrichtung 7 und ist bewegbar innerhalb der vierten Kammer 25d, zum Beispiel durch Hin- und Herbewegung, die durch Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit verursacht wird. Der vierte Kolben 23d ist dazu konfiguriert, keines der Ventile für irgendeine Brennkammer anzusteuern, zum Beispiel das erste Ventil 27a und das zweite Ventil 27c. Die vierte Kammer 25d umfasst keine Ventilöffnung zum Aufnehmen eines Schafts eines Tellerventils. Der vierte Kolben 23d kann daher als ein „Dummy“-Kolben bzw. „ungekoppelter“ Kolben angesehen werden. Der vierte Kolben 23d in der vierten Kammer 25d definiert einen hydraulischen Akkumulator, der sich im Volumen erweitert, wenn er sich durch Bewegung des vierten Kolbens 23d mit Hydraulikflüssigkeit füllt.
  • In der Darstellung von 3 ist der erste Kolben 23a mechanisch mit der ersten elastischen Einrichtung 29a gekoppelt und ist der dritte Kolben 23c mechanisch mit einer dritten elastischen Einrichtung 29c gekoppelt. In einigen Beispielen sind die erste elastische Einrichtung 29a und die dritte elastische Einrichtung 29c Ventilrückstellfedern, die dazu konfiguriert sind, das erste Ventil 27a beziehungsweise das zweite Ventil 27c zurück zu ihren Ventilsitzen zu bringen. In 3 ist der zweite Kolben 23b mechanisch mit der (zweiten) elastischen Einrichtung 29b gekoppelt, welche die gleiche ist wie die elastische Einrichtung 29b der Vorrichtung 7 aus 2, und der vierte Kolben 23d ist mechanisch mit der vierten elastischen Einrichtung 29d gekoppelt. Die vierte elastische Einrichtung 29d ist dazu ausgelegt, der Ansteuerung des vierten Kolbens 23b zu widerstehen, durch Verformung als Reaktion auf die Bewegung des vierten Kolbens 23d. Die vierte elastische Einrichtung 29d kann den gleichen Aufbau wie die zweite elastische Einrichtung 29b aufwiesen, zum Beispiel kann die vierte elastische Einrichtung 29b eine Kompressionsfeder umfassen. Die zweite elastische Einrichtung 29b und die vierte elastische Einrichtung 29d sind dazu ausgelegt, Energie zum hydraulischen Steuerungssystem 21 rückzuführen, wenn sie im Anschluss an ihre Verformung im zweiten Modus in ihre Ausgangsform zurückkehren.
  • In 3, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen, ist eine weitere Einstellungseinrichtung 30d vorgesehen. Die weitere Einstellungseinrichtung 30d ist dazu ausgelegt, den Widerstand der vierten elastischen Einrichtung 29d zu steuern. Der Aufbau der weiteren Einstellungseinrichtung 30d kann der gleiche sein wie der Aufbau der Einstellungseinrichtung 30b.
  • In 3 wird die Einstellungseinrichtung 30b und/oder die weitere Einstellungseinrichtung 30d durch eine elektronische Steuerungseinrichtung 300 gesteuert, wie das in 3 dargestellt ist. Die elektronische Steuerungseinrichtung 300 kann ein elektronisches Steuerungsmodul wie z. B. eine Motorsteuerungseinheit umfassen, zum Steuern der Einstellungseinrichtung in Abhängigkeit von den Motormanagement-Anforderungen. In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen erfolgt die Steuerung der Einstellungseinrichtung 30b mithilfe eines geschlossenen Regelkreises, in dem eine gemessene Ausgabe (z. B. ein gemessener maximaler Ventilhub) gemessen und wieder zurück in das elektronische Steuerungsmodul eingespeist wird, um die von der Einstellungseinrichtung benötigte Einstellung neu zu berechnen.
  • In der Abbildung von 3 sind Komponenten eines beispielhaften hydraulischen Steuerungssystems 21 im Einzelnen dargestellt. In 3 ist die hydraulische Pumpeneinrichtung in Form eines Master-Kolbens 31 vorgesehen, der dazu ausgelegt ist, durch eine Nockenwelle oder ein anderes geeignetes Stellglied (nicht dargestellt) angesteuert zu werden. Der Master-Kolben 31 verdrängt Hydraulikflüssigkeit in dem hydraulischen Steuerungssystem 21, wenn er im Gebrauch angesteuert wird. Es ist diese Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit, welche die Ansteuerung der ersten bis vierten Kolben 23a-23d bewirkt. Die ersten bis vierten Kolben 23a-23d können daher als „Slave“-Kolben angesehen werden.
  • Ein Vorratsbehälter-Ablassventil 38 ermöglicht die hydraulische Kommunikation zwischen der Vorrichtung 7 und einem externen Vorratsbehälter 36 (z. B. einem Hauptölkanal mit relativ niedrigem Druck), wenn das Vorratsbehälter-Ablassventil 38 geöffnet ist. Wenn das Vorratsbehälter-Ablassventil 38 geöffnet ist, wird jegliche Verdrängungsenergie der Hydraulikflüssigkeit in den Vorratsbehälter abgelassen, so dass keiner der Kolben 23a-23d angesteuert wird. Im Gebrauch kann das Vorratsbehälter-Ablassventil 38 bei Bedarf geöffnet werden, um falls erforderlich für einen Null-Ventilhub zu sorgen.
  • Einem Einspeiseventil 34 liefert Hydraulikflüssigkeit an die Vorrichtung 7 zum Auffüllen von verlorener Hydraulikflüssigkeit durch Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 36, um einen erforderlichen Hydraulikdruck in der Vorrichtung 7 aufrechtzuerhalten.
  • Das hydraulische Steuerungssystem 21 umfasst des Weiteren ein Wegeventil 33b, das dazu konfiguriert ist, sich zwischen zwei Schaltpositionen zu bewegen (umzuschalten), welche die hydraulische Kommunikation zwischen dem zweiten Kolben 23b und dem Master-Kolben 31 blockieren bzw. ermöglichen.
