DE3520215A1 - Vorrichtung zur verringerung der drosselverluste bei kolbenmotoren unter teillast durch phasenschnittsteuerung der ventile - Google Patents
Vorrichtung zur verringerung der drosselverluste bei kolbenmotoren unter teillast durch phasenschnittsteuerung der ventileInfo
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Description
Vorrichtung zur Verringerung der Drosselverluste bei Kolbenmotoren unter
Teillast durch Phasenanschnittsteuerung der Ventile. Anlage 2 zur Anmeldung Herbert Gohle vom 5.6. 1985
Bezugnehmend auf meine Anmeldung vom 30.5.85, in der eine Vorrichtung zur
Regelung der Steuerzeiten einer Ventilsteuerung vornehmlich für Brennkraftmaschinen beschrieben ist, die in einem Kreisprozess die zum
Öffnen der Ventile gegen die Federkraft aufgewendete Energie wieder
zurückgewinnt und die zur Umsteuerung der Last auf einen 2. Steuernocken ein Steuerventil benötigt, wird hier eine vereinfachte Vorrichtung beschrieben,
die ohne ein solches auskommt.
Es wird der Gedanke verwendet, daß mit den 2 Pumpenelementen 4 verschiedene
Zustände dargestellt werden können (00, 01, 10, 11, dabei bezeichnet 0 jeweils die Ruhelage, vgl. Abb.1). Die Pumpenkolben (3,4) werden in einer
gemeinsamen Pumpenkammer angeordnet und so geschaltet, daß das Ventil (7) nur im Zustand 11 geöffnet ist (UND-Schaltung), und daß in den anderen
Zuständen das Medium im System drucklos, d.h. das Ventil geschlossen ist. Zu diesem Zweck öffnen die Kolben in ihrer Ruhelage durch in ihnen angebrachte
Steuerschlitze (5) eine Mediumleitung zum Vorratsbehälter, so daß alle
Kolbenbewegungen drucklos verlaufen, wenn dabei einer der Kolben in der Ruhelage bleibt. Die Steuernocken (1,2) haben zum Öffnen und Schließen
dieser Steuerschlitze einen 3. Grundkreis. Es muß auch darauf geachtet
werden, daß nicht beide Kolben gleichzeitig aus ihrer Ruhelage angehoben werden, da dabei dieser Effekt verloren geht und die doppelte Menge des
Mediums unter Druck gefördert wird (wenn man nicht gerade diesen Effekt erreichen will). Andererseits ist mit dieser Anordnung der gewünschte Zweck
erreicht, daß nämlich die Öffnungsflanke des 1. Steuernockens (1) das Ventil öffnet wenn der 2. Pumpenkolben (4) schon ausgefahren war und daß die
Schließflanke des 2. Steuernockens (2) das Ventil schließt während der 1. Pumpenkolben (3) noch ausgefahren ist. Um Mediumverluste durch
Undichtigkeiten auszugleichen wird die Pumpenkammer durch ein Saugventil (6) mit dem Vorratsbehälter verbunden. Es ist auch möglich, daß beide
Pumpenkolben gleichzeitig abgelassen werden, dann fällt das Ventil besonders
schnell auf seinen Sitz zurück und die Kolben saugen in der 2. Hälfte ihres Hubs Medium aus dem Vorrat an.
Durch die Umsteuervorgänge wird ständig Medium durch die Pumpe gepumpt: aus
der Lage 00 geht zuerst der Schließkolben (4) in die Position 1 und pumpt
dabei Medium durch den Öffnungskolben (3) in den Vorrat zurück, dann geht
der Öffnungskolben nach 1 und öffnet das Ventil, dann geht der Schließkolben wieder unter Ablassen des Ventils auf 0 und am Ende des Zyklus geht der
Öffnungskolben nach 0 und saugt durch den Schließkolben aus dem Vorrat Medium an. Wenn diese Pumpvorgänge auch im wesentlichen drucklos verlaufen
bedeuten sie doch für die Steuerung Verluste durch Reibung. Deshalb könnte man daran denken, z.B. den Schmierölkreislauf mit dieser zur Verfügung
stehenden Pumpleistung zu beschicken, wenn als Medium Schmieröl verwendet wird. Der Druck im Schmierölkreislauf ist rd. eine Zehnerpotenz niedriger
als bei der Ventilsteuerung, so daß er nicht stört.
Es gibt auch eine Möglichkeit solche Pumpverluste weitgehend zu vermeiden.
Man muß an die Pumpenkammer ein Hilfsvolumen anschließen, das z.B. von einer
Membran mit 2 ausgezeichneten Zuständen gebildet wird deren Hubvolumen dem eines Kolbens entspricht. Damit gehen die Medium-Ströme in den o.g. Pump-
und Saug-Phasen nur in dieses Hilfsvolumen und heraus. Es ist aber ein weiteres Ventil erforderlich, das den Druck bei geschlossenem Ventil
zuverlässig auf dem Null-Niveau hält. Dieser Gedanke wird hier nicht weiter verfolgt.
