EP1520962A1 - Variabel steuerbares Ventilsystem und Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils einer Brennkraftmaschine - Google Patents
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- EP1520962A1 EP1520962A1 EP03103656A EP03103656A EP1520962A1 EP 1520962 A1 EP1520962 A1 EP 1520962A1 EP 03103656 A EP03103656 A EP 03103656A EP 03103656 A EP03103656 A EP 03103656A EP 1520962 A1 EP1520962 A1 EP 1520962A1
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Definitions
- the invention relates to a variably controllable valve system for a Internal combustion engine with a valve that is between a valve closing position and a valve open position is movable to an inlet or outlet opening of a Release combustion chamber of the internal combustion engine or to block, with Valve spring means to bias the valve towards the valve closing position, and a valve drive means for displacing the valve against the biasing force of Open valve spring means.
- the invention relates to a method for the variable control of a Valve of an internal combustion engine with a valve between a Valve closed position and a valve open position is movable to an inlet or To release exhaust port of a combustion chamber of the internal combustion engine or To lock, with valve springs, to the valve in the direction of valve closing position vorzuspannen, and a valve drive means to the valve against the To open the preload force of the valve spring means.
- the problem is the fuel consumption and thus the efficiency in particular in gasoline engines.
- the reason for this lies in the principle working method of the Otto engine.
- the Otto engine works with a homogeneous fuel-air mixture, that - if there is no direct injection - by external mixture formation is prepared by introduced into the intake air in the intake tract fuel becomes.
- the desired power is set by changing the Filling the combustion chamber, so that the working method of the gasoline engine - unlike diesel engine - a quantity regulation is based.
- This load control is usually carried out by means provided in the intake Throttle.
- the pressure of the sucked Air behind the throttle will be reduced more or less severely.
- the further the Throttle is closed d. H. the more it blocks the intake tract the more higher is the pressure loss of the intake air across the throttle and the lower the pressure of the intake air behind the throttle and before the inlet to the combustion chamber.
- the air mass i. the quantity be set. This also explains why this type of quantity regulation especially in the partial load range proves to be disadvantageous because low loads require one high throttling and pressure reduction in the intake tract.
- a solution for the dethrottling of the Otto engine work process exists in the use of a variable valve train. Unlike conventional Valve trains where both the stroke of the valves and the timing, i. the opening and closing times of the intake and exhaust valves, due to the non-flexible, as not adjustable mechanism of the valve train as invariable Sizes are given, they can the combustion process and thus the Fuel consumption influencing parameters by means of variable valve trains more or less varied.
- the ideal solution would be a fully variable one Valve control specific for any operating point of the gasoline engine matched values for the stroke and the timing allows.
- valve train is for example the VALVETRONIC Valve Train from BMW, as described in the Motortechnische Science, Vintage 2001, No. 6, page 18 is described.
- the closing timing of the intake valve and the intake valve lift can be varied.
- a throttle-free and thus lossless load control is possible.
- the mixture mass flowing into the combustion chamber during the intake process is not controlled as in conventional gasoline engines by means of a throttle valve arranged in the intake tract, but is dimensioned via the intake valve stroke and the opening duration of the intake valve.
- a valve system of the generic type also describes the EP 312 216 A2.
- the disclosed valve system is equipped with a valve drive device, the one Rocker arm shaft on which a first rocker arm is rotatably mounted, in Sliding contact with the intake cam is, and further, a second rocker arm is rotatably disposed which abuts the upper end of the intake valve.
- the first Rocker arm and the second rocker arm are pivoted against each other and over a torsion spring coupled in such a way that regardless of an operation of the Valve drive means, the intake valve held in its closed position is and the applied valve opening force in the torsion spring can be cached.
- an electromagnetic actuator is used to the intake valve also at Force applied by the second rocker arm in its closed position to hold.
- This actuator comprises an electromagnet, the activation of which is an attraction on the Inlet valve arranged magnetic element and thus closing the Inlet valve causes.
- the attraction of the Electromagnet and the spring force of the valve spring means are larger than the Restoring forces of the torsion spring.
- variable valve train is not just in terms of already described Entdrosselung the internal combustion engine and an associated Consumption optimization of the internal combustion engine advantageous, but also in terms on the problem, resulting from a rigid tax time on the one hand and a variable speed on the other hand results, since always found a compromise must be that takes into account the entire speed range.
- the timing to which the intake valve closes affects the filling of the Combustion chamber and thus the torque characteristics of the internal combustion engine.
- it is advantageous to close the inlet valve early which
- at high speeds, especially at the rated speed too unwanted Filling losses leads. Therefore, at high speeds, it is preferred To close the intake valve late, in this speed range, a good filling of the To ensure combustion chamber.
- a late closing of the intake valve but performs partial ejection of the freshly aspirated cylinder charge to filling losses at low speeds.
- a fixed control time is therefore always a compromise between the two colliding scenarios described above. Ideal is when the control time to which the intake valve closes is variably controllable, which can be realized by means of a variable valve train. At low speeds could then the intake valve early, be closed late at high speeds.
- variable valve timing Another application for variable valve timing is the variation of so-called valve overlap d.
- H the crank angle range in which the Exhaust valve is not closed when the intake valve is open. In the area This valve overlap may lead to flushing losses, with part of the sucked mixture through the combustion chamber flows without combustion participate. On the one hand, this leads to worse efficiencies, but on the other hand to a larger cylinder filling and thus to a higher performance. At low speeds becomes a smaller and at higher speeds a greater valve overlap sought.
- a variable valve control allows a variation of the valve overlap as a function of the speed.
- the object of the present invention is a variable to provide controllable valve system of the generic type, with which the Control times are influenced in the most advantageous manner and with the after overcome the known prior art disadvantages, and the In particular, a control of the closing operation allows.
- Another object of the present invention is to provide a method for to provide variable control of a valve of an internal combustion engine.
- the first partial task is solved by a variably controllable valve system for an internal combustion engine with a valve that is between a valve closing position and a valve open position is movable to an inlet or outlet opening of a Release combustion chamber of the internal combustion engine or to block, with Valve spring means to bias the valve towards the valve closing position, and a valve drive means for displacing the valve against the biasing force of Open valve spring means, and which is characterized in that a controllable Clamping device is provided with clamping element, with which the movement of the Valve at least partially independent or contrary to that of the Valve spring means on the forces exerted on the valve influenced and thus is controllable.
- the valve is a lift valve.
- valve system can influence directly on the Closing of the valve are taken.
- the Clamping device By activating the Clamping device, it is possible, for example, the valve at maximum valve lift and this against the valve springs on the valve exerted forces that want to push the valve towards the valve closing position.