  • Der Aufbau von Wegeventilen ist hier mit der Nomenklatur np/nc angegeben, wobei np die Anzahl der Öffnungen (Summe von Eingangs- und Ausgangsöffnungen) ist, die mit dem Wegeventil 33b verbunden sind, und nc die Anzahl der Schaltpositionen ist. Das dargestellte Wegeventil 33b ist ein 2/2-Weg-Ventil (analog zu einem elektrischen Ein-Wege-Schalter).
  • Das hydraulische Steuerungssystem 21 umfasst des Weiteren ein Wegeventil 33d, das dazu konfiguriert ist, sich zwischen zwei Schaltpositionen zu bewegen (umzuschalten), welche die hydraulische Kommunikation zwischen dem vierten Kolben 23d und dem Master-Kolben 31 blockieren bzw. ermöglichen. Das dargestellte zusätzliche Wegeventil 33d ist ein 2/2-Weg-Ventil. In anderen Beispielen sind die Wegeventile 33b und 33d mechanisch miteinander verbunden, um ein einziges Wegeventil (z. B. ein 4/2-Weg-Wegeventil) zu bilden.
  • In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen ist ein Ablassventil 39 zwischen dem zweiten Kolben 23b und dessen zugehörigem Wegeventil 33b vorgesehen. Das Ablassventil 39 ist dazu konfiguriert, restliche Hydraulikflüssigkeit abzulassen, die in der zweiten Kammer 25b eingeschlossen ist, während das Wegeventil 33b die hydraulische Kommunikation zwischen dem zweiten Kolben 23b und dem Master-Kolben 31 blockiert. Dies reduziert das Ablassen von Hydraulikflüssigkeit nach einer Dichtung zwischen dem zweiten Kolben 23b und der zweiten Kammer 25b. Ein Ablassventil 39 ist auch zwischen dem vierten Kolben 23d und dessen zugehörigem Wegeventil 33d vorgesehen, um die gleiche Funktion durchzuführen.
  • Das Durchführen einer Umschaltung zwischen dem oben beschriebenen ersten Modus und dem zweiten Modus umfasst das Umschalten von mindestens einem oder optional von allen verfügbaren Wegeventilen (z. B. 33b, 33d) durch die Steuerungseinrichtung 37.
  • Die Wegeventile 33b und 33d können vom Typ her Schieberventile sein, und die Steuerungseinrichtung 37 aus 3 kann hydraulische Stellglieder wie z. B. Magnetschalter (nicht dargestellt) umfassen, um die Schieber in ihre Arbeitspositionen vorzuspannen, sowie Federn, um die Schieber in ihre Normalpositionen vorzuspannen. Die hydraulischen Stellglieder können sich in wahlweiser hydraulischer Kommunikation mit einem Motor-Hauptölkanal befinden, wobei die Steuerung der hydraulischen Kommunikation durch mindestens ein per Magnetschalter angesteuertes Wegeventil mit elektronischer Steuerung durch ein elektronisches Steuerungsmodul (nicht dargestellt) erfolgt.
  • In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen umfasst der Ventiltrieb 9 eine Mehrzahl der Vorrichtungen 7, und ist das per Magnetschalter angesteuerte Wegeventil dazu ausgelegt, parallel zueinander die hydraulischen Steuerungssysteme 21 der Mehrzahl der Vorrichtungen 7 zu steuern, um zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus umzuschalten. Jede Vorrichtung 7 schaltet daher gleichzeitig zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus um.
  • Erneut Bezug nehmend auf die Vorrichtung 7 in sowohl 2 als auch 3, kann die Vorrichtung 7 vorteilhafterweise in einer DVVL-Anwendung (Discrete Variable Valve Lift - diskreter variabler Ventilhub) eingesetzt werden, wobei der erste und der zweite Modus DVVL-Modi sind. Die DVVL-Modi ermöglichen es, das erste Ventil 27a bzw. die Ventile in Abhängigkeit von den Motormanagement-Anforderungen mehr oder weniger anzuheben, was in einem effizienteren und leistungsstärkeren Motor 3 resultiert.
  • Bezug nehmend auf sowohl 2 als auch 3, sind in einem ersten, einem Hoch-Ventilhubmodus die Wegeventile 33b, 33d dazu ausgelegt, die Ansteuerung des bzw. der gekoppelten Kolben zu steuern, nicht aber die des bzw. der ungekoppelten Kolben, zum Beispiel durch Blockierung der Passage von Hydraulikflüssigkeit zu dem bzw. den ungekoppelten Kolben. Der Ventilhub ist hoch, weil die verdrängte Hydraulikflüssigkeit nicht zwischen dem bzw. den gekoppelten und dem bzw. den ungekoppelten Kolben geteilt wird. In einem zweiten, einem Niedrig-Ventilhubmodus sind die Wegeventile 33b, 33d dazu ausgelegt, die parallele Ansteuerung des bzw. der gekoppelten Kolben und des bzw. der ungekoppelten Kolben zu steuern. Der Ventilhub ist im zweiten Modus niedrig, weil die verdrängte Hydraulikflüssigkeit zwischen dem bzw. den gekoppelten und dem bzw. den ungekoppelten Kolben geteilt wird.
  • Speziell Bezug nehmend auf 3, sind in dem ersten Modus die Wegeventile 33b, 33d dazu ausgelegt, die parallele Ansteuerung des ersten Kolbens 23a und des dritten Kolbens 23c zu steuern, nicht aber die des zweiten Kolbens 23b oder des vierten Kolbens 23c. In dem zweiten Modus sind die Wegeventile 33b, 33d dazu ausgelegt, die parallele Ansteuerung des ersten Kolbens 23a, des zweiten Kolbens 23b, des dritten, ungekoppelten Kolbens 23c und des vierten, ungekoppelten Kolbens 23c zu steuern.
