AT517110B1 - Anordnung zum Bestätigen einer Vorkammergaseinbringungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Anordnung zum Betätigen einer Vorkammergaseinbringungsvorrichtung (2) zum Einbringen von Kraftstoff in eine Vorkammer (3) einer Brennkraftmaschine (4) mit einem Übertragungsmechanismus (5) zur Übertragung einer Bewegung eines Ventiltriebs (6) auf die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung (2), wobei der Übertragungsmechanismus (5) eine Druckkammer (7) aufweist, durch die eine Bewegung eines ersten Druckkolbens (8) auf einen zweiten Druckkolben (8') zum Antrieb zumindest eines Einlassventils (9) der Brennkraftmaschine (4) übertragbar ist und durch eine Verbindung der Druckkammer (7) mit der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung (2) ein in der Druckkammer (7) herrschender, veränderlicher Druck in eine Antriebsbewegung der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung (2) umsetzbar ist, und/oder die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung (2) eine durch einen Verdrängungskolben (11) begrenzte Kammer (12) aufweist, welche einerseits mit einer Kraftstoffversorgungsleitung (13) und andererseits mit der Vorkammer (3) verbunden ist, wobei der Verdrängungskolben (11) durch den Übertragungsmechanismus (5) antreibbar ist und eine in der Kammer (12) befindliche Kraftstoffmenge durch Verdrängung mittels des Verdrängungskolbens (11) in die Vorkammer (3) einbringbar ist.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Betätigen eines Vorkammergasventils einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

[0002] Bei Brennkraftmaschine mit großen Zylinderhüben (etwa ab 3 Litern) sind den in Zylindern der Brennkraftmaschine ausgebildeten Hauptbrennräumen Vorkammern als Zündverstär-ker zugeordnet. In den Vorkammern wird durch eine Zündquelle eine Menge an Kraftstoff zur Zündung gebracht. Aus der Vorkammer in den Hauptbrennraum tretende Zündfackeln entzünden das dort vorliegende Kraftstoff-Luft-Gemisch.

[0003] Zur Dosierung von Kraftstoff in eine Vorkammer einer Brennkraftmaschine ist eine Vorkammer in der Regel mit einem Vorkammergasventil ausgestattet. Man unterscheidet dabei zwischen passiven Vorkammergasventilen, die durch einen über dem Vorkammergasventil herrschenden Differenzdruck geöffnet werden und aktiven Vorkammergasventilen, deren Öffnung durch ein ansteuerbares Stellglied, beispielsweise eine Spule erfolgt.

[0004] Ein aktives Vorkammergasventil ist beispielsweise aus der EP 2 097 629 B1 bekannt. In der Anordnung gemäß dieser Schrift kann ein Joch bzw. ein Kipphebel eines Einlassventils einen ersten hydraulischen Kolben betätigen, der über einen Druckraum mit einem zweiten Kolben in Verbindung steht. Der zweite Kolben ist am Ende des Ventilschaftes des Vorkammergasventils angeordnet. Sobald der erste Kolben eine Überströmbohrung verschließt, steigt der Druck im Druckraum und der zweite Kolben drückt auf den Ventilschaft des Vorkammergasventils, wodurch dieses öffnet. Die Betätigung des Vorkammergasventils ist dann also über das Joch bzw. den Kipphebel an die Bewegung des Einlassventils gekoppelt. Ein ähnliches Vorkammergasventil ist auch aus der DE 25 08 782 A1 bekannt.

[0005] Es ist weiters bekannt, eine Betätigungscharakteristik von Einlassventilen einer Brennkraftmaschine mittels eines variablen Ventiltriebs (VVT) zu variieren. Durch einen variablen Ventiltrieb kann eine Brennkraftmaschine in mehreren Betriebspunkten mit optimalem Wirkungsgrad betrieben werden.

[0006] Problematisch bei der Verwendung eines variablen Ventiltriebs bei Brennkraftmaschinen mit Vorkammer ist es, dass eine Veränderung der Betätigungscharakteristik von Einlassventilen die Dosierung von Kraftstoff in die Vorkammer beeinflusst. Dadurch ändert sich das Verhältnis zwischen der dem Hauptbrennraum und der der Vorkammer zugeführten Energie, was zu einer suboptimalen Verbrennung in der Kolben-Zylinder-Einheit führt. Die Folgen sind ein ungünstiger Wirkungsgrad, erhöhte Schadstoffemissionen sowie gegebenenfalls erhöhte thermische Belastungen der Brennkraftmaschine.

[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Aktuatorsystem zum Betätigen eines Vorkammergasventils anzugeben, das eine Anpassung einer von einem Vorkammergasventil in eine Vorkammer zuführbaren Kraftstoffmenge in Abhängigkeit einer Betätigungscharakteristik von Einlassventilen einer Brennkraftmaschine erlaubt.