- a cam and a plunger as valve drive means goes while losing the adhesion between cam and plunger.
- the loss of Frictional connection between the cam and plunger in the inventive Valve system essential and an integral part of the variable Control, which is deliberately brought about by use of a clamping device.
- valve inlet valve.
- the Valve system according to the invention makes it possible, the closing movement of To delay intake valve by means of the clamping device and thus the Control closing process. Unintentional filling losses can be avoided by making the intake valve early at low speeds and late at high speeds is closed.
- the used valve drive device is an early Closed the intake valve designed.
- the shift of the closing time of the Inlet valve then takes place via the delay of the closing process by means of clamping device to late.
- a load control done which is too contributes to a Entdrosselung the internal combustion engine.
- Embodiments of the variably controllable valve system are also advantageous where the valve is an exhaust valve.
- This allows for a variation of Valve overlap d.
- H. the crank angle range in which the exhaust valve at open inlet valve is not yet closed.
- Valve spring means are guided without the clamping device is activated.
- To higher speeds can then with the Activation of the clamping device delaying the closing of the Outlet valve and thus a larger valve overlap can be realized.
- the claimed valve system thus allows a variation of the Valve overlap as a function of the speed.
- Embodiments of the variably controllable valve system are also advantageous which the clamping device with a piezoelectric element as Clamping element is equipped. Benefits of using a piezoelectric element, since this is inexpensive and already in many Applications has proven, so that sufficient experience with such Elements are present.
- embodiments of the variably controllable valve system are advantageous, in which the clamping element is arranged around the shaft of the lift valve and exerts the clamping forces on the valve via the shaft. An activation of the piezoelectric element then brings this annular around the valve stem arranged element for engagement with the shaft. Between clamping element and Valve stem frictional forces are built up, which act as clamping forces.
- a purely mechanical clamping device which has a Adjustment device brings a clamping element with the valve into engagement, so that a Delay is caused.
- a arranged around the valve coil could as contactless clamping element exert a clamping force on the valve.
- Embodiments of the variably controllable valve system are also advantageous where the valve drive means a pneumatic or electromagnetic Valve drive device is.
- valve drive devices is in contrast to a purely mechanical, not flexible Valve drive means the additional possibility by means of the clamping device the movement of the valve also opposite to that of the valve drive device to influence and control the valve applied forces. This can also be done the opening process of the valve affects d. H. be delayed.
- valve drive means a cam and a Tappet includes, wherein the contour of the cam in the area that is open the valve is responsible, is designed in the manner that above a predetermined Speed of adhesion between plunger and cam during the opening process get lost.
- This advantageous embodiment of a valve system with pure mechanical valve drive device - a cam and a plunger - allows as in the above-described pneumatic or electromagnetic valve drive means the additional possibility that Movement of the valve by means of the clamping device also during the To influence opening process and thus to control and in the Time periods in which there is no adhesion between plunger and cam.
- the valve drive means a cam and a Tappet includes, wherein the contour of the cam in the area that is open the valve is responsible, is designed in the manner that above a predetermined Speed of adhesion between plunger and cam during the opening process get lost.
- this embodiment allows for the valve to some extent thrown into the combustion chamber, a very rapid opening of the valve inlet or outlet and thus the desired fast release large Flow areas.
- valve drive means between a cam and plunger arranged rocker arm comprises, which is modular and a first and a second rocker arm, wherein the first and the second rocker arm means a spring element in the type are biased against each other, that the first Tilting lever is pivoted to the cam and the other rocker arm to the plunger.
- This embodiment of a valve drive device opens the additional Possibility, the movement of the valve by means of the clamping device against the to influence forces exerted by the valve drive means on the valve d. H. to be delayed, the applied by the valve drive means Opening forces of the spring element, which the first and the second Toggle lever is biased against each other, is cached.
- the second sub-task on which the invention is based is by a method solved the generic type, which is characterized in that a controllable clamping device is used with clamping element, with which the Movement of the valve at least partially independent or contrary to that of the Valve spring means on the valve applied forces is influenced and controlled.
- Embodiments of the method in which a clamping element is advantageous are advantageous piezoelectric element is used.
- the use of this clamping element allows a clamping device with only a few components beyond that inexpensive and less prone to failure.
- Further requirements for the Clamping valve, as resulting from use in an internal combustion engine, fulfills the piezoelectric element as well. In particular, it has only a small one Space requirement and has only a low temperature sensitivity.
- Embodiments of the method in which the clamping device is advantageous are advantageous is activated during the closing of the valve, so that the closing process is slowed down.
- the effects, which over a variation of the closing process and appropriate control strategies have been adopted already stated.
- embodiments of the method in which the Clamping device activated shortly before the closing of the valve is to allow a slow closing.
- This embodiment of the Method allows a gentle closing of the valve d. H. a slow, gentle insertion of the valve disk in the valve seat to avoid Damage.
- Valve drive means a pneumatic or electromagnetic Valve drive device is used. This embodiment of the method allows the delay of the opening process of the valve.
- a Valve drive device which comprises a cam and a plunger, wherein preferably the contour of the cam in the area which is suitable for opening the Valve is responsible, is designed in the way that above a predetermined Speed of adhesion between the plunger and cam is lost.
- These Process variant also allows the delay of the opening process of the valve at least in some areas.
- the one between cam and plunger arranged rocker arm comprises, which is modular and a first and a second rocker arm, wherein the first and the second rocker arm means a spring element in the type are biased against each other, that the first Tilting lever is pivoted to the cam and the other rocker arm to the plunger.
- embodiments of the method are advantageous in which the Clamping device both during closing and during the Opening operation of the valve can be activated, so that the opening process is controllable next to the closing process.
- the variable wins Valve control additional degrees of freedom, resulting in additional flexibility the valve control strategy leads.
- the inventive method can also with other methods for variable control of a valve combined and supplemented. Is advantageous in particular the combination of the claimed method with a electromagnetic valve drive, in which just the closing process by too hard Placement of the valve disk is stamped in the valve seat. That can with the the process according to the invention can be remedied.
- the valve system 1 comprises a lift valve 2, which is between a valve closing position and a valve open position is movable to an inlet 6 of the combustion chamber 14th release or block the internal combustion engine.
- the illustrated in Figure 1 Snapshot shows the valve 2 in the closed position in which the valve disc. 3 of the valve 2 is arranged in the valve seat 4 and the combustion chamber 14 with respect to the Inlet 6 seals.
- valve system 1 is equipped with valve spring means 7 to the valve 2 in To bias towards valve closed position.
- a holder 13th provided, which is attached to the end of the valve stem 5 and at which the Support valve spring means 7.