  • In den obigen Beispielen werden in dem zweiten Modus insgesamt mehr Slave-Kolben angesteuert als in dem ersten Modus. Genauer gesagt wird, um DVVL bereitzustellen, in dem zweiten Modus durch eine gegebene Menge an Verdrängungsenergie, die durch die Pumpeneinrichtung bereitgestellt wird, eine größere Slave-Kolben-Gesamtfläche verdrängt.
  • Im oben beschriebenen DVVL-Beispiel bewegt sich der erste Kolben 23a in dem ersten Modus um eine erste maximale Distanz und bewegt sich in dem zweiten Modus um eine zweite maximale Distanz, wobei die erste maximale Distanz größer ist als die zweite maximale Distanz. Der dritte Kolben 23c bewegt sich in dem ersten Modus um eine dritte maximale Distanz und bewegt sich in dem zweiten Modus um eine vierte maximale Distanz, wobei die dritte maximale Distanz größer ist als die vierte maximale Distanz. Die Einstellung der Einstellungseinrichtung 30b und/oder der weiteren Einstellungseinrichtung 30d steuert die zweite maximale Distanz und die vierte maximale Distanz, ohne die erste maximale Distanz oder die dritte maximale Distanz zu verändern. Dies liegt daran, dass die erste maximale Distanz und die dritte maximale Distanz in dem ersten Modus auftreten, wenn sich der ungekoppelte Kolben bzw. die ungekoppelten Kolben nicht in hydraulischer Kommunikation mit dem Master-Kolben 31 befindet bzw. befinden.
  • Die verschiedenen zeitlichen und physischen Merkmale, die jedem der Slave-Kolben zugeordnet sind, können einstellbar sein, um das Ventilhubverhalten anzupassen, wie z. B. das Ventilbeschleunigungsverhalten und die maximale Hubdistanz.
  • Ein zeitliches Merkmal ist das Timing der Umschaltung der Wegeventile 33b, 33d. In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen ist die Steuerungseinrichtung 37 dazu konfiguriert, die Wegeventile 33b und 33d gleichzeitig (nicht sequentiell) umzuschalten. In anderen Beispielen werden die Wegeventile 33b und 33d sequentiell umgeschaltet. Zum Beispiel wird eines der Wegeventile 33b, 33d umgeschaltet, um eine Umschaltung zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus durchzuführen. Das andere der Wegeventile 33b, 33d wird dann nach einem bestimmten Teil des Ventilhubereignisses umgeschaltet, um einige Hydraulikflüssigkeitsenergie vom Heben der Ventile wegzulenken. Das sequentielle Umschalten ermöglicht eine mehrstufige Ventilhubsteuerung.
  • In einem anderen Beispiel der Steuerung eines zeitlichen Merkmals (Timing) ist die Steuerungseinrichtung 37 dazu konfiguriert, das Umschalten einzelner Wegeventile der Vorrichtung 7 unabhängig von anderen Wegeventilen der Vorrichtung 7 zu steuern. Wenn dieser Ansatz auf 3 angewendet wird, würde die Vorrichtung 7 über vier DVVL-Modi (vier diskrete Ventilhubspitzen) verfügen. In dem ersten DVVL-Modus sind beide Wegeventile 33b, 33d geöffnet, um den Ventilhub zu minimieren. In dem zweiten DVVL-Modus ist nur das Wegeventil 33b geöffnet, um einen ersten mittleren Ventilhub zu erzielen. In dem dritten DVVL-Modus ist nur das Wegeventil 33d geöffnet, um einen zweiten mittleren Ventilhub zu erzielen. In dem vierten DVVL-Modus sind beide Wegeventile 33b, 33d geschlossen, um den Ventilhub zu maximieren. Die Anzahl der möglichen DVVL-Modi beträgt 2^n, wobei n die Anzahl der ungekoppelten Kolben der Vorrichtung 7 ist. Jeder DVVL-Modus ermöglicht eine andere Ventilhubspitze, wenn jedem der ungekoppelten Kolben ein anderes physisches Merkmal zugeordnet ist. Im Folgenden sind verschiedene beispielhafte physische Merkmale aufgeführt.
  • Ein beispielhaftes physisches Merkmal ist ein weiteres Widerstandsmerkmal der elastischen Einrichtung 29b, 29d, wie z. B. die Federkonstante. In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen unterscheidet sich der Widerstand der zweiten elastischen Einrichtung 29b vom Widerstand der vierten elastischen Einrichtung 29d. In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen unterscheiden sich die Widerstände der elastischen Einrichtung 29b, 29d, die den ungekoppelten Kolben 23b, 23d zugeordnet sind, von den Widerständen der elastischen Vorrichtung 29a, 29c, die den gekoppelten Kolben 23a, 23c zugeordnet sind, zum Beispiel sind sie größer als diese.
  • Ein anderes physisches Merkmal ist der Querschnitt (die Fläche) der Bohrungen der Kammern zum Aufnehmen der Kolben. Die angesteuerte Oberfläche von jedem Kolben ist ungefähr gleich groß (geringfügig kleiner, um thermische Effekte zuzulassen) wie die Bohrung seiner Kammer. Die Kolben in Kammern mit einer größeren Bohrung verdrängen weniger, wenn ihnen die gleiche Energiemenge aus hydraulischer Verdrängung zugeführt wird. In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen unterscheidet sich die Bohrung der zweiten Kammer 25b von der Bohrung der vierten Kammer 25d. In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen unterschieden sich die Bohrungen der Kammern der ungekoppelten Kolben von den Bohrungen der Kammern der gekoppelten Kolben, zum Beispiel sind sie größer als diese.
