DE19922600B4

DE19922600B4 - Brennkraftmaschine mit variabler Nockenwellen-Synchronisation und mit einer Auslaßphase variabler Dauer

Info

Publication number: DE19922600B4
Application number: DE19922600A
Authority: DE
Inventors: Matthew Byrne Farmington Diggs; Aladar Otto Dearborn Heights Simko; Robert Albert Saline Stein
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2019-05-18
Also published as: GB2338267B; DE19922600A1; GB2338267A; US5960755A; GB9912593D0

Abstract

Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine enthaltend einen Zylinderblock mit wenigstens einem Zylinder (14), einem Kolben (16), einer Kurbelwelle (18), einer den Kolben mit der Kurbelwelle verbindenden Pleuelstange (20), einem Ansaugrohr (24), und mit den Zylinder bedienenden Einlaß- und Auslaß-Tellerventilen (28, 30), enthaltend: einen auf dem Zylinderblock zum Abschluß des Zylinders angebrachten Zylinderkopf;
eine Nockenwelle (32) zur Betätigung der Einlaß- und Auslaßventile (28, 30);
einen Nockenwellenantrieb (34) zur Rotation der Nockenwelle (32) und zur Anpassung der Rotations-Synchronisation der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle (18), wobei die Nockenwelle eine Basis-Synchronisation besitzt;
ein variables Betriebssystem für das Auslaßventil (30) zur Veränderung der Zeitdauer der Öffnung des Auslaßventils unabhängig von der Nockenwellen-Synchronisation; und einem Regler (46) zum Betrieb des Nockenwellenantriebs (34) und des Betriebssystems des Auslaßventils (30), um sowohl die Synchronisation der Nockenwelle als auch die Zeitdauer der Öffnung des Auslaßventils (30) zu kontrollieren, wobei der Regler (46) den Nockenwellenantrieb (34) und das Betriebssystem...

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer variablen Nockenwellen-Synchronisation für die Einlaß- und Auslaßventile und mit einer Auslaßphase variabler Dauer, welche der variablen Nockenwellen-Synchronisation überlagert ist.

Den Konstrukteuren von automobilen Kolbenhub-Brennkraftmaschinen ist es seit Jahren bekannt, daß Stickstoffoxide durch die Anwendung einer Abgas-Rückführung (exhaust gas recirculation EGR) kontrolliert werden können. Die meisten EGR-Systeme sind jedoch externer Art. Das heißt, daß das Abgas durch das Ansaugrohr vom Auspuffkrümmer in den Motor geleitet wurde. Dieses Prinzip erlaubt indes keine besonders gute Regelung der EGR, und zwar insbesondere nicht bei Motoren, bei denen ein höherer Ansaugdruck die Regel ist (z.B. Turbolader und andere Auflademotoren). Auch bei selbstansaugenden Motoren sind hohe EGR-Raten schwer zu handhaben, da die Verbrennungsstabilität typischerweise rasch mit steigender EGR-Rate abnimmt.

Aus der EP 317 372 A1 ist eine Motorsteuerung bekannt, bei der die Phase der Nockenwelle, welche die Einlassventile oder die Auslassventile steuert, verändert sowie die Öffnungsbewegung des angesteuerten Ventils vorzeitig beendet werden kann. Durch den gemeinsamen Einsatz von Phasenverschiebung und vorzeitigem Schließen kann eine hinsichtlich ihres Maximums zeitlich unverschobene Ventilöffnung mit verkleinertem Hub erzeugt werden. Konkrete Steuerungsprogramme zur Umsetzung dieser Möglichkeiten werden jedoch nicht beschrieben.

Weiterhin ist aus der US 5 531 193 eine Motorsteuerung bekannt, bei welcher das Öffnungsverhalten der Einlassventile phasenverschoben und der Ventilhub der Auslassventile variiert werden kann. Die Motorsteuerung erfasst verschiedene sensorische Daten wie insbesondere die Kühlmitteltemperatur, die Motordrehzahl und den Luftmassenfluss im Ansaugkrümmer und steuert die Einlass- und Auslassventile entsprechend den gewonnenen Daten nach einem bestimmten Programm an, das drei verschiedene Kombinationen von Drehzahl und Motorlast differenziert.

Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine verbesserte Kontrolle der Abgas-Rückführung bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die vorliegende Erfindung erlaubt eine interne EGR durch eine dual gleiche (dual equal) Phasenverschiebung der Nockenwelle (dual equal camshaft phase shifting) bei gleichzeiti ger Erzielung von Vorteilen durch eine Auslaßphase variabler Dauer. Die Regelung der Nockenwellen-Synchronisation erlaubt eine massive EGR, die mit Vorteilen in Form reduzierter Stickstoffoxide (NOx) sowie reduzierten Kraftstoffverbrauchs bei exzellenter Verbrennungsstabilität einhergeht. Ein zusätzlicher Vorteil wird durch eine Auslaßphase dualer oder variabler Dauer insofern erreicht, als der Motor bei geringer Last und kleinen Drehzahlen mit einer verzögerten Synchronisation und einer kurzen Auslaßphase betrieben werden kann bzw. im kalten Zustand und bei geringer Drehzahl unter weit geöffneter Drosselklappe (Vollgas) mit einer kurzen Auslaßphase und einer Basis-Synchronisation betrieben werden kann. Bei hohen Motordrehzahlen kann die Nockenwelle mit der Basis-Synchronisation und längerer Zeitdauer der Auslaßphase betrieben werden, um eine höhere Motorleistung zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich erlaubt die Auslaßphase mit zwei Zeitdauern eine bessere Optimierung der Synchronisation der Öffnung des Auslaßventils, wodurch bei geringeren Drehzahlen die Drehmomentabgabe des Motors verbessert wird.

Eine gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildete Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine weist einen Zylinderblock mit wenigstens einem Zylinder, einem Kolben, einer Kurbelwelle, einer den Kolben mit der Kurbelwelle verbindenden Pleuelstange, einem Ansaugrohr und mit den Zylinder bedienenden Einlaß- und Auslaßtellerventilen auf. Weiterhin weist der Motor einen Zylinderkopf auf, welcher auf dem Zylinderblock angebracht ist, um den Zylinder abzuschließen, sowie eine Nockenwelle zur Betätigung der Einlaß- und Auslaßventile. Die Nockenwelle wird von einem Nockenwellenantrieb angetrieben, welcher die Nockenwelle dreht und die Synchronisation der Rotation der Nockenwelle in bezug auf die Kurbelwelle anpaßt. Das heißt, daß der Motor eine variable Nocken-Synchronisationsvorrichtung aufweist. Die Nockenwelle hat eine Basis-Synchronisation, gegenüber der die Synchronisation verzögert werden kann.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung verändert ein Betriebssystem für das variable Auslaßventil die Zeitdauer der Öffnung des Auslaßventils unabhängig von der Nockenwellen-Synchronisation. Ein Regler betreibt schließlich den Nockenwellenantrieb und das Betriebssystem des Auslaßventils derart, daß sowohl die Synchronisation der Nokkenwelle kontinuierlich variabel geregelt als auch die Zeitdauer der Öffnung des Auslaßventils in einer von zwei Moden betrieben wird.

Der Regler des Motors kann den Nockenwellenantrieb und das Betriebssystem des Auslaßventils derart betreiben, daß die Nockenwellen-Synchronisation bei geringeren bis mittleren Motorlasten im allgemeinen verzögert wird, und daß das Auslaßventil bei kleinen Motordrehzahlen mit vergleichsweise kürzerer Dauer und bei höheren Motordrehzahlen mit vergleichsweise längerer Dauer betrieben wird.

Ein erfindungsgemäßer Motor kann weiterhin ein Regelventil für die Ladungsbewegung enthalten, welche das Drehmoment der in den Zylinder eintretenden Ladung verändert, oder eine Führungsmaske, welche den Fluß entlang des Einlaßventils lenkt, bis das Einlaßventil sich um mehr als 30 bis 40% seines totalen Hubes geöffnet hat.

Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt der Betrieb einer Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Zylinderblock mit wenigstens einem Zylinder und anderen mechanischen Elementen gemäß der obigen Motorbeschreibung die folgenden Schritte: Messung einer Mehrzahl von Betriebsparametern des Motors, worunter mindestens die Motordrehzahl enthalten ist, Bestimmung der Motorlast, und Regelung der Nockenwellen-Synchronisation und der Dauer des Auslaßventils als Reaktion auf die gemessenen Werte der Motorparameter und der bestimmten Motorlast, um die Restmenge des Abgases im Motorzylinder zu kontrollieren.

Nach diesem Verfahren kann die Synchronisation der Nockenwelle bei geringer Motordrehzahl und geringen bis mittleren Lasten verzögert bzw. bei Vollasten vorauseilend sein, sowie bei hoher Motordrehzahl und Vollast geringfügig verzögert sein. Außerdem kann das Auslaßventil mit längerer oder kürzerer Zeitdauer bei jeder Motordrehzahl und bei jedem Verzögerungsgrad der Nockenwellen-Synchronisation betrieben werden. Vorzugsweise werden die Auslaßventile bei geringen Motordrehzahlen mit kürzerer Zeitdauer und bei höheren Motordrehzahlen mit längerer Zeitdauer betrieben. In diesem Zusammenhang bedeutet der Ausdruck "geringe Motordrehzahl" im allgemeinen Motordrehzahlen unterhalb von ca. 3000 U/min. "Hohe Drehzahl" bedeutet daher im allgemeinen Motordrehzahlen oberhalb 3000 U/min. "Geringe Last" bedeutet eine Motorlast unterhalb ca. 2 bar mittleren induzierten Druckes (brake mean effective pressure BMEP). "Mittlere Last" bedeutet eine Motorlast zwischen 2 und 6 bar BMEP. "Hohe Last" bedeutet schließlich Lasten oberhalb 6 bar bis einschließlich vollständig geöffneter Drosselklappe (Vollgas).

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein erfindungsgemäßer Motor bei sehr geringen Mengen von NOx im Zuführgas, bei hervorragender Kraftstoffersparnis und bei hervorragender Verbrennungsstabilität betrieben werden kann.

Dabei bezeichnet der Ausdruck "Zuführgas" die den Motor verlassenden Gase bevor sie durch irgendeine Art von Nachbehandlungsvorrichtung behandelt werden.

Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der erfindungsgemäß konstruierte und betriebene Motor durch das System der variablen Dauer des Auslaßventils nicht nur wenig NOx, sondern auch exzellente Aufwärm-Charakteristiken aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Motors mit variabler Nockenwellen-Synchronisation und variabler Dauer der Auslaßphase gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 einen Mechanismus zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Auslaßphase variabler Dauer. Diese Vorrichtung ist einer Ventilbetätigung ähnlich, welche in der US-5,653,198 beschrieben ist, deren Offenbarung hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird;
3 eine Führungsmaske, welche nach einer Variante der Erfindung am Zylinderkopf eingesetzt wird; die 4A bis 4D vier verschiedene Synchronisationsdiagramme, welche die Kombinationen von variabler Dauer der Auslaßphase und der Nockenwellen-Synchronisation gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
5 den Ventilstößel gemäß 2 in einer Betriebsart mit langer Dauer;
6 den Ventilstößel gemäß 2 in einer Betriebsart mit kurzer Dauer;
7 die Charakteristik der Ventilöffnung eines Ventil-Betriebssystems nach den 2 und 5 bis 6;
8 drei nach einer Variante der Erfindung zum Betrieb jedes Auslaßventils angewendete Nockenvorsprünge.
Wie in 1 erkennbar ist, enthält der Motor 10 einen Zylinderblock 12 mit einem Zylinder 14 und einem hin- und herbewegbar darin angebrachten Kolben 16. Die Pleuelstange 20 verbindet den Kolben 16 und die mit 18 bezeichnete Kurbelwelle. Der Motor wird durch ein Ansaugrohr 24 mit Luft versorgt, in welchem ein Regelventil 26 für die Ladungsbewegung (charge motion control valve CMCV) angebracht ist. Der Zweck des CMCV 26 ist es, selektiv das Drehmoment der in den Zylinder 14 eintretenden Ladung zu erhöhen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Motor jedoch auch ohne ein CMCV 26 ausgebildet sein.
Ansaugluft wird in den Zylinder 14 durch ein Einlaßventil 28 eingelassen, welches mittels eines Einlaßstößels 40 und einer mit 32 bezeichneten Nockenwelle betätigt wird. Der Nokkenwellenantrieb 34 dreht die Nockenwelle 32 und synchronisiert die Nockenwelle 32 in bezug auf die Kurbelwelle 18. Für den Nockenwellenantrieb 34 kann der Fachmann jeden bekannten Mechanismus für einen Nockenwellenantrieb einsetzen. Derartige Mechanismen schließen bekannte mechanische, elektrische, hydromechanische und andere Typen von Antrieben variabler Drehzahl und variabler Phase ein.
Der Nockenwellenantrieb 34 wird erfindungsgemäß dazu verwendet, die Nockenwellen-Synchronisation in Reaktion auf Befeh le vom Motorregler 46 in kontrollierbarer weise zu verzögern. Das Ausmaß der Verzögerung und der Betrieb des Nockenwellenantriebs 34 wird in der unten beschriebenen 4 veranschaulicht.