- a mechanical valve drive device 8 which has a cam 11 and includes a plunger 12.
- the plunger 12 Upon rotation of the cam 11, the plunger 12 is opposite the biasing force of the valve spring means 7 moves down, wherein it the shaft. 5 of the valve 2 in the direction of the combustion chamber 14 shifts, so that the inlet 6 is released becomes.
- the maximum valve stroke follows the closing process.
- deactivated clamping device 9 lead to the holder 13 and the shaft fifth acting spring forces of the valve spring means 7, the valve 2 in the direction Valve closing position, at the same time the plunger 12 in its starting position is brought.
- the spring forces of the valve spring means 7 also provide for a sufficient adhesion between cam 11 and plunger 12 and prevent Take off.
- the valve system 1 with a controllable clamping device 9, which is a piezoelectric Element 10 as a clamping element 10 comprises.
- this clamping device 9 can the movement of the valve 2 opposite to the valve spring means 7 on the valve 2 forces applied, i. be delayed.
- the closing process by varying the Clamping forces are controlled completely freely.
- the adhesion between Cam 11 and plunger 12 repealed.
- the clamping forces exceed the Momentary spring forces, the valve 2 comes to a standstill.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein variabel steuerbares Ventilsystem (1) für eine Brennkraftmaschine mit einem Ventil (2), das zwischen einer Ventilschließstellung und einer Ventiloffenstellung bewegbar ist, um eine Einlaß- oder Auslaßöffnung einer Brennkammer der Brennkraftmaschine freizugeben bzw. zu versperren, mit Ventilfedermitteln (7), um das Ventil (2) in Richtung Ventilschließstellung vorzuspannen, und einer Ventilantriebseinrichtung (8), um das Ventil entgegen der Vorspannkraft der Ventilfedermittel (7) zu öffnen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur variablen Steuerung eines derartigen Ventilsystems (1). Es soll ein variabel steuerbares Ventilsystem (1) bereitgestellt werden, mit dem die Steuerzeiten in möglichst vorteilhafter Weise beeinflußbar sind und mit dem die nach dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwunden werden, und das insbesondere eine Steuerung des Schließvorganges ermöglicht. Ein entsprechendes Verfahren soll ebenfalls aufgezeigt werden. Erreicht wird dies dadurch, daß ein Ventilsystem (1) der gattungsbildenden Art mit einer steuerbaren Klemmvorrichtung (9) mit Klemmelement (10) ausgestattet wird, mit welcher die Bewegung des Ventils (2) zumindest teilweise unabhängig bzw. entgegen den von den Ventilfedermitteln (7) auf das Ventil (2) ausgeübten Kräften beeinflußbar und damit steuerbar ist. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft ein variabel steuerbares Ventilsystem für eine
Brennkraftmaschine mit einem Ventil, das zwischen einer Ventilschließstellung und
einer Ventiloffenstellung bewegbar ist, um eine Einlaß- oder Auslaßöffnung einer
Brennkammer der Brennkraftmaschine freizugeben bzw. zu versperren, mit
Ventilfedermitteln, um das Ventil in Richtung Ventilschließstellung vorzuspannen,
und einer Ventilantriebseinrichtung, um das Ventil entgegen der Vorspannkraft der
Ventilfedermittel zu öffnen.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur variablen Steuerung eines
Ventils einer Brennkraftmaschine mit einem Ventil, das zwischen einer
Ventilschließstellung und einer Ventiloffenstellung bewegbar ist, um eine Einlaßoder
Auslaßöffnung einer Brennkammer der Brennkraftmaschine freizugeben bzw.
zu versperren, mit Ventilfedermitteln, um das Ventil in Richtung Ventilschließstellung
vorzuspannen, und einer Ventilantriebseinrichtung, um das Ventil entgegen der
Vorspannkraft der Ventilfedermittel zu öffnen.
Aufgrund der begrenzten Ressourcen an fossilen Energieträgern, insbesondere
aufgrund der begrenzten Vorkommen an Mineralöl als Rohstoff für die Gewinnung
von Brennstoffen für den Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen, ist man bei der
Entwicklung von Verbrennungsmotoren ständig bemüht, den Kraftstoffverbrauch zu
minimieren, wobei eine verbesserte d. h. effektivere Verbrennung im Vordergrund
der Bemühungen steht.
Problematisch ist der Kraftstoffverbrauch und damit der Wirkungsgrad insbesondere
bei Ottomotoren. Der Grund hierfür liegt im prinzipiellen Arbeitsverfahren des
Ottomotors. Der Ottomotor arbeitet mit einem homogenen Brennstoff-Luftgemisch,
daß - sofern keine Direkteinspritzung vorliegt - durch äußere Gemischbildung
aufbereitet wird, indem in die angesaugte Luft im Ansaugtrakt Kraftstoff eingebracht
wird. Die Einstellung der gewünschten Leistung erfolgt durch Veränderung der
Füllung des Brennraumes, so daß dem Arbeitsverfahren des Ottomotors - anders als
beim Dieselmotor - eine Quantitätsregelung zugrunde liegt.
Diese Laststeuerung erfolgt in der Regel mittels einer im Ansaugtrakt vorgesehenen
Drosselklappe. Durch Verstellen der Drosselklappe kann der Druck der angesaugten
Luft hinter der Drosselklappe mehr oder weniger stark reduziert werden. Je weiter die
Drosselklappe geschlossen ist d. h. je mehr sie den Ansaugtrakt versperrt desto
höher ist der Druckverlust der angesaugten Luft über die Drosselklappe hinweg und
desto geringer ist der Druck der angesaugten Luft hinter der Drosselklappe und vor
dem Einlaß in den Brennraum. Bei konstantem Brennraumvolumen kann auf diese
Weise über den Druck der angesaugten Luft die Luftmasse d.h. die Quantität
eingestellt werden. Dies erklärt auch, weshalb sich diese Art der Quantitätsregelung
gerade im Teillastbereich als nachteilig erweist, denn geringe Lasten erfordern eine
hohe Drosselung und Druckabsenkung im Ansaugtrakt.
Die Quantitätsregelung mittels Drosselklappe hat thermodynamische Nachteile.
Aufgrund der Druckabsenkung der angesaugten Luft wird der vier Takte umfassende
Kreisprozeß thermodynamisch nachteilig beeinflußt, da durch die Drosselung der
innere Mitteldruck pmi infolge des reduzierten Drucks der angesaugten Luft und den
damit verbundenen größeren Ladungswechselverlusten absinkt. Zusammen mit dem
Hubvolumen Vh ergibt der innere Mitteldruck pmi die gewonnene Arbeit pro Arbeitspiel
WA. Es gilt:
pmi *Vh -∫p dV-WA
Um die beschriebenen Drosselverluste zu senken, wurden verschiedene Strategien
zur Laststeuerung entwickelt, die sich im Stand der Technik wiederfinden.