  • Ein anderes physisches Merkmal ist die maximale Bewegungsdistanz (der Hub) der Kolben. In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen umfasst die Vorrichtung 7 einen Begrenzer 35 (einen Hubbegrenzer), der dazu ausgelegt ist, eine maximale Bewegungsdistanz von mindestens einem der ungekoppelten Kolben zu begrenzen. In einigen Beispielen ist der Begrenzer 35 als eine Basis der Kammer ausgeführt oder als eine Verengung in der Bohrung der Kammer. Ein Begrenzer 35 stört den Hub von mindestens einem der ungekoppelten Kolben, so dass der ungekoppelte Kolben gegen den Begrenzer 35 stößt, bevor der maximale Ventilhub auftritt (z. B. bevor eine Nockenwellennase den Master-Kolben 31 verstellt). Ein Begrenzer 35 kann eingesetzt werden, um den Hub von einem der ungekoppelten Kolben im Verhältnis zu dem anderen der ungekoppelten Kolben zu begrenzen. Dies führt zur sequentiellen Ansteuerung der ungekoppelten Kolben, um eine mehrstufige Ventilhubsteuerung zu ermöglichen.
  • Ein anderes physisches Merkmal sind die Massen der Kolben. Die Kolben mit größerer Masse weisen größere Trägheitseffekte auf, wenn Sie mit einer gleichen Energiemenge (hydraulische Verdrängung) versorgt werden. In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen unterscheidet sich die Masse des zweiten Kolbens 23b von der Masse des vierten Kolbens 23d. In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen unterschieden sich die Massen der ungekoppelten Kolben von den Massen der gekoppelten Kolben, zum Beispiel sind sie größer als diese.
  • Die Einstellungseinrichtung 30b und die weitere Einstellungseinrichtung 30d aus 3 können separat gesteuert werden. Die Vorrichtung 7 kann mit zusätzlichen separat steuerbaren ungekoppelten Kolben versehen sein, wobei jeder ungekoppelte Kolben mit einer elastischen Einrichtung und einer Steuerungseinrichtung versehen ist, um zusätzliche verschiedene Ventilhubkurven für das Ventil bzw. die Ventile der Vorrichtung 7 zu ermöglichen, wobei jede Ventilhubkurve eine andere Form aufweist.
  • In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen sind die zeitlichen und/oder physischen Merkmale so gewählt, dass zusätzlich zum beabsichtigten Unterschied in der maximalen Hubdistanz das Beschleunigungs- und Verzögerungsverhalten des Ventils in dem ersten und dem zweiten Modus gesteuert werden kann.
  • In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen sind die zeitlichen und/oder physischen Merkmale so gewählt, dass gewährleistet ist, dass die Ventile beginnen, sich zu heben, bevor die ungekoppelten Kolben beginnen, sich zu bewegen.
  • 4 zeigt ein Beispiel der Vorrichtung 7, die mindestens zwei gekoppelte Kolben umfasst. Im Beispiel von 4 ist das hydraulische Steuerungssystem 21, in Kombination mit mindestens einem ungekoppelten Kolben 23b, dazu konfiguriert, es der Vorrichtung 7 zu ermöglichen, in dem ersten Modus mehrere Ventile anzuheben und in dem zweiten Modus weniger Ventile anzuheben. Die in 4 dargestellte Vorrichtung 7 weist zwei gekoppelte Kolben auf, weshalb in diesem Beispiel der erste Modus ein DVA-Modus (Dual Valve Actuation - Dual-Ventilansteuerung) ist und der zweite Modus ein SVA-Modus (Single Valve Actuation - Einzel-Ventilbetätigung) ist.
  • Die Vorrichtung 7 aus 4 umfasst alle Elemente der Vorrichtung 7 aus 2. In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen umfasst die Vorrichtung 7 aus 4 die meisten Elemente der Vorrichtung 7 aus 3, jedoch ist der optionale vierte Kolben 23d aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt, und die Wegeventile 33b, 33d sind ersetzt durch ein anderes 4/2-Weg-Wegeventil 41. Zu den gemeinsamen Elementen zählen mindestens: das erste Ventil 27a, der erste Kolben 23a, die erste Kammer 25a, die erste elastische Einrichtung 29a, die Einstellungseinrichtung 30b, der zweite Kolben 23b, die zweite Kammer 25b, die zweite elastische Einrichtung 29b, das dritte Ventil 27c, der dritte Kolben 23c, die dritte Kammer 25c, die dritte elastische Einrichtung 29c, das hydraulische Steuerungssystem 21, einschließlich des Master-Kolbens 31, des Vorratsbehälters 36, des Vorratsbehälter-Ablassventils 38, des Einspeiseventils 34 und eines Ablassventils 39 für den zweiten Kolben 23b.
  • Die Vorrichtung 7 aus 4 umfasst eine erste Einrichtung, wie z. B. ein Wegeventil, zum Blockieren der hydraulischen Kommunikation zwischen dem dritten Kolben 23c und dem Master-Kolben 31 in dem zweiten Modus und zum Ermöglichen der hydraulischen Kommunikation zwischen dem dritten Kolben 23c und dem Master-Kolben 31 in dem ersten Modus. Daher wird das zweite Ventil 27c nur in dem zweiten Modus angehoben. Das erste Ventil 27a wird in beiden Modi angehoben. Das Wegeventil kann ein 2/2-Weg-Wegeventil ähnlich dem sein, das in Bezug auf 3 beschrieben wurde, oder ein Abschnitt eines 4/2-Weg-Wegeventils 41, wie es in 4 dargestellt ist. Das Wegeventil kann daher betrieben werden, um die Vorrichtung 7 zwischen dem ersten, dem DVA-Modus und dem zweiten, dem SVA-Modus umzuschalten.
  • Die Vorrichtung 7 umfasst auch eine zweite Einrichtung, wie z. B. ein Wegeventil, zum Blockieren der hydraulischen Kommunikation zwischen dem zweiten Kolben 23b und dem Master-Kolben 31 in dem ersten Modus und zum Ermöglichen der hydraulischen Kommunikation zwischen dem zweiten Kolben 23b und dem Master-Kolben 31 in dem zweiten Modus. Das Wegeventil kann ein 2/2-Weg-Wegeventil ähnlich dem sein, das in Bezug auf 3 beschrieben wurde, oder ein anderer Abschnitt des 4/2-Weg-Wegeventils 41, wie es in 4 dargestellt ist.
