AT500714A1

AT500714A1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: AT500714A1
Application number: AT14072004A
Authority: AT
Inventors: Dirk Dipl Ing Denger; Alexander Dipl Ing Pinter
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2006-03-15
Also published as: AT500714B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der Ein -und Auslassventile voll variabel betätig werden, wobei der Öffnungszeitpunkt des Einlassventils und der Schliesszeitpunkt des Auslassventils in Abhängigkeit der Motorlast verändert wird.
Es ist bekannt, zur Verbesserung der Verbrennung bei einer Brennkraftmaschine Gemischbildung und Zündung durch den Einsatz elektronischer Systeme sowohl zylinder- als auch zyklenselektiv vollkommen flexibel zu steuern oder zu regeln. Der Ladungswechsel hingegen erfolgt bei konventionellen Systemen jedoch meistens noch immer mechanisch gekoppelt mit der Kurbelwelle.
Die Steuerung der Gaswechselventile durch Nockenwellen erlaubt nur im begrenzten Umfang, Steuerzeiten und/oder Hub der Gaswechselventile entsprechend den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine einzustellen.

Bei nockenwellenlosen variablen Ventilsteuereinrichtung können sowohl der Hub des Gaswechselventils, als auch dessen Steuerzeit prinzipiell frei eingestellt werden. Dadurch kann das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine, deren spezifischer Kraftstoffverbrauch und deren Emissionen verbessert werden. Elektrohydraulische Ventilsteuerungseinrichtungen zur Realisierung einer vollvariablen Ventilbetätigung sind aus der DE 101 27 205 AI und der DE 101 34 644 AI bekannt.

Im Vergleich zu variabler mechanischer oder variabler elektromagnetischer Ventilssteuerung bietet die variable elektrohydraulische Ventilssteuerung Vorteile hinsichtlich der Ladungsbewegungen und der Pumpverluste.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Brennkraftmaschine den Wirkungsgrad zu erhöhen, die Emissionen abzusenken, den Kraftstoffverbrauch zu vermindern und/oder die Nennleistung zu erhöhen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Brennkraftmaschine im Leerlauf- und Niederlastbereich bei geringer Überschneidung oder Unterschneidung der Ein- und Auslassventile und im mittleren und oberen Teillastbereich mit grösserer Überschneidung der Ein- und Auslassventile als im Leerlauf- und Niederlastbereich betrieben wird,

wobei im Leerlauf- und Niederlastbereich die Einlassventile nach dem oberen Totpunkt des Ladungswechsels geöffnet und die Auslassventile in einem Bereich zwischen etwa 300[deg.] bis etwa 390[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung geschlossen werden, und wobei im mittleren und oberen Teillastbereich die Einlassventile in einen Bereich zwischen etwa 270[deg.], bis etwa 370[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung geöffnet und die Auslassventile nach dem oberen Totpunkt des Ladungswechsels, vorzugsweise in einem Bereich zwischen etwa 400[deg.] bis etwa 540[deg.] nach dem oberen Totpunkt des Ladungswechsels geschlossen werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Volllastbereich die Brennkraftmaschine mit Überschneidung der Ein- und Auslassventile betrieben wird,

wobei die Überschneidung vorzugsweise kleiner als im mittleren und oberen Teillastbereich und grösser als im Leerlauf- und Niederlastbereich ist, und wobei die Einlassventile vorzugsweise zwischen etwa 300[deg.] und etwa 440[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung geöffnet und die Auslassventile in einem Bereich von etwa 330[deg.] bis etwa 440[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung geschlossen werden.
Durch die flexible Steuerung des Ladungswechsels in Abhängigkeit des Lastzustandes ist eine genauere Kontrolle der Verbrennung möglich.
Eine deutliche Verbesserung des thermodynamischen Wirkungsgrades, des Kraftstoffverbrauches und der Emissionen, sowie der Nennleistung kann erreicht werden, wenn der Öffnungsbeginn (tE0) und Öffnungsdauer ([Delta]tE) der Auslassventile so gewählt werden, dass gilt:

t[pound]0= 320*e-[deg.]'<00265>-<[Delta]>'* +-45 .
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn im Leerlauf- und Niederlastbereich die Auslassventile zwischen 230[deg.] bis etwa 310[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung geöffnet werden, wobei die Öffnungsdauer der Auslassventile etwa 50[deg.] bis etwa 130[deg.] Kurbelwinkel beträgt, und wenn die Auslassventile im mittleren und oberen Teillastbereich in einem Bereich zwischen etwa 130[deg.] bis 270[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung geöffnet werden, wobei die Öffnungsdauer der Auslassventile zwischen etwa 100[deg.] bis etwa 280[deg.] Kurbelwinkel beträgt.