[0008] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung zum Betätigen eines Vorkammergasventils mit den Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0009] Indem - gemäß einer ersten Variante - der Übertragungsmechanismus eine Druckkammer aufweist, durch die eine Bewegung eines ersten Druckkolbens auf einen zweiten Druckkolben zum Antrieb zumindest eines Einlassventils der Brennkraftmaschine übertragbar ist und dass eine Umsetzungsvorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher ein in der Druckkammer herrschender, veränderlicher Druck in eine Antriebsbewegung der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung umsetzbar ist, und/oder - gemäß einer zweiten Variante - die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung eine durch einen Verdrängungskolben begrenzte Kammer aufweist, welche einerseits mit einer Kraftstoffversorgungsleitung und andererseits mit der Vorkammer verbunden ist, wobei der Verdrängungskolben durch den Übertragungsmechanismus antreibbar ist und eine in der Kammer befindliche Kraftstoffmenge durch Verdrängung mittels des Verdrängungskolbens in die Vorkammer einbringbar ist, wird die Möglichkeit geschaffen, die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung in Abhängigkeit einer Betätigungscharakteristik der Einlassventile zu betätigen.

Gemäß der ersten Variante ist es möglich, einen in der Druckkammer herrschenden Druck über eine Umsetzungsvorrichtung zum Antrieb der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung zu nutzen. Der Übertragungsmechanismus ist in diesem Fall eine hydraulische Kopplung. Ein vom Übertragungsmechanismus bereitgestellter Druck wird auf geeignete Weise in eine Bewegung umgesetzt.

[0010] Die Umsetzung in eine Bewegung zur Betätigung der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung kann beispielsweise durch einen mit der Druckkammer hydraulisch verbundener Verdrängungskolben erfolgen. Weist die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung eine durch den Verdrängungskolben begrenzte Kammer auf, welche einerseits mit einer Kraftstoffversorgungsleitung und andererseits mit der Vorkammer verbunden ist, so ist eine in der Kammer befindliche Kraftstoffmenge durch Verdrängung mittels des Verdrängungskolbens in die Vorkammer einbringbar.

[0011] Alternativ zu einem mit der Druckkammer hydraulisch verbundenen Verdrängungskolben kann die Betätigung der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung auch so erfolgen, dass der Übertragungsmechanismus direkt eine Ventilnadel der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung betätigt. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, einen mit der Ventilnadel verbundenen Kolben über eine Steuerleitung an die Druckkammer anzuschließen. Eine Zumessung einer Kraftstoffmenge in die Vorkammer erfolgt in diesem Fall durch ein Abheben der Ventilnadel von einem Ventilsitz, an welchem Kraftstoff anliegt.

[0012] Für die in der zweiten Variante beschriebene Vorrichtung zur Zumessung von Kraftstoff durch die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung mittels des Verdrängungskolbens kann der Übertragungsmechanismus mechanisch oder hydraulisch ausgebildet sein.

[0013] Als mechanische Kopplung kann vorgesehen sein, dass der Übertragungsmechanismus mechanisch mit dem Kipphebel eines Einlassventils gekoppelt ist. In anderen Worten erfolgt die Betätigung des Verdrängungskolbens beispielsweise durch eine mechanische Kopplung des Verdrängungskolbens mit einem Kipphebel oder einem anderen geeigneten Glied des Ventiltriebs über ein Hebelwerk oder dergleichen.

[0014] Ebenfalls ist es vorstellbar, dass der Übertragungsmechanismus der in der zweiten Variante beschriebenen Vorrichtung zur Zumessung von Kraftstoff durch die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung hydraulisch ausgebildet ist. Es kann eine Steuerleitung vorgesehen sein, welche die Druckkammer und die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung verbindet. Dies eröffnet die Möglichkeit, den in der Druckkammer herrschenden Druck zur Betätigung der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung zu nutzen. Die Steuerleitung kann beispielsweise die Druckkammer hydraulisch mit einem Verdrängungskolben verbinden, der wie bereits beschrieben eine Kraftstoffmenge durch Verdrängung in die Vorkammer einbringen kann.

[0015] Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Ventiltrieb als variabler Ventiltrieb ausgebildet ist. Dies beschreibt den Fall, gemäß welchem die Betätigungscharakteristik von Einlassventilen (beispielsweise Öffnungs- und Schließzeiten, Ventilerhebungskurven) der Brennkraftmaschine variierbar sind.

[0016] Es kann eine einen Signaleingang aufweisende hydraulische Stelleinrichtung zur veränderbaren Einstellung eines Druckes einer in der Druckkammer befindlichen Hydraulikflüssigkeit vorgesehen sein, die bei Ansteuerung über den Signaleingang eine Veränderung einer Betätigungscharakteristik des zweiten Druckkolbens gestattet. Nachdem der zweite Druckkolben eine Bewegung zum Antrieb zumindest eines Einlassventils der Brennkraftmaschine überträgt, kann auf diese Weise die Betätigungscharakteristik von Einlassventilen variiert werden.