  • In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen werden die erste Einrichtung und die zweite Einrichtung, in 4 verkörpert in nur einem Wegeventil 41, im Gebrauch angesteuert, um zwischen einem DVA-Modus und einem SVA-Modus umzuschalten, womit die Tendenz kompensiert wird, das erste Ventil 27a im SVA-Modus weiter hydraulisch anzuheben. In dem ersten Modus (DVA) ist das Wegeventil 41 dazu ausgelegt, die parallele Ansteuerung des ersten Kolbens 23a und des dritten Kolbens 23c zu steuern, nicht aber die des zweiten Kolbens 23b. In dem ersten Modus werden insgesamt zwei Kolben angesteuert. In dem zweiten Modus (SVA) ist das Wegeventil 41 dazu ausgelegt, die parallele Ansteuerung des ersten Kolbens 23a und des zweiten Kolbens 23b zu steuern, nicht aber die des dritten Kolbens 23c. Die Kombination der Kolben, die in dem zweiten Modus angesteuert werden, unterscheidet sich von der Kombination der Kolben, die in dem ersten Modus angesteuert werden. In dem zweiten Modus werden insgesamt zwei Kolben angesteuert.
  • Im obigen Beispiel, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen, wird in dem zweiten Modus (SVA) und in dem ersten Modus (DVA) die gleiche Gesamtanzahl von Slave-Kolben angesteuert. Insbesondere tritt die Kompensation im SVA-Modus auf, weil in dem zweiten Modus durch eine gleiche Menge an Verdrängungsenergie eine gleiche Slave-Kolben-Gesamtfläche verdrängt wird, obwohl einer der Slave-Kolben (der dritte Kolben 23c) nicht mehr angesteuert wird. Daher sollte nachvollziehbar sein, dass Abweichungen von den dargestellten Beispielen möglich sind, zum Beispiel kann im SVA-Modus im Vergleich zum DVA-Modus eine unterschiedliche Anzahl von Slave-Kolben angesteuert werden, während weiterhin für die Kompensation gesorgt wird, wenn die Slave-Kolben-Gesamtflächen oder andere Merkmale der Slave-Kolben angemessen gesteuert werden.
  • In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen in Bezug auf eine DVA-SVA-Implementierung werden die Merkmale, die zu dem zweiten Kolben 23b gehören, so gewählt, dass sie möglichst weitgehend mit den Merkmalen übereinstimmen, die zu dem dritten Kolben 23c gehören. Die Merkmale können so gewählt werden, dass sich der erste Kolben 23a im Gebrauch um eine erste maximale Distanz bewegt und in dem zweiten Modus um eine zweite maximale Distanz bewegt, wobei sich der dritte Kolben 23c in dem ersten Modus um eine dritte maximale Distanz bewegt, und wobei die erste maximale Distanz, die zweite maximale Distanz und die dritte maximale Distanz gleich sind (innerhalb der verfahrenstechnischen Toleranzen liegen). Die Merkmale umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, eines oder mehrere von Folgendem: Kolbenmasse; Kammerbohrung; Kolbenhub; Timing der Umschaltung des Wegeventils 41 bzw. der Wegeventile 41; Widerstand der elastischen Vorrichtung. Jedes dieser Merkmale wurde oben Bezug auf 3 detailliert beschrieben.
  • Die Einstellung der Einstellungseinrichtung 30b steuert die zweite maximale Distanz, ohne die erste maximale Distanz oder die dritte maximale Distanz zu verändern. Dies liegt daran, dass die erste maximale Distanz und die dritte maximale Distanz auftreten, wenn sich der zweite Kolben 23b nicht in hydraulischer Kommunikation mit dem Master-Kolben 31 befindet. Ein geschlossener Regelkreis kann verwendet werden, um die zweite maximale Distanz so zu steuern, dass die Unterschiede zwischen der ersten maximalen Distanz und der zweiten maximalen Distanz verringert werden.
  • In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen sind alle oben genannten Merkmale identisch für den ersten Kolben 23a, den zweiten Kolben 23b und den dritten Kolben 23c
  • In der Darstellung von 4 umfasst das einzige 4/2-Weg-Wegeventil 41 die erste Einrichtung und die zweite Einrichtung. Das Wegeventil 41 besteht aus einem einzigen bewegbaren Element (z. B. einem Schieber), das dazu ausgelegt ist, entlang einer einzigen Achse bewegt zu werden, um zwischen einer Normalposition und mindestens einer ersten Arbeitsposition umzuschalten. In dem ersten Modus befindet sich das bewegbare Element in einer ersten Position, in welcher das bewegbare Element die hydraulische Kommunikation zwischen dem zweiten Kolben 23b und den Master-Kolben 31 blockiert und die hydraulische Kommunikation zwischen dem dritten Kolben 23c und dem Master-Kolben 31 ermöglicht. In dem zweiten Modus befindet sich das bewegbare Element in einer zweiten Position, in welcher das bewegbare Element die hydraulische Kommunikation zwischen dem dritten Kolben 23c und den Master-Kolben 31 blockiert und die hydraulische Kommunikation zwischen dem zweiten Kolben 23b und dem Master-Kolben 31 ermöglicht.
  • In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen ist die erste Position die Normalposition des Wegeventils 41 und ist die zweite Position die Arbeitsposition, so dass die Vorrichtung 7 normal im DVA-Modus arbeitet.
  • Das Wegeventil 41 kann jeden Aufbau aufweisen, der auf einem einzigen bewegbaren Element basiert, welches die erste Einrichtung und die zweite Einrichtung bereitstellt.