Weiters kann auch vorgesehen sein, dass im Volllastbereich die Auslassventile in einem Bereich zwischen etwa 70[deg.] bis etwa 190[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung geöffnet werden, wobei die Öffnungsdauer zwischen etwa 260[deg.] bis 430[deg.] Kurbelwinkel beträgt. In zumindest einem Motorbetriebspunkt im Leerlauf-, Niederlast- und Teillastbereich wird zumindest ein Einlassventil erst frühestens bei 180[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung für eine Dauer von höchstens 240[deg.] Kurbelwinkel geöffnet.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Auslassventile in zumindest einem Motorbetriebspunkt des Volllastbereiches für eine Dauer von mindestens 340[deg.] geöffnet werden.
Versuche haben gezeigt, dass indizierter Verbrauch und Emissionen deutlich verbessert werden können, wenn die Einlassventile so betätigt werden, dass über dem gesamten Motorbetriebsbereich folgende Beziehung zwischen dem Ventilhub (h und der Öffnungsdauer ([Delta]t des Einlassventils gilt:

(0,753 - 0,15) * e<0>-<00787*>^ - 0,75 <= h, <= (0,753 + 0,2) * e<0>-<00787*>^ + 1 .
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 ein Ventilsteuerdiagramm, in welchem der Auslassschluss über dem Einlassbeginn aufgetragen ist, Fig. 2 ein Ventilsteuerdiagramm, in welchem der Auslassbeginn über der Auslassdauer aufgetragen ist, Fig. 2a ein Ventilsteuerdiagramm, in welchem das Auslassende über dem Auslassbeginn aufgetragen ist und Fig. 3 ein Ventilbetätigungsdiagramm, in welchem der Ventilhub des Einlassventils über der Einlassdauer aufgetragen ist, Fig. 4 schematisch eine elektrohydraulische Ventilbetätigungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens, Fig. 5 eine Hubkurve eines Gaswechselventils, Fig. 6 und 7 Aktivierungszustandsdiagramme für Magnetventile der Ventilsteuerungseinrichtung, Fig.

8 ein Ventilhubdiagramm für Volllast, Fig. 9 ein Ventilhubdiagramm für Teillast und Fig. 10 ein Ventilhubdiagramm für Leerlauf.
Alle Angaben hinsichtlich Öffnen und Schliessen der Ein- oder Auslassventile beziehen sich auf 0,1 mm Ventilhub.
Fig. 1 zeigt ein Ventilsteuerdiagramm, in welchem der Schliesszeitpunkt tEcder Auslassventile über dem Öffnungszeitpunkt t[iota]0der Einlassventile aufgetragen ist. Die Achsenwerte sind auf den oberen Totpunkt der Zündung bezogen. Im Diagramm ist der Leerlauf- und Niederlastbereich LL, der mittlere und obere Teillastbereich TL und der Volllastbereich VL schematisch eingezeichnet.
Im Leerlauf- und Niederlastbereich LL liegt der Öffnungszeitpunkt t[iota]0der Einlassventile nach dem oberen Totpunkt OTLWdes Ladungswechsels, während der Schliesszeitpunkt tEcvor oder nach oberen Totpunkt OTLWdes Ladungswechsels erfolgt.

Es liegt somit eine Unterschneidung oder eine geringe Überschneidung zwischen Einlass- und Auslassventilen vor. Im Falle einer Ventilunterschneidung kommt es durch fehlende Spülung zu einer Rückhaltung des Restgases und somit zu einer Ladungsverdünnung für den folgenden Arbeitstakt, was insbesondere eine Verbrennungssteuerung im sogenannten HCCI-Betrieb (Homogenous Charge Compression Ignition) ermöglicht. Durch Veränderung der Steuerzeiten und somit der Unter- bzw. Überschneidung in dem durch die Linien HCCIi und HCCI2begrenzten Bereiches HCCI kann durch Verändern der Restgasmengen im Zylinder eine Steuerung bzw.