Ein Lösungsansatz zur Entdrosselung des ottomotorischen Arbeitsverfahrens besteht
in der Verwendung eines variablen Ventiltriebs. Im Gegensatz zu konventionellen
Ventiltrieben, bei denen sowohl der Hub der Ventile als auch die Steuerzeiten, d.h.
die Öffnungs- und Schließzeiten der Einlaß- und Auslaßventile, bedingt durch die
nicht flexible, da nicht verstellbare Mechanik des Ventiltriebes als unveränderliche
Größen vorgegeben sind, können diese den Verbrennungsprozeß und damit den
Kraftstoffverbrauch beeinflussenden Parameter mittels variabler Ventiltriebe mehr
oder weniger stark variiert werden. Die ideale Lösung wäre eine voll variable
Ventilsteuerung, die für jeden beliebigen Betriebspunkt des Ottomotors speziell
abgestimmte Werte für den Hub und die Steuerzeiten zuläßt.
Spürbare Kraftstoffeinsparungen können aber auch mit nur teilweise variablen
Ventiltrieben erzielt werden. Ein solcher Ventiltrieb ist beispielsweise der
VALVETRONIC Ventiltrieb von BMW, wie er in der Motortechnischen Zeitung,
Jahrgang 2001, Heft 6, Seite 18 beschrieben wird.
Bei diesem Ventiltrieb kann die Schließzeit des Einlaßventils und der Einlaßventilhub
variiert werden. Hierdurch ist eine drosselfreie und damit verlustfreie Laststeuerung
möglich.
Die während des Ansaugvorganges in den Brennraum einströmende Gemischmasse wird dabei nicht wie bei konventionellen Ottomotoren mittels einer im Ansaugtrakt angeordneten Drosselklappe gesteuert d.h. bemessen, sondern über den Einlaßventilhub und die Öffnungsdauer des Einlaßventils.
Die während des Ansaugvorganges in den Brennraum einströmende Gemischmasse wird dabei nicht wie bei konventionellen Ottomotoren mittels einer im Ansaugtrakt angeordneten Drosselklappe gesteuert d.h. bemessen, sondern über den Einlaßventilhub und die Öffnungsdauer des Einlaßventils.
Ein Ventilsystem der gattungsbildenden Art beschreibt auch die EP 312 216 A2. Das
offenbarte Ventilsystem ist ausgestattet mit einer Ventilantriebseinrichtung, die eine
Kipphebelwelle umfaßt, auf der ein erster Kipphebel drehbar angeordnet ist, der in
Gleitkontakt mit dem Einlaßnocken steht, und des weiteren ein zweiter Kipphebel
drehbar angeordnet ist, der am oberen Ende des Einlaßventils anliegt. Der erste
Kipphebel und der zweite Kipphebel sind gegeneinander verschwenkbar und über
eine Torsionsfeder in der Art gekoppelt, daß ungeachtet einer Betätigung der
Ventilantriebseinrichtung, das Einlaßventil in seiner geschlossenen Stellung gehalten
wird und die aufgebrachte Ventilöffnungskraft in der Torsionsfeder
zwischengespeichert werden kann. Um das Einlaßventil auch bei
Kraftbeaufschlagung durch den zweiten Kipphebel in seiner geschlossenen Stellung
zu halten, wird ein elektromagnetisches Stellglied verwendet. Dieses Stellglied
umfaßt einen Elektromagneten, dessen Aktivierung eine Anziehung eines an dem
Einlaßventil angeordneten magnetischen Elementes und damit ein Schließen des
Einlaßventils bewirkt. Hierzu ist es erforderlich, daß die Anziehungskraft des
Elektromagneten und die Federkraft der Ventilfedermitteln größer sind als die
Rückstellkräfte der Torsionsfeder.
Mit einem derartigen Ventilbetätigungssystem ist es jedoch nur möglich den
Schließvorgang des Einlaßventils zu beschleunigen. Damit kann auf die Steuerzeit
"Einlaß schließt" nur in der Art Einfluß genommen werden, daß der Zeitpunkt, zu dem
das Einlaßventil schließt, nach früh verlegt wird, d. h. früher zu schließen als dies
ohne elektromagnetisches Stellglied unter alleiniger Verwendung einer
mechanischen Ventilantriebseinrichtung der Fall wäre. Die Variation der Steuerzeiten
ist damit sehr beschränkt. Zudem weist dieses Ventilsystem Nachteile beim
tatsächlichen Schließvorgang des Ventils auf, wenn der Ventilteller im Ventilsitz zur
Anlage gebracht wird. Dieser Moment des Schließvorganges ist überaus kritisch, da
ein zu schnelles Auftreffen des Ventils im Ventilsitz Beschädigungen hervorrufen
kann. Das Ventil sollte also eigentlich während dieser Phase des Schließvorganges
verzögert werden.
Die Verwendung eines variablen Ventiltriebs ist nicht nur im Hinblick auf die bereits
beschriebene Entdrosselung der Brennkraftmaschine und eine damit verbundene
Verbrauchsoptimierung der Brennkraftmaschine vorteilhaft, sondern auch im Hinblick
auf die Problematik, die sich aus einer starren Steuerzeit einerseits und einer
variablen Drehzahl andererseits ergibt, da hier immer ein Kompromiß gefunden
werden muß, der dem gesamten Drehzahlbereich Rechnung trägt.
So beeinflußt die Steuerzeit, zu der das Einlaßventil schließt, die Füllung des
Brennraums und damit die Drehmomentencharakteristik der Brennkraftmaschine. Bei
niedrigen Drehzahlen ist es vorteilhaft, das Einlaßventil früh zu schließen, was
jedoch bei hohen Drehzahlen, insbesondere bei der Nenndrehzahl, zu ungewollten
Füllungsverlusten führt. Daher wird bei hohen Drehzahlen bevorzugt, das
Einlaßventil spät zu schließen, um in diesem Drehzahlbereich eine gute Füllung des
Brennraums sicherzustellen. Ein spätes Schließen des Einlaßventils führt aber durch
teilweises Ausschieben der frisch angesaugten Zylinderladung zu Füllungsverlusten
bei niedrigen Drehzahlen. Eine feste Steuerzeit bildet daher immer einen Kompromiß
zwischen den beiden oben beschriebenen, kollidierenden Szenarien. Ideal ist es,
wenn die Steuerzeit, zu der das Einlaßventil schließt, variabel steuerbar ist, was
mittels eines variablen Ventiltriebs realisiert werden kann. Bei niedrigen Drehzahlen
könnte dann das Einlaßventil früh, bei hohen Drehzahlen spät geschlossen werden.