  • Im Beispiel von 4, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen, umfasst das Durchführen einer Umschaltung zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus das Umschalten, durch die Steuerungseinrichtung 43, der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung. Die erste Einrichtung und die zweite Einrichtung sind in 4 als ein 4/2-Weg-Wegeventil 41 verkörpert, das einen Schieber umfasst. Die Steuerungseinrichtung 43 kann ein hydraulisches Stellglied (bzw. mehrere hydraulische Stellglieder) umfassen, um den/die Schieber in seine/ihre Arbeitsposition vorzuspannen, sowie eine Feder (bzw. mehrere Federn), um den/die Schieber in seine/ihre Normalposition vorzuspannen. Das hydraulische Stellglied (bzw. die hydraulischen Stellglieder) kann/können sich in wahlweiser hydraulischer Kommunikation mit einem Motor-Hauptölkanal befinden, wobei die Steuerung der hydraulischen Kommunikation durch mindestens ein per Magnetschalter angesteuertes Wegeventil mit elektronischer Steuerung durch ein elektronisches Steuerungsmodul (nicht dargestellt) erfolgt.
  • In einigen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Beispielen umfasst ein Ventiltrieb 9 eine Mehrzahl der Vorrichtungen 7, und ist das per Magnetschalter angesteuerte Wegeventil dazu ausgelegt, parallel zueinander die hydraulischen Steuerungssysteme 21 der Mehrzahl der Vorrichtungen 7 zu steuern, um zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus umzuschalten. Jede Vorrichtung 7 schaltet infolgedessen gleichzeitig zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus um.
  • Alternative Aufbauvarianten für die Vorrichtung 7 im Vergleich zu 4 können zusätzliche gekoppelte Ventile und/oder zusätzliche ungekoppelte Ventile umfassen. In solchen Aufbauvarianten kann das Wegeventil 41 bzw. können zusätzliche Wegeventile eingesetzt werden, um die Ansteuerung von mindestens einem ungekoppelten Ventil für jedes gekoppelte Ventil zu steuern, das nicht mehr angesteuert wird.
  • Nach einigen, jedoch nicht notwendigerweise allen Beispielen der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Bewegen von mindestens einem Ventil 27a für eine Brennkammer 5 eines Verbrennungsmotors 3 bereitgestellt, das Verfahren umfassend die folgenden Schritte:
    • in einem ersten Modus, das Bewirken der hydraulischen Ansteuerung eines ersten Kolbens 23a, nicht aber eines zweiten Kolbens 23b;
    • das Umschalten aus dem ersten Modus in einen zweiten Modus, und in dem zweiten Modus, das Bewirken der gleichzeitigen hydraulischen Ansteuerung des ersten Kolbens 23a und des zweiten Kolbens 23b,
    • wobei sich der erste Kolben 23a innerhalb einer ersten Kammer 25a befindet, dazu konfiguriert ist, ein erstes Ventil 27a für die Brennkammer 5 anzusteuern, und dazu ausgelegt ist, sich bei hydraulischer Ansteuerung innerhalb der ersten Kammer 25a zu bewegen, zum Bewegen des ersten Ventils 27a;
    • wobei sich der zweite Kolben 23b innerhalb einer zweiten Kammer 25b befindet, und dazu konfiguriert ist, keines der Ventile für irgendeine Brennkammer anzusteuern, und dazu ausgelegt ist, sich bei hydraulischer Ansteuerung innerhalb der zweiten Kammer 25b zu bewegen, wobei der Ansteuerung des zweiten Kolbens 23b durch die elastische Einrichtung 29b widerstanden wird, wobei der Widerstand der elastischen Einrichtung durch die Einstellungseinrichtung 30b gesteuert wird.
  • Ein elektronisches Steuerungsmodul kann eine Einrichtung umfassen, die bewirkt, dass die Vorrichtung 7 das Verfahren durchführt. Die Einrichtung kann mindestens einen Prozessor, mindestens einen Speicher, der Computer-Programmcode enthält, umfassen, wobei der mindestens eine Speicher und der Computer-Programmcode dazu konfiguriert sind, mit dem mindestens einen Prozessor zu bewirken, dass die Vorrichtung 7 mindestens das Verfahren durchführt. Das elektronische Steuerungsmodul kann dazu ausgelegt sein, die Ansteuerung der vorstehend beschriebenen Wegeventile zu steuern, um die Vorrichtung 7 in den oben beschriebenen DVVL-Modi (siehe 3) und/oder DVA/SVA-Modi (siehe 4) zu betreiben.
  • Für die Zwecke dieser Offenbarung sollte es verständlich sein, dass das elektronische Steuerungsmodul (bzw. die elektronischen Steuerungsmodule) jeweils eine Steuerungseinheit oder eine Computereinrichtung mit einem oder mehreren elektronischen Prozessoren umfassen kann/können. Ein entsprechendes Fahrzeug und/oder System kann eine einzige Steuerungseinheit bzw. ein einziges elektronisches Steuerungsmodul umfassen, oder alternativ können verschiedene Funktionen des Steuerungsmoduls (bzw. der Steuerungsmodule) in verschiedenen Steuerungseinheiten oder Steuerungsmodulen verkörpert oder gehostet sein. Es könnte ein Satz von Anweisungen bereitgestellt werden, die bei ihrer Ausführung bewirken, dass das Steuerungsmodul (bzw. die Steuerungsmodule) oder die Steuerungseinheit(en) die hier beschriebenen Steuerungstechniken (einschließlich des beschriebenen Verfahrens bzw. der beschriebenen Verfahren) implementiert bzw. implementieren. Der Satz von Anweisungen kann in einem oder mehreren elektronischen Prozessoren eingebettet werden, oder alternativ dazu könnte der Satz von Anweisungen als Software bereitgestellt werden, die durch einen oder mehrere elektronische Prozessoren auszuführen ist. Zum Beispiel kann ein erstes Steuerungsmodul in Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren elektronischen Prozessoren ausgeführt wird, und ein oder mehrere andere Steuerungsmodule können ebenfalls in Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren elektronischen Prozessoren ausgeführt wird, bei denen es sich optional um den gleichen einen Prozessor oder die gleichen mehreren Prozessoren wie beim ersten Steuerungsmodul handelt. Es sollte jedoch einleuchten, dass auch andere Anordnungen praktikabel sind, und daher soll die vorliegende Offenbarung nicht auf eine bestimmte Anordnung begrenzt sein. Auf jeden Fall kann der oben beschriebene Satz von Anweisungen in ein computerlesbares Speichermedium eingebettet werden (z. B. ein nicht flüchtiges Speichermedium), welches jeden beliebigen Mechanismus zur Speicherung von Informationen in einer Form umfassen kann, die durch eine Maschine oder elektronischen Prozessoren/Computereinrichtungen lesbar ist, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: ein magnetisches Speichermedium (z. B. Diskette); ein optisches Speichermedium (z. B. CD-ROM); ein magneto-optisches Speichermedium; einen schreibgeschützten Speicher (Read-Only Memory, ROM); einen Direktzugriffsspeicher (Random Access Memory, RAM); einen löschbaren programmierbaren Speicher (z. B. EPROM und EEPROM); einen Flash-Speicher oder elektrische oder andere Arten von Medien zur Speicherung solcher Informationen/Anweisungen.