Regelung der Verbrennung im HCCI-Betrieb erfolgen.
Im mittleren und oberen Teillastbereich TL werden die Einlassventile in einem Bereich zwischen etwa 270[deg.] und etwa 370[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung OTzgeöffnet und die Auslassventile in einem Bereich von etwa 400[deg.] bis 540[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung OTz geschlossen.

Durch diese mehr oder weniger stark ausgeprägte deutliche Überschneidung der Einlass- und Auslassventile kann der Zylinder, den motorischen Anforderungen entsprechend, durch Abstimmen des Öffnungszeitpunktes t[iota]0der Einlassventile und des Schliesszeitpunktes tEcder Auslassventile eine Optimierung zwischen Temperatur, Restgasgehalt und Gemischaufbereitunmg durchgeführt werden, wobei insbesondere im Teillastbereich TL durch variable Festlegung des Ventilhubes hi insbesondere der Einlassventile eine Beeinflussung der Ladungsbewegung möglich ist.

Im Volllastbereich VL wird der Öffnungszeitpunkt tl0der Einlassventile zwischen 300[deg.] bis 380[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung und der Schliesszeitpunkt tEcder Auslassventile im Bereich zwischen 330[deg.] bis 440[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung OTzeingestellt, was besonders gute Spülung und hohe Volllastwirkungsgrade ermöglicht.
Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, stehen der Öffnungszeitpunkt tEoder Auslassventile und die Öffnungsdauer [Delta]tEder Auslassventile in einem funktioneilen Zusammenhang, wobei die Öffnungsdauer [Delta]tEumso grösser wird, je früher das Auslassventil geöffnet wird.

Öffnungszeitpunkt tEound Öffnungsdauer [Delta]tEder Auslassventile können sowohl im Leerlauf- und Niederlastbereich LL, im Teillastbereich TL, als auch im Volllastbereich VL auf die jeweiligen Erfordernisse zur Erzielung einer optimalen Verbrennung und optimierten Ladungswechselverlusten angepasst werden.

Während bei konventionellen Brennkraftmaschinen mit nockenbetätigten Gaswechselventilen der Öffnungszeitpunkt der Auslassventile zwischen etwa 80[deg.] bis 180[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung liegt und die Öffnungsdauer [Delta]tEder Auslassventile unabhängig vom Lastpunkt zwischen 240[deg.] bis 340[deg.] Kurbelwinkel beträgt, wie in Fig.

2 durch strichlierte Linien angedeutet ist, lässt sich mit einem vollvariablem Ventiltrieb, insbesondere mit einem elektrohydraulischen Ventiltrieb der Öffnungszeitpunkt tEoder Auslassventile und die Öffnungsdauer [Delta]tEder Auslassventile in einem weiten Bereich variieren und an die Erfordernisse anpassen.
Die Öffnungsdauer [Delta]tEder Auslassventile im Leerlauf- und Niederlastbereich LL beträgt zwischen etwa 40[deg.] und 110[deg.] Kurbelwinkel, im mittleren und oberen Teillastbereich TL zwischen etwa 100[deg.] bis 280[deg.] Kurbelwinkel und im Volllastbereich VL zwischen etwa 260[deg.] bis 430[deg.] Kurbelwinkel.

Der günstigste Öffnungszeitpunkt tEoim Leerlauf- und Niederlastbereich LL liegt bei etwa 220[deg.] bis etwa 310[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung OTz, im mittleren und oberen Teillastbereich TL zwischen etwa 120[deg.] bis etwa 270[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung OTzund im Volllastbereich VL zwischen etwa 70[deg.] und etwa 190[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung OTz. Auf diese Weise können Spülung, Gemischaufbereitung und Restgasgehalt den Verbrennungsanforderungen optimal angepasst werden. Der Öffnungszeitpunkt tEokann als Funktion der Öffnungsdauer [Delta]tEder Auslassventile dargestellt werden, wie durch die Linie 1 in Fig. 2 angedeutet ist. Sämtliche Betriebspunkte liegen im gesamten Motorbetriebsbereich innerhalb der Grenzen 2 und 3.

Für den Öffnungszeitpunkt tEoder Auslassventile gilt daher folgende Gleichung:
320 *e-[deg.]'<00265>-<[Delta]>'* - 45 <= tEo<= 320 *e-[deg.]-<00265>^ + 45 (1)
Der Ventilhub hi und die Öffnungsdauer [Delta]ti der Einlassventile ist massgebend von Bedeutung für die Höhe und Qualität der Ladungsbewegung im Zylinder. Dabei sollte der Bereich der maximalen Ladungsbewegung mit dem Bereich des maximalen Restgasbedarfes im Motorkennfeld zusammenfallen.