Ein weiterer Anwendungsfall für eine variable Ventilsteuerung ist die Variation der
sogenannten Ventilüberschneidung d. h. der Kurbelwinkelbereich, in dem das
Auslaßventil bei geöffnetem Einlaßventil noch nicht geschlossen ist. Im Bereich
dieser Ventilüberschneidung kann es zu Spülverlusten kommen, wobei ein Teil des
angesaugten Gemisches durch den Brennraum strömt ohne an der Verbrennung
teilzunehmen. Dies führt einerseits zu schlechteren Wirkungsgraden, aber
andererseits zu einer größeren Zylinderfüllung und damit zu einer höheren Leistung.
Bei niedrigen Drehzahlen wird eine kleinere und bei größeren Drehzahlen eine
größere Ventilüberschneidung angestrebt. Eine variable Ventilsteuerung ermöglicht
eine Variation der Ventilüberschneidung in Abhängigkeit von der Drehzahl.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein variabel
steuerbares Ventilsystem der gattungsbildenden Art bereitzustellen, mit dem die
Steuerzeiten in möglichst vorteilhafter Weise beeinflußbar sind und mit dem die nach
dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwunden werden, und das
insbesondere eine Steuerung des Schließvorganges ermöglicht.
Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur
variablen Steuerung eines Ventils einer Brennkraftmaschine bereitzustellen.
Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch ein variabel steuerbares Ventilsystem für
eine Brennkraftmaschine mit einem Ventil, das zwischen einer Ventilschließstellung
und einer Ventiloffenstellung bewegbar ist, um eine Einlaß- oder Auslaßöffnung einer
Brennkammer der Brennkraftmaschine freizugeben bzw. zu versperren, mit
Ventilfedermitteln, um das Ventil in Richtung Ventilschließstellung vorzuspannen,
und einer Ventilantriebseinrichtung, um das Ventil entgegen der Vorspannkraft der
Ventilfedermittel zu öffnen, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine steuerbare
Klemmvorrichtung mit Klemmelement vorgesehen ist, mit welcher die Bewegung des
Ventils zumindest teilweise unabhängig bzw. entgegen den von den
Ventilfedermitteln auf das Ventil ausgeübten Kräften beeinflußbar und damit
steuerbar ist. Vorzugsweise ist das Ventil ein Hubventil.
Bei dem erfindungsgemäßen Ventilsystem kann unmittelbar Einfluß auf den
Schließvorgang des Ventils genommen werden. Durch Aktivierung der
Klemmvorrichtung ist es beispielsweise möglich, das Ventil bei maximalem Ventilhub
zu halten und dies entgegen den von den Ventilfedermitteln auf das Ventil
ausgeübten Kräften, die das Ventil in Richtung Ventilschließstellung drücken wollen.
Bei Verwendung eines Nockens und eines Stößels als Ventilantriebseinrichtung geht
dabei zwar der Kraftschluß zwischen Nocken und Stößel verloren. Im Gegensatz zu
den aus dem Stand der Technik bekannten Ventilsystemen, bei denen ein Abheben
des Nockens vom Stößel gerade vermieden werden soll, ist der Verlust des
Kraftschlusses zwischen Nocken und Stößel bei dem erfindungsgemäßen
Ventilsystem unumgänglich und ein wesentlicher Bestandteil der variablen
Steuerung, der durch Einsatz einer Klemmvorrichtung bewußt herbeigeführt wird.
Anders als bei dem in der EP 312 216 A2 beschriebenen Ventilsystem, welches den
Schließvorgang zwar beschleunigen, aber nicht verzögern kann, treten bei dem
erfindungsgemäßen Ventilsystem auch keine Nachteile beim tatsächlichen
Schließvorgang des Ventils auf, wenn der Ventilteller im Ventilsitz zur Anlage
gebracht wird. Zur Vermeidung von Beschädigungen sollte ein zu schnelles
Auftreffen des Ventils vermieden und das Ventil während dieser Phase des
Schließvorganges verzögert werden. Ein Erfordernis, dem das beanspruchte
Ventilsystem anders als das in der EP 312 216 A2 beschriebene Ventilsystem
nachkommt, und dies, ohne daß ein modular aufgebauter Kipphebel mit
Torsionsfeder zu Speicherung der Schließkräfte notwendig wäre.
Im Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik bekannten Beschleunigung des
Schließvorganges wird mit dem erfindungsgemäßen Ventilsystem, dem die
Verzögerung des Schließvorganges immanent ist, ein völlig andere Ansatz gewählt,
der die aufgezeigten Vorteile mit sich bringt. Weitere wesentliche Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden im Zusammenhang mit der Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen erläutert.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen des variabel steuerbaren Ventilsystems, bei
denen das Ventil ein Einlaßventil ist. Wie bereits beschrieben, beeinflußt die
Steuerzeit, zu der das Einlaßventil schließt, die Füllung des Brennraums. Das
erfindungsgemäße Ventilsystem ermöglicht es, die Schließbewegung des
Einlaßventils mittels der Klemmvorrichtung zu verzögern und damit den
Schließvorgang zu steuern. Ungewollte Füllungsverluste können vermieden werden,
indem bei niedrigen Drehzahlen das Einlaßventil früh und bei hohen Drehzahlen spät
geschlossen wird. Dafür wird die verwendete Ventilantriebseinrichtung auf ein frühes
Schließen des Einlaßventils ausgelegt. Die Verschiebung der Schließzeit des
Einlaßventils nach spät erfolgt dann über die Verzögerung des Schließvorganges
mittels Klemmvorrichtung nach spät. Des Weiteren kann über eine Variation der
Steuerzeit, bei der das Einlaßventil schließt, eine Laststeuerung erfolgen, was zu
einer Entdrosselung der Brennkraftmaschine beiträgt.
Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen des variabel steuerbaren Ventilsystems, bei
denen das Ventil ein Auslaßventil ist. Dies ermöglicht eine Variation der
Ventilüberschneidung d. h. des Kurbelwinkelbereichs, in dem das Auslaßventil bei
geöffnetem Einlaßventil noch nicht geschlossen ist. Bei niedrigen Drehzahlen kann
das Ventil mittels der Ventilantriebseinrichtung und der Vorspannkraft der
Ventilfedermittel geführt werden, ohne daß die Klemmvorrichtung aktiviert wird. Dies
führt zu der bei kleineren Drehzahlen gewollten kleineren Ventilüberschneidung und
einer guten Zylinderfüllung. Zu größeren Drehzahlen hin kann dann mit der
Aktivierung der Klemmvorrichtung eine Verzögerung des Schließvorganges des
Auslaßventils und damit eine größere Ventilüberschneidung realisiert werden. Dies
führt zu einer guten Zylinderfüllung und einer hohen Leistung bei hohen Drehzahlen.