  • Obwohl in den vorstehenden Abschnitten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf verschiedene Beispiele beschrieben wurden, sollte es verständlich sein, dass Änderungen an den vorliegenden Beispielen vorgenommen werden können, ohne dass damit vom Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung entsprechend den nachstehenden Patentansprüchen abgewichen wird. Zum Beispiel können unabhängig steuerbare Wegeventile vorgesehen sein, um die Ansteuerung einer Mehrzahl von gekoppelten Kolben zu steuern und um die Ansteuerung von einem oder mehreren ungekoppelten Kolben zu steuern, um eine Vorrichtung 7 bereitzustellen, die zu unterschiedlichen Zeiten in DVVL-Modi (siehe 3) und DVA/SVA-Modi (siehe 4) betrieben werden kann. Des Weiteren bezieht sich die vorstehende Beschreibung zwar auf ein hydraulisches Steuerungssystem, aber eine alternative praktikable Implementierung ist ein pneumatisches Steuerungssystem, in dem die verschiedenen oben beschriebenen Kolben nicht durch Hydraulikflüssigkeit angesteuert werden, sondern durch pneumatische Gase.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung beschriebenen Merkmale können auch in anderen Kombinationen als den hier explizit beschriebenen Kombinationen verwendet werden.
  • Obwohl Funktionen unter Bezug auf bestimmte Merkmale beschrieben wurden, können diese Funktionen möglicherweise auch durch andere Merkmale durchführbar sein, unabhängig davon, ob diese hier beschrieben sind oder nicht.
  • Obwohl Funktionen unter Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, können diese Funktionen möglicherweise auch in anderen Ausführungsformen vorhanden sein, unabhängig davon, ob diese hier beschrieben sind oder nicht.
  • Zwar wurde in der vorstehenden Beschreibung angestrebt, die Aufmerksamkeit auf jene Merkmale der vorliegenden Erfindung zu lenken, von denen angenommen wird, dass sie von besonderer Bedeutung sind; es sollte jedoch verständlich sein, dass die Anmelderin den Schutz in Bezug auf jegliches patentierbare Merkmal oder Kombination von Merkmalen beansprucht, auf das/die vorstehend Bezug genommen wurde und/oder das/die in den Zeichnungen dargestellt ist, unabhängig davon, ob darauf besonderer Wert gelegt wurde oder nicht.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Bewegen von mindestens einem Ventil für eine Brennkammer eines Verbrennungsmotors, die Vorrichtung umfassend: einen ersten Kolben innerhalb einer ersten Kammer, konfiguriert zum Ansteuern eines ersten Ventils für die Brennkammer, wobei der erste Kolben dazu ausgelegt ist, durch ein hydraulisches Steuerungssystem angesteuert zu werden, um sich innerhalb der ersten Kammer zu bewegen, zum Bewegen des ersten Ventils; einen zweiten Kolben im Inneren einer zweiten Kammer, der dazu konfiguriert ist, keines der Ventile für irgendeine Brennkammer anzusteuern, wobei der zweite Kolben dazu ausgelegt ist, durch das hydraulische Steuerungssystem angesteuert zu werden, um sich innerhalb der zweiten Kammer zu bewegen; eine elastische Einrichtung, die dazu ausgelegt ist, der Ansteuerung des zweiten Kolbens zu widerstehen; und eine Einstellungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, den Widerstand der elastischen Einrichtung zu steuern.
  2. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einstellungseinrichtung dazu ausgelegt ist, eine Vorspannung einzustellen, die auf die elastische Einrichtung einwirkt.
  3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einstellungseinrichtung dazu ausgelegt ist, mehr als zwei Einstellungsstufen des Widerstands der elastischen Einrichtung zu ermöglichen.
  4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einstellungseinrichtung ein rotierendes Element umfasst, das mit der elastischen Einrichtung gekoppelt ist und ein Schraubgewinde für die Positionseinstellung aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend mindestens einen weiteren Kolben, der dazu konfiguriert ist, keines der Ventile für irgendeine Brennkammer anzusteuern, wobei sich mindestens ein weiterer Kolben innerhalb einer weiteren Kammer befindet und dazu ausgelegt ist, durch das hydraulische Steuerungssystem angesteuert zu werden, um sich innerhalb seiner weiteren Kammer zu bewegen; optional umfassend das hydraulische Steuerungssystem, wobei das hydraulische Steuerungssystem dazu ausgelegt ist, die sequentielle Ansteuerung des zweiten Kolbens und des mindestens einen weiteren Kolbens zu steuern; und/oder optional umfassend eine weitere elastische Einrichtung, die dazu ausgelegt ist, der Ansteuerung des mindestens einen weiteren Kolbens zu widerstehen, und eine weitere Einstellungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, den Widerstand der weiteren elastischen Einrichtung einzustellen; und/oder optional umfassend einen Begrenzer, der dazu ausgelegt ist, eine maximale Bewegungsdistanz des mindestens einen weiteren Kolbens oder des zweiten Kolbens zu begrenzen, um die sequentielle Ansteuerung des zweiten Kolbens und des mindestens einen weiteren Kolbens zu steuern.