5. 6. 1985
Die hier vorgestellte Ausführung hat auch einen Nachteil gegenüber der mit
Steuerventil. Bei sehr kurzen Steuerzeiten, wenn also der Schließkolben bereits während des Hubvorgangs des Öffnungskolbens beginnt abzulassen, wird
das Ventil nicht sofort abgelassen sondern bleibt in dem gerade vorhandenen
Öffnungszustand bis der Hub des Öffnungskolbens beendet ist und geht dann erst in seine Ruhelage. Eine solche Überscheidung der Hubvorgänge der beiden
Pumpenkolben kommt aber nur beim Einlaßventil im Leerlauf vor und stört deshalb nicht sehr.
Die i.G. 4 Steuernocken je Zylinder - jeweils 2 für das Einlaß- und das
Auslaßventil - sitzen entweder auf verschiedenen Nockenwellen (wie in der Bezugsanmeldung vom 30.5.85 beschrieben ist nur Platz für 2 Wellen
erforderlich wenn die Pumpen zu 2 Gruppen für die Einlaß- und Auslaßseite hintereinander angeordnet werden) oder die Steuernocken werden koaxial auf
einer zentralen Welle angeordnet. Dabei ist die zentrale Welle achsial gegenüber den Steuernocken und dem Antriebsrad verschieblich, die mit
artentypischen Steilgewinden auf der Welle sitzen, so daß bei einer achsialen Verschiebung dieser Welle die Phasenlage der einzelnen
Steuernocken gegenüber der Kurbelwelle verändert wird.
Λ-
- Leerseite
Claims (4)
- Vorrichtung zur Verringerung der Drossel Verluste bei Kolbenmotoren unter Teillast durch Phasenanschnittsteuerung der Ventile. Anlage 3 zur Anmeldung Herbert Gohle vom 5.6. 1985Patentansprüche:lötvorrichtung zur Verringerung der Drossel Verluste bei Brennkraftmaschinen "Täcfurch, daß die Lastregelung ausschließlich mit Hilfe einer Ventilsteuerung mit variablen Steuerzeiten so erfolgt, daß die Füllung ohne Drosselung durch Variation der Einlaßzeit (d.h. Vorverlegung des Einlaßendes bei geringerer Last) reguliert wird, und daß Drosselverluste am Ende des Arbeitshubs durch entspr. der Füllung richtige Wahl des Auslaßbeginns (d.h. Spätverlegung bei kleiner Füllung bis, bei Überexpansion, in den Ausstoßhub hinein) vermieden werden, und daß die beim Öffnen der Ventile aufgewendete Energie in einem Kreisprozess beim Schließen derselben dadurch zurückgewonnen wird, daß die Ventile zum (regelbar) richtigen Zeitpunkt mit Hilfe der Schließflanke eines 2. Steuernockens abgelassen werden, der zur Rückgewinnung der Energie wie beim klassischen Antrieb den Weg vorgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (7) in bewährter Form in Schließrichtung federbelastet sind und daß die Ventilbetätigung hydraulisch durch 2, in ihrer Phasenlage untereinander und zur Kurbelwelle regelbare Steuernocken (1,2) und 2, durch diese angetriebene und in einer gemeinsamen Pumpenkammer arbeitende Pumpenkolben (3,4) geschieht, die so geschaltet sind, daß das Ventil nur geöffnet ist, wenn beide Kolben ausgefahren sind (UND-Schaltung).
- 2.) Vorrichtung entspr. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Pumpenkolben in ihrer Ruhelage durch am Zylinderumfang angeordnete Schlitze (5) eine (drucklose) Medium-Leitung zum Vorratsbehälter freigeben durch die % ein evtl. nötiger Druckausgleich stattfinden kann und daß die Pumpenkammer aus demselben Grunde durch ein Saugventil (6) mit dem Vorratsbehälter verbunden ist.
- 3.) Vorrichtung entspr. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die vom Gaspedal (Lastregelung) regelbare Einstellung der Phasenlage der beiden Steuernocken - je Ventil - zur Kurbelwelle alle vier Steuerpunkte der Ventile (also auch die im 1. Anspruch genannte Spätverlegung des Auslaßbeginns) beliebig eingestellt werden können.
- 4.) Vorrichtung entspr. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuernocken entweder auf maximal 4, durch vom Gaspedal gesteuert achsial verschiebliche, auf Steilgewinden sitzende Antriebsräder angetriebenen Nockenwellen - jew. 2 je Einlaß- und Aus laß-Ventilgruppe - angebracht sind, oder daß sie koaxial derart in einer Achse angeordnet sind, daß die einzelnen Steuernocken und das Antriebsrad mit artentypischen Steilgewinden auf einer vom Gaspedal gesteuert achsial gegenüber den Steuernocken und dem Antriebsrad verschieblichen zentralen Welle laufen, so daß sie entspr. der Gaspedal stellung jeweils die richtige Phasenlage zur Kurbelwelle haben.
Priority Applications (1)
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DE19853520215 DE3520215A1 (de) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | Vorrichtung zur verringerung der drosselverluste bei kolbenmotoren unter teillast durch phasenschnittsteuerung der ventile |
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DE3520215A1 true DE3520215A1 (de) | 1986-09-11 |
DE3520215C2 DE3520215C2 (de) | 1989-08-10 |
Family
ID=6272546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE (1) | DE3520215A1 (de) |
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- 1985-06-05 DE DE19853520215 patent/DE3520215A1/de active Granted
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