Das beanspruchte Ventilsystem ermöglicht damit eine Variation der
Ventilüberschneidung in Abhängigkeit von der Drehzahl.
Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen des variabel steuerbaren Ventilsystems, bei
denen die Klemmvorrichtung mit einem piezoelektrischen Element als
Klemmelement ausgestattet ist. Vorteile bietet die Verwendung eines
piezoelektrischen Elementes, da dieses kostengünstig ist und sich bereits bei vielen
Anwendungen bewährt hat, so daß auch ausreichend Erfahrungen mit derartigen
Elementen vorliegen.
Bei Anlegen einer Spannung kommt es zu geringfügigen Deformationen des
piezoelektrischen Elementes, die aber bereits bei entsprechender Anordnung des
Klemmelementes eine ausreichend große Klemmkraft auf das Ventil übertragen
können. Außerdem ist die Deformation des piezoelektrischen Elementes und damit
die Höhe der Klemmkraft und die Größe der Verzögerung des Ventils leicht über die
Spannung regelbar.
Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen des variabel steuerbaren Ventilsystems,
bei denen das Klemmelement um den Schaft des Hubventils herum angeordnet ist
und die Klemmkräfte über den Schaft auf das Ventil ausübt. Eine Aktivierung des
piezoelektrischen Elements bringt dann dieses ringförmig um den Ventilschaft
angeordnete Element zur Anlage mit dem Schaft. Zwischen Klemmelement und
Ventilschaft werden Reibungskräfte aufgebaut, die als Klemmkräfte wirken.
Grundsätzlich sind aber auch andere Klemmvorrichtungen bzw. Klemmelemente
einsetzbar. Beispielsweise eine rein mechanische Klemmvorrichtung, die über eine
Verstellvorrichtung ein Klemmelement mit dem Ventil in Eingriff bringt, so daß eine
Verzögerung hervorgerufen wird. Eine um das Ventil angeordnete Spule könnte als
berührungsloses Klemmelement eine Klemmkraft auf das Ventil ausüben.
Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen des variabel steuerbaren Ventilsystems, bei
denen die Ventilantriebseinrichtung eine pneumatische oder elektromagnetische
Ventilantriebseinrichtung ist. Bei Verwendung derartiger Ventilantriebseinrichtungen
besteht nämlich im Gegensatz zu einer rein mechanischen, nicht flexiblen
Ventilantriebseinrichtung die zusätzliche Möglichkeit mittels der Klemmvorrichtung
die Bewegung des Ventils auch entgegen den von der Ventilantriebseinrichtung auf
das Ventil ausgeübten Kräfte zu beeinflussen und zu steuern. Damit kann dann auch
der Öffnungsvorgang des Ventils beeinflußt d. h. verzögert werden.
Vorteilhaft sind aber auch Ausführungsformen des variabel steuerbaren
Ventilsystems, bei denen die Ventilantriebseinrichtung einen Nocken und einen
Stößel umfaßt, wobei die Kontur des Nockens in dem Bereich, der für das Öffnen
des Ventils zuständig ist, in der Art ausgebildet ist, daß oberhalb einer vorgebbaren
Drehzahl der Kraftschluß zwischen Stößel und Nocken beim Öffnungsvorgang
verloren geht. Diese vorteilhaft Ausführungsform eines Ventilsystems mit rein
mechanischer Ventilantriebseinrichtung - einem Nocken und einem Stößel -
ermöglicht wie bei der oben beschriebenen pneumatischen oder
elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung die zusätzliche Möglichkeit, die
Bewegung des Ventils mittels der Klemmvorrichtung auch während des
Öffnungsvorgangs zu beeinflussen und damit zu steuern und zwar in den
Zeitspannen, in denen kein Kraftschluß zwischen Stößel und Nocken vorliegt. Damit
kann auch der Öffnungsvorgang des Ventils bei Verwendung rein mechanischer
Ventilantriebseinrichtung beeinflußt werden.
Des weiteren ermöglicht diese Ausführungsform, bei der das Ventil gewissermaßen
in den Brennraum hinein geworfen wird, eine sehr schnelle Öffnung der Ventileinlaß-
bzw. Auslaßöffnung und damit die gewünschte schnelle Freigabe großer
Strömungsquerschnitte.
Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen des variabel steuerbaren Ventilsystems, bei
denen die Ventilantriebseinrichtung einen zwischen Nocken und Stößel
angeordneten Kipphebel umfaßt, der modular aufgebaut ist und einen ersten und
einen zweiten Kipphebel umfaßt, wobei der erste und der zweite Kipphebel mittels
eines Federelementes in der Art gegeneinander vorgespannt sind, daß der erste
Kipphebel zum Nocken und der andere Kipphebel zum Stößel hin verschwenkt wird.
Auch diese Ausführungsform einer Ventilantriebseinrichtung eröffnet die zusätzliche
Möglichkeit, die Bewegung des Ventils mittels der Klemmvorrichtung entgegen den
von der Ventilantriebseinrichtung auf das Ventil ausgeübten Kräften zu beeinflussen
d. h. zu verzögern, wobei die von der Ventilantriebseinrichtung aufgebrachten
Öffnungskräfte von dem Federelement, welches den ersten und den zweiten
Kipphebel gegeneinander vorspannt, zwischengespeichert wird.