Ein Auslaßstößel 42, welcher in den 2 und 5 bis 6 detaillierter dargestellt ist, sorgt für eine Auslaßphase variabler Zeitdauer. Dies ist wichtig, da z.B. für eine Auslaßphase kurzer Zeitdauer während des Kaltstartes eine geringere Überlappung der Ventile vorhanden ist, aus welchem effektiv ein frühes Schließen des Auslaßventils resultiert, das das Leerlaufverhalten verbessert. weiterhin tritt bei kurzer Auslaßphase ein verhältnismäßig spätes Öffnen des Auslaßventils auf, welches die Oxidation der Kohlenwasserstoffe im Zylinder unterstützt, bevor diese Gase am Auslaßventil 30 vorbei in den Auspuffkanal übertreten. 7 ist ein Diagramm, welches die Ventilöffnung als Funktion der Position der Kurbelwelle für den Auslaßstößel 42 zeigt. Bei einem Betrieb mit kurzer Zeitdauer öffnet das Auslaßventil 30 später und schließt früher als während eines Betriebs mit langer Zeitdauer. Außerdem ist das Ausmaß der Ventilöffnung während der kurzen Auslaßphase reduziert. Die Nockenwellenvorsprünge für die kurze Zeitdauer sind in 8 als Nockenvorsprünge 51 dargestellt; der einzige Vorsprung für die lange Zeitdauer ist als Vorsprung 50 dargestellt.
Der Auslaßstößel 42 ermöglicht eine variable Zeitdauer für die Auslaßphase, welche unabhängig von der Nockenwellen-Synchronisation regelbar ist. Wie aus 2 ersichtlich ist, hat der Auslaßstößel 42 einen Stößelfinger 58, welcher schwenkbar innerhalb eines Außenkörpers 62 angeordnet ist, der von einem Stab 38 des Auslaßventils 30 getragen wird. Wie aus den 5 und 6 besser erkennbar ist, kann der Stößelfinger 58 durch einen Verriegelungsbolzen 54 selektiv am Außenkörper 62 arretiert werden. Ein Spulenmotor 56 dreht den Arm 60 derart, daß der Verriegelungsbolzen 54 axial in den Außenkörper 62 in die in 5 gezeigte Position geschoben wird.
Wenn der Auslaßstößel 42 in dem in 5 dargestellten Modus bzw. in der dargestellten Position ist, sitzt der Nokkenvorsprung 50, welcher der Vorsprung für die lange Zeitdauer ist, auf einer Walze 64. In diesem Modus hat keiner der Nockenvorsprünge 51 Kontakt zum Stößel 42. Wenn jedoch der Spulenmotor 56 stromlos ist, nimmt der Verriegelungsbolzen 54 eine in 6 dargestellte Position ein. Als Folge hiervon wird sich ein Stößelfinger 58 unter Anspannung und Entspannung der Torsionsfeder 57 vor und zurück bewegen, und die Nockenvorsprünge 51 können ungehindert unmittelbar auf den Unterlagen 63, welche ein integraler Bestandteil des Außenkörpers 62 sind, reiten, um die in 7 dargestellte Phase kurzer Zeitdauer zu erzeugen.
3 veranschaulicht eine Führungsmaske nach einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Ein Zylinderkopf 22 mit einer Zündkerze 66, dem Auslaßventil 30 und dem Einlaßventil 28 hat eine Maske 68, welche im wesentlichen eine zylindrische Einfassung eines Abschnittes von ungefähr 180° um das Einlaßventil 28 herum bildet. Zweck der Führungsmaske 68 ist es, eine Richtungskontrolle der in den Zylinder 14 eintretenden Luft zu bewirken, bis das Einlaßventil sich um mehr als 30 bis 40% seines Gesamthubes geöffnet hat. Auf diese Weise wird die Ladungsbewegung stark vergrößert und erlaubt im Rahmen der vorliegenden Erfindung einen höheren Grad an EGR. Ähnlich wie bei dem CMCV kann der Motor im Rahmen der vorliegenden Erfindung indes auch ohne eine Führungsmaske hergestellt und betrieben werden, da nicht al le Motoren die von der Führungsmaske und dem CMCV bereitgestellte verstärkte Ladungsbewegung erfordern.