Diese Bedingung wird bei bekannten variablen Ventilbetätigungssystemen nicht immer erfüllt.
Aus der Öffnungsdauer und dem Öffnungsbeginn der Auslassventile aus Fig. 2 kann direkt der in Fig. 2a dargestellte Zusammenhang zwischen Auslassende und Auslassbeginn abgeleitet werden.
Fig. 3 zeigt ein Ventilsteuerdiagramm, in welchem der Ventilhub h!der Einlassventile bei symmetrischer Ventilerhebungsfunktion beider Einlassventile über der Öffnungsdauer [Delta]ti aufgetragen ist, wie durch die Linien 4, 5 und 6 angedeutet ist. Dabei gilt für Kurve 4:
[Lambda], = 0,753 V'<00787>' ' (2)
Die Linien 7 und 8 zeigen Huberhebungen von bekannten variablen Ventilbetätigungssystemen.

Im Vergleich zu den Linien 7, 8 weist die Linie 4 der für das erfindungsgemässe Verfahren verwendeten elektrohydraulischen Ventilsteuerung einen gleichmässigeren Verlauf und eine geringere Steigung auf, wodurch eine wesentlich genauere Einstellung der Ladungsbewegung im Zylinderraum im Teillastbereich möglich ist. Um die daraus resultierenden Vorteile auf die Verbrennung voll auszuschöpfen, sollte der durch die Grenzkurven 5 und 6 angedeutete Bereich nicht verlassen werden.

Für den anzustrebenden Ventilhub hi der Einlassventile gilt somit die Beziehung:
(0,753 - 0,15) * e<0>-<00787*>^ - 0,75 < h, < (0,753 + 0,2) * e<0>-<0787*>^ + 1 (3)
Fig. 4 zeigt schematisch das Funktionsprinzip einer für das erfindungsgemässe Verfahren geeigneten elektrohydraulischen Ventilsteuerung EHVS, wie sie etwa aus der DE 101 27 205 AI oder der DE 101 34 644 AI bekannt ist, wobei pro Gaswechselventil G ein Steller S vorgesehen ist. Jeder Steller S enthält im Wesentlichen den hydraulischen Antriebskolben K, dessen obere Wirkfläche etwa das doppelte der unteren Wirkfläche beträgt, das stromlos geschlossene 2/2 Magnetventil VI auf der Hochdruckseite und das stromlos offene 2/2-Magnetventil V2 auf der Niederdruckseite.

Die schliessende untere Wirkfläche ist ständig und ohne ein ausfallgefährdetes Bauteil aufzuweisen, direkt mit durch den über die Hochdruckpumpe HP erzeugten Hochdruck verbunden. Solange sich Druck im hydraulischen System befindet, erzeugt sie eine schliessende Kraft.
Im in Fig. 4 eingezeichneten stromlosen Zustand der beiden Magnetventile VI, V2 ist die obere Hydraulikkammer HK1 von der Hochdruckseite getrennt und mit dem Ausgleichsbehälter AB verbunden. Zur Aktivierung des Gaswechselventils G sind zwei getrennte elektrische Betätigungen notwendig. Zuerst wird das Magnetventil V2 bestromt und der Abfluss der oberen Kammer HK1 zur Niederdruckseite geschlossen. Anschliessend wird durch Bestromung des Magnetventils VI Hochdruck in die obere Hydraulikkammer HK1 geführt und Kraft an der oberen Wirkfläche aufgebaut.

Mit Bezugszeichen HK2 ist die untere Hydraulikkammer bezeichnet, welche stets mit Hochdruck verbunden ist. Bei gleichem Hochdruck an beiden Wirkflächen des Kolbens K entsteht, entsprechend der Flächendifferenz, eine resultierende Hydraulikkraft in öffnende Richtung. Sobald vorhandene Reib- und Gaskräfte am Gaswechselventil G überwunden sind, wird dieses entsprechend der resultierenden Kraft und der zu bewegenden Masse beschleunigt. Die obere Hydraulikkammer HK1 vergrössert ihr Volumen und Hydraulikflüssigkeit strömt durch das Magnetventil VI nach.
Ein Abschalten des Magnetventils VI und damit verbunden das Schliessen der Hochdruckverbindung stoppt das Nachfliessen der Hydraulikflüssigkeit und damit den Öffnungsvorgang des Gaswechselventils G.