  6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend das hydraulische Steuerungssystem, wobei das hydraulische Steuerungssystem zu Folgendem ausgelegt ist: in einem ersten Modus, zum Steuern der Ansteuerung des ersten Kolbens, nicht aber des zweiten Kolbens; und in einem zweiten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens durch Steuern der gleichzeitigen Ansteuerung des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens; optional umfassend eine Einrichtung zum Blockieren der hydraulischen Kommunikation zwischen dem zweiten Kolben und einer hydraulische Pumpeneinrichtung in dem ersten Modus, nicht aber in dem zweiten Modus; und/oder wobei optional der erste Kolben in dem ersten Modus um eine erste maximale Distanz bewegbar ist und in dem zweiten Modus um eine zweite maximale Distanz bewegbar ist, wobei die Einstellung der Einstellungseinrichtung die zweite maximale Distanz steuert, ohne die erste maximale Distanz zu verändern.
  7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend einen dritten Kolben innerhalb einer dritten Kammer, der dazu konfiguriert ist, ein zweites Ventil anzusteuern, wobei der dritte Kolben dazu ausgelegt ist, durch das hydraulische Steuerungssystem angesteuert zu werden, um sich innerhalb der dritten Kammer zu bewegen, um das zweite Ventil zu bewegen.
  8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend eine erste elastische Einrichtung, die dazu ausgelegt ist, der Ansteuerung des ersten Kolbens zu widerstehen; wobei sich optional ein Widerstand der ersten elastischen Einrichtung von einem Widerstand der elastischen Einrichtung unterscheidet, die dazu ausgelegt ist, der Ansteuerung des zweiten Kolbens zu widerstehen.
  9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Kammer eine erste Bohrung umfasst, deren Größe die Aufnahme des ersten Kolbens ermöglicht, die erste Bohrung eine erste Fläche aufweist, wobei die zweite Kammer eine zweite Bohrung umfasst, deren Größe die Aufnahme des zweiten Kolbens ermöglicht, die zweite Bohrung eine zweite Fläche aufweist, und wobei die erste Fläche und die zweite Fläche unterschiedlich sind.
  10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Kolben und das erste Ventil eine erste kombinierte Masse aufweisen, wobei der zweite Kolben eine zweite Masse aufweist, und wobei die erste kombinierte Masse und die zweite Messe unterschiedlich sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei Abhängigkeit von Anspruch 6 oder 7, wobei das hydraulische Steuerungssystem zu Folgendem ausgelegt ist: in dem ersten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des dritten Kolbens, nicht aber des zweiten Kolbens; und in dem zweiten Modus, zum Steuern der parallelen Ansteuerung des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens, nicht aber des dritten Kolbens; wobei optional der erste Kolben in dem ersten Modus um eine erste maximale Distanz bewegbar ist und in dem zweiten Modus um einen zweite maximale Distanz bewegbar ist, wobei der dritte Kolben in dem ersten Modus um eine dritte maximale Distanz bewegbar ist, und wobei die erste maximale Distanz, die zweite maximale Distanz und die dritte maximale Distanz gleich sind, die Vorrichtung optional umfassend ein System mit einem geschlossenen Regelkreis zum Einstellen der Einstellungseinrichtung, um die Unterschiede zwischen der ersten maximalen Distanz und der zweiten maximalen Distanz zu verringern; und/oder optional umfassend eine Einrichtung zum Blockieren der hydraulischen Kommunikation zwischen dem dritten Kolben und einer hydraulischen Pumpeneinrichtung des hydraulischen Steuerungssystems in dem zweiten Modus, nicht aber in dem ersten Modus; und/oder optional umfassend ein bewegbares Element, das in dem ersten Modus in eine erste Position bewegbar ist, in welcher das bewegbare Element die Ansteuerung des zweiten Kolbens blockiert und die Ansteuerung des dritten Kolbens ermöglicht, und das in einem zweiten Modus in eine zweite Position bewegbar ist, in welcher das bewegbare Element die Ansteuerung des dritten Kolbens blockiert und die Ansteuerung des zweiten Kolbens ermöglicht, wobei optional das bewegbare Element in der ersten Position die hydraulische Kommunikation zwischen dem zweiten Kolben und einer hydraulischen Pumpeneinrichtung des hydraulischen Steuerungssystem blockiert und die hydraulische Kommunikation zwischen dem dritten Kolben und der hydraulischen Pumpeneinrichtung ermöglicht, und wobei das bewegbare Element in der zweiten Position die hydraulische Kommunikation zwischen dem dritten Kolben und der hydraulischen Pumpeneinrichtung blockiert und die hydraulische Kommunikation zwischen dem zweiten Kolben und der hydraulischen Pumpeneinrichtung ermöglicht, und/oder wobei optional das bewegbare Element aus einem einzigen Schieber besteht, der dazu ausgelegt ist, sich entlang einer einzigen Achse zwischen der ersten Position und der zweiten Position zu bewegen.
  12. Verbrennungsmotor, umfassend die Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche; der Verbrennungsmotor optional aufweisend eine vorgegebene Anzahl von Krümmerverlängerungen, die sich in Brennkammern hinein öffnen, jede Krümmerverlängerung aufweisend eine zugehörige längsgerichtete Mittelachse, wobei eine Achse der Hin- und Herbewegung des zweiten Kolbens keine längsgerichtete Mittelachse von einer der Krümmerverlängerungen schneidet.
  13. Ventiltrieb, umfassend die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11; und optional umfassend eine Mehrzahl der Vorrichtungen, der Ventiltrieb umfassend eine Steuerungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, parallel zueinander die hydraulischen Steuerungssysteme der Mehrzahl der Vorrichtungen zu steuern, um zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus umzuschalten.
  14. Fahrzeug, umfassend den Verbrennungsmotor nach Anspruch 12.
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