Die den Motor 10 verlassenden Gase passieren eine Nachbehandlungsvorrichtung 44, welche entweder einen Zweiwegekatalysator, einen Oxidationskatalysator, eine NOx-Falle oder Kombinationen dieser Vorrichtungen in bekannter weise enthalten können. Weiterhin kann die Vorrichtung 44 andere Einrichtungen wie z.B. thermische Reaktoren enthalten.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt ein Verfahren zum Betrieb des Motors die Messung einer Mehrzahl von Betriebsparametern des Motors, zu denen mindestens die Motordrehzahl gehört, sowie die Bestimmung der Motorlast ein. Zu diesem Zweck sind ein Sensor 48 für den Ansaugdruck und andere dem Fachmann bekannte Sensoren mit dem Regler 46 verbunden, welcher die Motorlast nach einem von einer Vielzahl dem Fachmann bekannter Verfahren bestimmt. Die bestimmte Last und, falls erwünscht, andere Betriebsparameter wie z.B. die Motordrehzahl werden zur Regelung der Restmenge an Abgas im Motorzylinder verwendet. Das Regelungsschema wird im folgenden im Zusammenhang mit 4 erläutert.
4 veranschaulicht vier verschiedene Kombinationen von Zeitdauern der Auslaßventile und von Nockenwellen-Synchronisationen. Jede der 4A bis 4D zeigt ungefähre Ventil-Synchronisationen; der Fachmann kann in bekannter Weise diese Synchronisationen in Abhängigkeit von Faktoren wie z.B. der Anzahl der Tellerventile auswählen. In den 4A bis 4D bedeutet die Abkürzung TDC "oberer Totpunkt" (top dead Center) und die Abkürzung BDC "unterer Totpunkt" (bottom dead Center). Die Abkürzung EVO bedeutet "Öffnung des Auslaßventils" (exhaust valve opening), und EVC bedeutet "Schließen des Auslaßventils" (exhaust valve closing). IVO bedeutet schließlich "Öffnung des Einlaßventils" (intake valve opening) und IVC bedeutet "Schließen des Einlaßventils" (intake valve closing).
4A veranschaulicht den Fall der Basis-Synchronisation (d.h. ohne Verzögerung der Nockenwelle) in Verbindung mit einer kurzen Auslaßphase. Die Synchronisation nach 4A könnte verwendet werden, wenn der Motor kalt ist oder bei geringer Drehzahl, wenn der Motor bei hoher bis maximaler Last ist. Eine kurze Auslaßphase mit nur 12° Überlappung zwischen IVO und EVC unterstützt ein gutes Leerlaufverhalten und vermeidet gleichzeitig Probleme, die mit einem langen Überlappen der Ventile bei geringen Drehzahlen verbunden sind. Im Gegensatz zu 4A veranschaulicht 4 D den Fall von 50° (das Ausmaß der Verzögerung wird in Winkelgraden der Kurbelwelle gemessen) verzögerter Nockenwellen-Synchronisation in Verbindung mit einer langen Auslaßphase. Diese Kombination kann vorteilhafterweise bei mittleren Motorlasten und kleinen Drehzahlen angewendet werden. Die um 50° verzögerte Nockenwellen-Synchronisation erzeugt ein sehr hohes Maß an interner EGR, während die lange Auslaßphase sowohl für geringe als auch hohe Drehzahlen bei mittlerer Last geeignet ist. 4 C zeigt eine um 20° verzögerte Nokkenwellen-Synchronisation und eine kurze Auslaßphase. Diese Kombination ist geeignet für geringe Lasten und kleine Motordrehzahlen. 4B zeigt schließlich die Basis-Synchronisation der Nockenwelle und eine lange Auslaßphase. Diese Kombination ist geeignet für hohe Lasten bei Vollgas und bei höheren Motordrehzahlen. Die lange Auslaßphase arbeitet bei hohen Drehzahlen gut, und die Basis-Synchronisation für die Nockenwelle ist ebenfalls bei höheren Lasten wünschenswert.
Die genaue Kombination von Verzögerung der Nockenwelle und kurzer oder langer Auslaßphase kann vom Fachmann nach den individuellen Anforderungen des Fahrzeuges, in welches der Motor eingebaut wird, bestimmt werden. So könnte z.B. bei hoher Motordrehzahl und Vollast die Nockenwellen-Synchronisation geringfügig verzögert werden.