Die zweite der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe wird durch ein Verfahren
der gattungsbiidenden Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine
steuerbare Klemmvorrichtung mit Klemmelement verwendet wird, mit welcher die
Bewegung des Ventils zumindest teilweise unabhängig bzw. entgegen den von den
Ventilfedermitteln auf das Ventil ausgeübten Kräften beeinflußt und gesteuert wird.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur variablen Steuerung eines
Ventils einer Brennkraftmaschine wurden bereits ausführlich im Rahmen der
Erläuterung des Ventilsystems erörtert. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere
dadurch aus, daß die Steuerzeiten mit einfachen Mitteln beeinflußt d. h. variiert
werden können, wobei das Grundprinzip des beanspruchten Verfahrens nicht wie bei
herkömmlichen Verfahren in einer Beschleunigung des Schließvorganges zu finden
ist, sondern im Gegenteil eine Verzögerung der Schließbewegung gelehrt wird,
wodurch auch die Nachteile bei einem zu schnellen Aufsetzen des Ventiltellers im
Ventilsitz vermieden werden. Zudem kann bei entsprechender
Ventilantriebseinrichtung auch der Öffnungsvorgang beeinflußt werden.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen als Klemmelement ein
piezoelektrisches Element verwendet wird. Die Verwendung dieses Klemmelementes
ermöglicht eine Klemmvorrichtung mit nur wenigen Bauteilen, die darüber hinaus
kostengünstig und wenig störanfällig ist. Weiteren Anforderungen an das
Klemmventil, wie sie sich durch den Einsatz in einer Brennkraftmaschine ergeben,
erfüllt das piezoelektrische Element ebenso. Insbesondere hat es nur einen geringen
Raumbedarf und weist nur eine geringe Temperaturempfindlichkeit auf.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Klemmvorrichtung
während des Schließvorganges des Ventils aktiviert wird, so daß der Schließvorgang
verlangsamt wird. Die Effekte, welche über eine Variation des Schließvorganges
herbeigeführt werden können, und die entsprechenden Steuerungsstrategien wurden
bereits dargelegt.
Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die
Klemmvorrichtung kurz vor Beendigung des Schließvorganges des Ventils aktiviert
wird, um ein langsames Schließen zu ermöglichen. Diese Ausführungsform des
Verfahrens ermöglicht ein sanftes Schließen des Ventils d. h. ein langsames,
schonendes Einsetzen des Ventiltellers im Ventilsitz zur Vermeidung von
Beschädigungen.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen als
Ventilantriebseinrichtung eine pneumatische oder elektromagnetische
Ventilantriebseinrichtung verwendet wird. Diese Ausführungsform des Verfahrens
gestattet die Verzögerung des Öffnungsvorganges des Ventils.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen eine
Ventilantriebseinrichtung verwendet wird, die einen Nocken und einen Stößel umfaßt,
wobei vorzugsweise die Kontur des Nockens in dem Bereich, der für das Öffnen des
Ventils zuständig ist, in der Art ausgebildet ist, daß oberhalb einer vorgebbaren
Drehzahl der Kraftschluß zwischen Stößel und Nocken verloren geht. Diese
Verfahrensvariante ermöglicht ebenfalls die Verzögerung des Öffnungsvorganges
des Ventils zumindest in Teilbereichen.
Vorteilhaft sind ebenso Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen eine
Ventilantriebseinrichtung verwendet wird, die einen zwischen Nocken und Stößel
angeordneten Kipphebel umfaßt, der modular aufgebaut ist und einen ersten und
einen zweiten Kipphebel umfaßt, wobei der erste und der zweite Kipphebel mittels
eines Federelementes in der Art gegeneinander vorgespannt sind, daß der erste
Kipphebel zum Nocken und der andere Kipphebel zum Stößel hin verschwenkt wird.
Die beiden letztgenannten Verfahrensvarianten ermöglichen ebenso wie bei Einsatz
einer pneumatische oder elektromagnetische Ventilantriebseinrichtung die
Verzögerung des Öffnungsvorganges.
Vorteilhaft sind aber gerade Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die
Klemmvorrichtung sowohl während Schließvorganges als auch während des
Öffnungsvorganges des Ventils aktiviert werden kann, so daß der Öffnungsvorgang
neben dem Schließvorgang steuerbar wird. Auf diese Weise gewinnt die variable
Ventilsteuerung zusätzliche Freiheitsgrade, was zu einer zusätzlichen Flexibilität bei
der Ventilsteuerungsstrategie führt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann darüber hinaus mit anderen Verfahren zur
variablen Steuerung eins Ventils kombiniert und ergänzt werden. Vorteilhaft ist
insbesondere die Kombination des beanspruchten Verfahren mit einem
elektromagnetischen Ventiltrieb, bei dem gerade der Schließvorgang durch zu hartes
Aufsetzen des Ventiltellers im Ventilsitz geprägt ist. Dem kann mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren abgeholfen werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß der
Figur 1 näher beschrieben. Hierbei zeigt:
Das Ventilsystem 1 umfaßt ein Hubventil 2, das zwischen einer Ventilschließstellung
und einer Ventiloffenstellung bewegbar ist, um einen Einlaß 6 der Brennkammer 14
der Brennkraftmaschine freizugeben bzw. zu versperren. Die in Figur 1 dargestellte
Momentaufnahme zeigt das Ventil 2 in der Schließstellung, in der der Ventilteller 3
des Ventils 2 im Ventilsitz 4 angeordnet ist und den Brennraum 14 gegenüber dem
Einlaß 6 abdichtet.
Das Ventilsystem 1 ist mit Ventilfedermitteln 7 ausgestattet, um das Ventil 2 in
Richtung Ventilschließstellung vorzuspannen. Hierzu ist eine Halterung 13
vorgesehen, die am Ende des Ventilschaftes 5 befestigt ist und an der sich die
Ventilfedermittel 7 abstützen.
Um das Ventil 2 entgegen der Vorspannkraft der Ventilfedermittel 7 zu öffnen ist eine
mechanische Ventilantriebseinrichtung 8 vorgesehen, die einen Nocken 11 und
einen Stößel 12 umfaßt. Bei Drehung des Nockens 11 wird der Stößel 12 entgegen
der Vorspannkraft der Ventilfedermittel 7 nach unten bewegt, wobei er den Schaft 5
des Ventils 2 in Richtung Brennraum 14 verschiebt, so daß der Einlaß 6 freigegeben
wird. Nach Erreichen des maximalen Ventilhubes folgt der Schließvorgang. Bei
deaktivierter Klemmvorrichtung 9 führen die an der Halterung 13 und dem Schaft 5
angreifenden Federkräfte der Ventilfedermittel 7 das Ventil 2 in Richtung
Ventilschließstellung, wobei gleichzeitig der Stößel 12 in seine Ausgangsposition
gebracht wird. Dabei sorgen die Federkräfte der Ventilfedermittel 7 auch für einen
ausreichenden Kraftschluß zwischen Nocken 11 und Stößel 12 und verhindern ein
Abheben.
Um nun den Schließvorgang des Ventils 5 zu verzögern, ist das Ventilsystem 1 mit
einer steuerbaren Klemmvorrichtung 9 ausgestattet, die ein piezoelektrisches
Element 10 als Klemmelement 10 umfaßt. Mit Hilfe dieser Klemmvorrichtung 9 kann
die Bewegung des Ventils 2 entgegen den von den Ventilfedermitteln 7 auf das Ventil
2 ausgeübten Kräften beeinflußt d.h. verzögert werden. Unter Berücksichtigung der
sich zeitlich ändernden Federkräfte kann der Schließvorgang durch Variation der
Klemmkräfte völlig frei gesteuert werden. Dabei wird der Kraftschluß zwischen
Nocken 11 und Stößel 12 aufgehoben. Übersteigen die Klemmkräfte die
momentanen Federkräfte kommt das Ventil 2 zum Stehen.