Der sich ergebende Hub des Gaswechselventils G resultiert aus dem mit Hilfe des Magnetventils VI dosierten, in die obere Kammer HK1 geflossenen Hydraulikvolumen. Eine kurze Bestromung des Magnetventils VI dosiert nur wenig Hydraulikflüssigkeit und führt damit nur zu einem kleinen Hub des Gaswechselventils G, eine lange Bestromung entsprechend zu einem grossen Hub.

Letztendlich kann die Steuerung des Gaswechselhubes auf eine Dosierungsaufgabe mit Magnetventil VI, ähnlich einer Einspritzung zurückgeführt werden.
Sofern Magnetventil V2 weiterhin geschlossen bleibt, schwingt der Steller S bei schliessendem Magnetventil VI in einen Zustand hydraulischen Kräftegleichgewichtes am Kolben K (Differenzialkolben) ein und das Gaswechselventil G befindet sich in geöffnetem Zustand.
Die Position "Gaswechselventil geöffnet" wird rein hydraulisch gehalten bis Magnetventil V2 deaktiviert wird und die Niederdruckverbindung sich öffnet. Dann schiebt die Kraft der nach wie vor mit Druck beaufschlagten, unteren Wirkfläche den Kolben K nach oben und presst das Hydraulikmedium aus der oberen Kam mer HK1 in die Niederdruckleitung.

Dieser Vorgang endet mit dem Aufsetzen des Gaswechselventils G im Sitz, in dieser Position wird es weiterhin mit hydraulischer Kraft gehalten. Insgesamt ergibt sich eine näherungsweise trapezförmige Ventilerhebungskurve mit leichtem Überschwingen am Ende des Öffnungsvorganges und, je nach verwendeter interner hydraulischer Ventilbremse, einem verschliffenen Übergang am Schliessende.
Die Fig. 5 zeigt einen Hub hGdes Gaswechselventils G über der Zeit t aufgetragen. Die Fig. 6 und 7 stellen den entsprechenden Aktivierungszustand der Magnetventile VI und V2 dar, wobei 1 den aktivierten Zustand und 0 den deaktivierten Zustand bezeichnet. Mit t0ist der Öffnungszeitpunkt, mit tcder Schliesszeitpunkt bezeichnet.

Die punktierte Linie zeigt den Zustand bei halber maximaler Öffnung des Gaswechselventils G.
Mit dem elektrohydraulischen Ventilsystem EHVS stehen die folgenden Parameter der Ventilsteuerung zur Verfügung:
- die Öffnungskurbelwinkelposition jedes einzelnen Gaswechselventils G ist von Zyklus zu Zyklus vollständig variabel, bei Bedarf kann auch mehrmals pro Takt geöffnet werden;
- die Schliesskurbelwinkelposition des einzelnen Gaswechselventils G ist von Zyklus zu Zyklus vollständig variabel, bei Bedarf kann auch mehrmals pro Takt geschlossen werden;
- der Hub jedes einzelnen Gaswechselventils G (Trapezhöhe) ist von Zyklus zu Zyklus variabel;

- die Stellgeschwindigkeit und die Stellkräfte sind für alle Gaswechselventile G gemeinsam durch Variation des Systemdruckes veränderbar.
Fig. 8, 9 und 10 zeigen den Ventilhub h über der Zeit t für den Volllastbereich VL, den Teillastbereich TL und den Leerlauf- und Niederlastbereich LL aufgetragen. Die Kurven hEbezeichnen dabei die Auslassventil-Hubkurve n und hi die Einlassventilkurven, wobei mit t[iota]cder Schliesszeitpunkt der Einlassventile bezeichnet ist.
Die Möglichkeit die Höhe der Erhebungskurve des Gaswechselventils G unabhängig von der Position der öffnenden und schliessenden Flanke wählen zu können, erlaubt es, auch kleinste Lasten bei hohen Drehzahlen ohne Drosselklappe einzustellen. Gleichzeitig kann durch Variation des Verhältnisses Hub zu Einlassschluss bzw. Hub zu Öffnungsdauer optimiert werden (siehe Fig. 3).