Claims

Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine enthaltend einen Zylinderblock mit wenigstens einem Zylinder (14), einem Kolben (16), einer Kurbelwelle (18), einer den Kolben mit der Kurbelwelle verbindenden Pleuelstange (20), einem Ansaugrohr (24), und mit den Zylinder bedienenden Einlaß- und Auslaß-Tellerventilen (28, 30), enthaltend: einen auf dem Zylinderblock zum Abschluß des Zylinders angebrachten Zylinderkopf; eine Nockenwelle (32) zur Betätigung der Einlaß- und Auslaßventile (28, 30); einen Nockenwellenantrieb (34) zur Rotation der Nockenwelle (32) und zur Anpassung der Rotations-Synchronisation der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle (18), wobei die Nockenwelle eine Basis-Synchronisation besitzt; ein variables Betriebssystem für das Auslaßventil (30) zur Veränderung der Zeitdauer der Öffnung des Auslaßventils unabhängig von der Nockenwellen-Synchronisation; und einem Regler (46) zum Betrieb des Nockenwellenantriebs (34) und des Betriebssystems des Auslaßventils (30), um sowohl die Synchronisation der Nockenwelle als auch die Zeitdauer der Öffnung des Auslaßventils (30) zu kontrollieren, wobei der Regler (46) den Nockenwellenantrieb (34) und das Betriebssystem des Auslaßventils (30) derart betreibt, daß die Nockenwellen-Synchronisation allgemein bei geringen bis mittleren Motorlasten verzögert wird und daß das Auslaßventil bei kleinen Mo tordrehzahlen in Verbindung mit entweder geringen oder hohen Lasten mit verhältnismäßig kürzerer Zeitdauer und bei kleinen Motordrehzahlen in Verbindung mit mittleren Lasten sowie bei höheren Motordrehzahlen in Verbindung mit allen Lasten mit verhältnismäßig längerer Zeitdauer betrieben wird.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (46) den Nockenwellenantrieb (34) derart betreibt, daß während eines Betriebs mit hohen Motorlasten die Nockenwellen-Synchronisation allgemein auf die Basis-Synchronisation gesetzt wird und daß sie bei geringen bis mittleren Maschinenlasten verzögert wird.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin ein Regelventil (26) für die Ladungsbewegung enthält, welches vom Regler (46) so betrieben wird, daß das Drehmoment der in den Zylinder eintretenden Ladung weiter verändert wird.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (26) der Ladungsbewegung derart vom Regler (46) betrieben wird, daß während kleiner bis mittlerer Lasten das Regelventil geschlossen und während höherer bis maximaler Motorlasten das Regelventil geöffnet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Führungsmaske (68) enthält, welche den Fluß durch das Einlaßventil (28) lenkt, bis das Einlaßventil sich um mehr als 30 bis 40% seines Gesamthubes geöffnet hat.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (32) drei Vorsprünge (50, 51) zur Betätigung jedes Auslaßventils (30) aufweist, wobei zwei der genannten Vorsprünge (51) für die Auslaßphase kurzer Zeitdauer und einer der Vorsprünge (50) für die Auslaßphase langer Zeitdauer vorgesehen ist.
Verfahren zum Betrieb einer Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Zylinderblock mit wenigstens einem Zylinder (14), einem Zylinderkopf, einem Kolben (16), einer Kurbelwelle (18), einer den Kolben mit der Kurbelwelle verbindenden Pleuelstange (20), einem Ansaugrohr (24), einer Nockenwelle (32), von der Nockenwelle (32) betriebenen Einlaß- und Auslaß-Tellerventilen (28, 30), einem Nockenwellenantrieb (34) zur Rotation der Nockenwelle (32) und zur Anpassung der Rotations-Synchronisation der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle (18), einem variablen Betriebssystem des Auslaßventils (30) zur Veränderung der Zeitdauer der Öffnung des Auslaßventils unabhängig von der Nockenwellen-Synchronisation, und einem Regler (46) zum Betrieb des Nockenwellenantriebs und des Betriebssystems für das Auslaßventil, enthaltend die Schritte: – Messung einer Mehrzahl von Betriebsparametern des Motors unter Einschluß mindestens der Motordrehzahl; – Bestimmung der Motorlast; und – Regelung der Nockenwellen-Synchronisation und der Dauer der Auslaßphase in Reaktion auf die Werte der gemessenen Motorparameter und der ermittelten Motorlast, um die Restmenge des Abgases im Motorzylinder zu kontrollieren, indem die Nockenwellen-Synchronisation allgemein bei geringen bis mittleren Motorlasten verzögert wird und indem das Auslaßventil bei kleinen Motordrehzahlen in Verbindung mit entweder geringen oder hohen Lasten mit verhältnismäßig kürzerer Zeitdauer und bei kleinen Motordrehzahlen in Verbindung mit mittleren Lasten sowie bei höheren Motordrehzahlen in Verbindung mit allen Lasten mit verhältnismäßig längerer Zeitdauer betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung den Nockenwellenantrieb (34) derart betreibt, daß während eines Betriebs mit hohen Motorlasten die Nockenwellen-Synchronisation allgemein auf die Basis-Synchronisation gesetzt wird und daß sie bei geringen bis mittleren Maschinenlasten verzögert wird, und daß das Auslaßventil (30) bei kleinen Motordrehzahlen in Verbindung mit entweder kleinen oder höheren Lasten mit einer verhältnismäßig kurzen Zeitdauer betrieben wird, und daß es mit verhältnismäßig längerer Zeitdauer bei kleiner Motordrehzahl in Verbindung mit mittleren Lasten bzw. hoher Motordrehzahl bei allen Lasten betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine weiterhin ein Regelventil (26) für die Ladungsbewegung enthält, welches von der Regelung so betrieben wird, daß das Drehmoment der in den Zylinder eintretenden Ladung weiter verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (26) der Ladungsbewegung derart von der Regelung betrieben wird, daß während kleiner bis mittlerer Lasten das Regelventil ge schlossen und während höherer bis maximaler Motorlasten das Regelventil geöffnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine weiterhin eine Führungsmaske (68) enthält, welche den Fluß durch das Einlaßventil (28) lenkt, bis das Einlaßventil sich um mehr als 30 bis 40% seines Gesamthubes geöffnet hat.