- 1
- Ventilsystem
- 2
- Ventil
- 3
- Ventilteller
- 4
- Ventilsitz
- 5
- Ventilschaft
- 6
- Einlaß
- 7
- Ventilfedermittel
- 8
- Ventilantriebseinrichtung
- 9
- Klemmvorrichtung
- 10
- Klemmelement, piezoelektrisches Element
- 11
- Nocken
- 12
- Stößel
- 13
- Halterung
- 14
- Brennkammer
Claims (19)
- Variabel steuerbares Ventilsystem (1) für eine Brennkraftmaschine mit einem Ventil (2), das zwischen einer Ventilschließstellung und einer Ventiloffenstellung bewegbar ist, um eine Einlaß- oder Auslaßöffnung einer Brennkammer der Brennkraftmaschine freizugeben bzw. zu versperren, mit Ventilfedermitteln (7), um das Ventil (2) in Richtung Ventilschließstellung vorzuspannen, und einer Ventilantriebseinrichtung (8), um das Ventil entgegen der Vorspannkraft der Ventilfedermittel (7) zu öffnen,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine steuerbare Klemmvorrichtung (9) mit Klemmelement (10) vorgesehen ist, mit welcher die Bewegung des Ventils (2) zumindest teilweise unabhängig bzw. entgegen den von den Ventilfedermitteln (7) auf das Ventil (2) ausgeübten Kräften beeinflußbar und damit steuerbar ist. - Variabel steuerbares Ventilsystem (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventil (2) ein Hubventil (2) ist. - Variabel steuerbares Ventilsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventil (2) ein Einlaßventil ist. - Variabel steuerbares Ventilsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventil (2) ein Auslaßventil ist. - Variabel steuerbares Ventilsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Klemmvorrichtung (9) mit einem piezoelektrischen Element (10) als Klemmelement (10) ausgestattet ist. - Variabel steuerbares Ventilsystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Klemmelement (10) um den Schaft (5) des Hubventils (2) herum angeordnet ist und Klemmkräfte über den Schaft (5) auf das Ventil (2) ausübt. - Variabel steuerbares Ventilsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilantriebseinrichtung (8) eine pneumatische oder elektromagnetische Ventilantriebseinrichtung ist. - Variabel steuerbares Ventilsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilantriebseinrichtung (8) einen Nocken (11) und einen Stößel (12) umfaßt. - Variabel steuerbares Ventilsystem (1) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontur des Nockens (11) in dem Bereich, der für das Öffnen des Ventils (2) zuständig ist, in der Art ausgebildet ist, daß oberhalb einer vorgebbaren Drehzahl der Kraftschluß zwischen Stößel (12) und Nocken (11) verloren geht. - Variabel steuerbares Ventilsystem (1) nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilantriebseinrichtung (8) einen zwischen Nocken (11) und Stößel (12) angeordneten Kipphebel umfaßt, der modular aufgebaut ist und einen ersten und einen zweiten Kipphebel umfaßt, wobei der erste und der zweite Kipphebel mittels eines Federelementes in der Art gegeneinander vorgespannt sind, daß der erste Kipphebel zum Nocken (11) und der andere Kipphebel zum Stößel (12) hin verschwenkt wird. - Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils (2) einer Brennkraftmaschine mit einem Ventil (2), das zwischen einer Ventilschließstellung und einer Ventiloffenstellung bewegbar ist, um eine Einlaß- oder Auslaßöffnung einer Brennkammer der Brennkraftmaschine freizugeben bzw. zu versperren, mit Ventilfedermitteln (7), um das Ventil (2) in Richtung Ventilschließstellung vorzuspannen, und einer Ventilantriebseinrichtung (8), um das Ventil (2) entgegen der Vorspannkraft der Ventilfedermittel (7) zu öffnen,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine steuerbare Klemmvorrichtung (9) mit Klemmelement (10) verwendet wird, mit welcher die Bewegung des Ventils (2) zumindest teilweise unabhängig bzw. entgegen den von den Ventilfedermitteln (7) auf das Ventil (2) ausgeübten Kräften beeinflußt und gesteuert wird. - Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils (1) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Klemmelement (10) ein piezoelektrisches Element (10) verwendet wird. - Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils (1) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Klemmvorrichtung (9) während des Schließvorganges des Ventils (2) aktiviert wird, so daß der Schließvorgang verlangsamt wird. - Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils (1) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Klemmvorrichtung (9) kurz vor Beendigung des Schließvorganges des Ventils (2) aktiviert wird, um ein sanftes Schließen zu ermöglichen. - Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Ventilantriebseinrichtung (8) eine pneumatische oder elektromagnetische Ventilantriebseinrichtung verwendet wird. - Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Ventilantriebseinrichtung (8) verwendet wird, die einen Nocken (11) und einen Stößel (12) umfaßt. - Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils (1) nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Nocken (11) verwendet wird, dessen Kontur in dem Bereich, der für das Öffnen des Ventils (2) zuständig ist, in der Art ausgebildet ist, daß oberhalb einer vorgebbaren Drehzahl der Kraftschluß zwischen Stößel (12) und Nocken (11) verloren geht. - Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils (1) nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Ventilantriebseinrichtung (8) verwendet wird, die einen zwischen Nocken (11) und Stößel (12) angeordneten Kipphebel umfaßt, der modular aufgebaut ist und einen ersten und einen zweiten Kipphebel umfaßt, wobei der erste und der zweite Kipphebel mittels eines Federelementes in der Art gegeneinander vorgespannt sind, daß der erste Kipphebel zum Nocken (11) und der andere Kipphebel zum Stößel (12) hin verschwenkt wird. - Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils (1) nach Anspruch 15, 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Klemmvorrichtung (9) während des Öffnungsvorganges des Ventils (2) aktiviert wird, so daß der Öffnungsvorgang steuerbar wird.
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EP03103656A EP1520962A1 (de) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | Variabel steuerbares Ventilsystem und Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils einer Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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EP03103656A EP1520962A1 (de) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | Variabel steuerbares Ventilsystem und Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils einer Brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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EP1520962A1 true EP1520962A1 (de) | 2005-04-06 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP03103656A Withdrawn EP1520962A1 (de) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | Variabel steuerbares Ventilsystem und Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils einer Brennkraftmaschine |
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EP (1) | EP1520962A1 (de) |
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