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der Ein -und Auslassventile voll variabel betätigt werden, wobei der Öffnungszeitpunkt (tio) des Einlassventils und der Schliesszeitpunkt (tEc) des Auslassventils in Abhängigkeit der Motorlast verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine im Leerlauf- und Niederlastbereich (LL) bei geringer Überschneidung oder Unterschneidung der Ein- und Auslassventile und im mittleren und oberen Teillastbereich (TL) mit grösserer Überschneidung der Ein- und Auslassventile als im Leerlauf- und Niederlastbereich (LL) betrieben wird, wobei im Leerlauf- und Niederlastbereich (LL) die Einlassventile nach dem oberen Totpunkt des Ladungswechsels (OTLW) geöffnet und die Auslassventile in einem Bereich zwischen etwa 300[deg.] bis etwa 390[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geschlossen werden,

und wobei im mittleren und oberen Teillastbereich (TL) die Einlassventile in einen Bereich zwischen etwa 270[deg.] bis etwa 370[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geöffnet und die Auslassventile nach dem oberen Totpunkt des Ladungswechsels (OTLW), vorzugsweise in einem Bereich zwischen etwa 400[deg.] bis etwa 540[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geschlossen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Volllastbereich (VL) die Brennkraftmaschine mit Überschneidung der Ein- und Auslassventile betrieben wird, wobei vorzugsweise die Überschneidung kleiner als im mittleren und oberen Teillastbereich (TL) und grösser als im Leerlaufund Niederlastbereich (LL) ist, und wobei die Einlassventile vorzugsweise zwischen etwa 300[deg.] und etwa 380[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geöffnet und die Auslassventile in einem Bereich von etwa 330[deg.] bis etwa 440[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geschlossen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsbeginn (tE0) und Öffnungsdauer ([Delta]tE) der Auslassventile so gewählt werden, dass über dem gesamten Motorbetriebsbereich gilt:

t[pound]0= 320*e-[deg.]'<00265 [Delta]>'<[pound]>+-45 .

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventile im mittleren und oberen Teillastbereich (TL) in einem Bereich zwischen etwa 130[deg.] bis 270[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geöffnet werden, wobei die Öffnungsdauer ([Delta]tE) der Auslassventile zwischen etwa 100[deg.] bis etwa 280[deg.] Kurbelwinkel beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Leerlauf- und Niederlastbereich (LL) die Auslassventile zwischen 230[deg.] bis etwa 310[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geöffnet werden, wobei die Öffnungsdauer ([Delta]tE) der Auslassventile etwa 50[deg.] bis etwa 130[deg.] Kurbelwinkel beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Volllastbereich (VL) die Auslassventile in einem Bereich zwischen etwa 70[deg.] bis etwa 190[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geöffnet werden, wobei die Öffnungsdauer ([Delta]tE) zwischen etwa 260[deg.] bis 430[deg.] Kurbelwinkel beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventile im mittleren und oberen Teillastbereich (TL) in einem Bereich zwischen etwa 130[deg.] bis 270[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geöffnet werden, wobei die Öffnungsdauer ([Delta]tE) der Auslassventile zwischen etwa 100[deg.] bis etwa 280[deg.] Kurbelwinkel beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventile in zumindest einem Motorbetriebspunkt des Teillastund/oder Leerlaufbereiches (TL, LL) frühestens bei 180[deg.] Kurbelwinkel, vorzugsweise frühestens bei 200[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geöffnet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Volllastbereich (VL) die Auslassventile in einem Bereich zwischen etwa 70[deg.] bis etwa 190[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geöffnet werden, wobei die Öffnungsdauer ([Delta]tE) zwischen etwa 260[deg.] bis 430[deg.] Kurbelwinkel beträgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventile in zumindest einem Motorbetriebspunkt des Teillastoder Leerlaufbereiches über ein Öffnungsdauer ([Delta]tE) von maximal 240[deg.] Kurbelwinkel geöffnet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventile in zumindest einem Motorbetriebspunkt des Teillastund/oder Leerlaufbereiches (TL, LL) frühestens bei 180[deg.] Kurbelwinkel, vorzugsweise frühestens bei 200[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geöffnet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventile in zumindest einem Motorbetriebspunkt des Volllastbereiches für eine Öffnungsdauer ([Delta]tE) von mindestens 340[deg.] geöffnet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventile in zumindest einem Motorbetriebspunkt des Teillastoder Leerlaufbereiches über ein Öffnungsdauer ([Delta]tE) von maximal 240[deg.] Kurbelwinkel geöffnet werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventile in zumindest einem Motorbetriebspunkt des Volllastbereiches für eine Öffnungsdauer ([Delta]tE) von mindestens 340[deg.] geöffnet werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventile so betätigt werden, dass über dem gesamten Motorbetriebsbereich folgende Beziehung zwischen dem Ventilhub (hi) und der Öffnungsdauer ([Delta]ti) des Einlassventils gilt:

(0,753 - 0,15) * e<0>-<00787*>' - 0,75 <=h,<= (0,753 + 0,2) * e<0>-<0078>' + 1

2004 08 19 Fu/Sc

H Paotent Ianwa-lt Dipl.-Ing. Mag. Michael Babeluk

A-1150 Wien, Marlahllf[beta]r Gürtel 39/17

Tel.: (+43 1) 8928933-0 fax: (+43 1) 89289333 e-mail: patent[beta]babeiuk.at 55136vlp Aktenz.: IAA 1407/2004 Klasse: F 01 L

(neue) PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der Ein -und Auslassventile voll variabel betätigt werden, wobei der Öffnungszeitpunkt (tio) des Einlassventils und der Schliesszeitpunkt (tEc) des Auslassventils in Abhängigkeit der Motorlast verändert wird, wobei die Brennkraftmaschine im Leerlauf- und Niederlastbereich (LL) bei geringer Überschneidung oder Unterschneidung der Ein- und Auslassventile und im mittleren und oberen Teillastbereich (TL) mit grösserer Überschneidung der Ein- und Auslassventile als im Leerlauf- und Niederlastbereich (LL) betrieben wird, wobei im Leerlauf- und Niederlastbereich (LL) die Einlassventile nach dem oberen Totpunkt des Ladungswechsels (OT ) geöffnet und die Auslassventile in einem Bereich zwischen etwa 300[deg.] bis etwa 390[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geschlossen werden,

und wobei im mittleren und oberen Teillastbereich (TL) die Einlassventile in einen Bereich zwischen etwa 270[deg.] bis etwa 370[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geöffnet und die Auslassventile nach dem oberen Totpunkt des Ladungswechsels (OTLW), vorzugsweise in einem Bereich zwischen etwa 400[deg.] bis etwa 540[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsbeginn (tE0) und Öffnungsdauer ([Delta]tE) der Auslassventile so gewählt werden, dass über dem gesamten Motorbetriebsbereich gilt:

t[pound]0= 320 *e-<0>-<00265>^ +-45 .

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Volllastbereich (VL) die Brennkraftmaschine mit Überschneidung der Ein- und Auslassventile betrieben wird, wobei vorzugsweise die Überschneidung kleiner als im mittleren und oberen Teillastbereich (TL) und grösser als im Leerlaufund Niederlastbereich (LL) ist, und wobei die Einlassventile vorzugsweise zwischen etwa 300[deg.] und etwa 380[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geöffnet und die Auslassventile in einem Bereich von etwa 330[deg.] bis etwa 440[deg.] nach dem oberen Totpunkt der Zündung (OTz) geschlossen werden.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Leerlauf- und Niederlastbereich (LL) die Auslassventile zwischen 230[deg.] bis etwa 310[deg.] Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt der Zün-

NACHGEREICHT dung (0TZ) geöffnet werden, wobei die Öffnungsdauer ([Delta]tE) der Auslassventile etwa 50[deg.] bis etwa 130[deg.] Kurbelwinkel beträgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventile so betätigt werden, dass über dem gesamten Motorbetriebsbereich folgende Beziehung zwischen dem Ventilhub (hi) und der Öffnungsdauer ([Delta]ti) des Einlassventils gilt:

(0,753 - 0,15) * e<0>-<00787*>^ _ 0,75 < h, <= (0,753 + 0,2) *e<0>-<00787>^ + 1 .

2005 11 24 Fu/Ik <EMI ID=11.1> <EMI ID=11.2>

PateitfKJAÖHGEREURICHT

Dipl.-Ing. Mag.

MiUi tjl BabtflUk

A-1150 V/ien, ariahilfer Gürtel 39/17

Tel.: (+431) 85 8833-0 Fax: (+431) 89289333 e-mafr ffi srtth:aKhin.>-[beta]*