[0017] Es kann vorgesehen sein, dass die Übertragung der Bewegung des Ventiltriebs auf die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung auf einen Kolben erfolgt und der Kolben mit dem Verdrängungskolben über eine mit einem hydraulischen Fluid gefüllte Übertragungskammer gekoppelt ist, wobei durch Bewegung des Kolbens über eine in die Übertragungskammer mündende Überströmbohrung hydraulisches Fluid aus der Übertragungskammer verdrängbar ist, und die Überströmbohrung so eingerichtet ist, dass sie durch Bewegung des Kolbens verschließbar ist. Dies beschreibt den Fall, worin keine direkte Verbindung zwischen Übertragungsmechanismus und Verdrängungskolben besteht, sondern die Bewegung des Kolbens über eine Übertragungskammer auf den Verdrängungskolben übertragbar ist. Durch Ausbildung der Überströmbohrung solchermaßen, dass sie durch den Kolben verschließbar ist, kann die Betätigungscharakteristik des Verdrängungskolbens von der des Kolbens abweichend gestaltet werden. Solange die Überströmbohrung offen ist, führt eine Bewegung des Kolbens in Richtung des Verdrängungskolbens noch zu keiner oder nur zu einer geringfügigen Betätigung des Verdrängungskolbens, da hydraulisches Fluid aus der Übertragungskammer verdrängt wird. Erst bei verschlossener Überströmbohrung steigt der Druck in der Übertragungskammer durch Bewegung des Kolbens an und es kommt zu einer Bewegungsübertragung auf den Verdrängungskolben.

[0018] Durch die Erfindung ist es auf elegante Weise möglich, die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung in Abhängigkeit der gewählten Betätigungscharakteristik des Einlassventils zu betätigen.

[0019] Schutz wird auch begehrt für eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Aktuatorsystem. Die Erfindung ist besonders geeignet für stationäre Brennkraftmaschinen, beispielsweise für mit einem Generator gekoppelte Brennkraftmaschinen (Gensets).

[0020] Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen: [0021] Fig. 1 einen Ventiltrieb zur variablen Betätigung von Einlassventilen, [0022] Fig. 2a und Fig. 2b Ausführungsbeispiele der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung [0023] Fig. 3a und Fig. 3b Weitere Ausführungsbeispiele der Vorkammergaseinbringungsvor richtung [0024] Fig. 4a und Fig. 4b Details möglicher Varianten der Vorkammergaseinbringungsvor richtung [0025] Figur 1 zeigt einen Ventiltrieb 6 zur variablen Betätigung von Einlassventilen 9. Der Ventiltrieb 6 ist im vorliegenden Beispiel als kombiniertes hydraulisch-mechanisches System ausgeführt. Von einer Nocke 18 wird eine translatorische Bewegung auf einen Stößel 19 übertragen. Die Stößelbewegung wird nicht unmittelbar in eine Bewegung von Einlassventilen 9 übertragen, sondern zunächst auf einen ersten Druckkolben 8 in eine Druckkammer 7 geleitet. Die Druckkammer 7 ist durch Öffnen eines Hydraulikventils 20 entlastbar. Das Hydraulikventil 20 kann durch eine Regeleinrichtung 21 über eine Signalleitung 14 angesteuert werden.

Am vom ersten Druckkolben 8 abgewandten Ende der Druckkammer 7 erfolgt bei geschlossenem Hydraulikventil 20 eine Übertragung der Bewegung des ersten Druckkolbens 8 auf einen zweiten Druckkolben 8‘ und weiter auf einen Kipphebel 17 und schließlich, über eine Ventilbrücke 22, auf die Einlassventile 9. Die mechanischen Übertragungsglieder können natürlich auch anders ausgestaltet sein. Es kann beispielsweise auch nur ein Einlassventil 9 vorgesehen sein.

[0026] Bei geschlossenem Hydraulikventil 20 ist die Druckkammer 7 druckbeaufschlagt, bei geöffnetem Hydraulikventil 20 ist die Druckkammer 7 drucklos oder druckreduziert.

[0027] Über den variablen Ventiltrieb 6 dieser Ausprägung lässt sich durch Öffnen des Hydraulikventils 20 beispielsweise eine Öffnungsphase der Einlassventile 9 verkürzen. Durch Öffnen des Hydraulikventils 20 während einer Aufwärtsbewegung des Stößels 19 können kürzere Ventilöffnungszeiten der Einlassventile 9 erreicht werden. Auf die genaue Beschreibung der Funktion des variablen Ventiltriebs 6 wird an dieser Stelle verzichtet, da ein variabler Ventiltrieb an sich bekannt ist.

[0028] Weiters ist eine Steuerleitung 16 zur hydraulischen Kopplung einer Betätigung von Einlassventilen 9 mit einer Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 (in der Figur 1 nicht im Detail dargestellt) sowie eine mechanische Kopplung einer Betätigung von Einlassventilen 9 auf eine Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 gezeigt: [0029] Gemäß einer ersten Variante der hydraulischen Kopplung ist es vorgesehen, die Druckkammer 7 über die Steuerleitung 16 mit der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 zu verbinden. Auf diese Weise kann der in der Druckkammer 7 anliegende Druck zur Betätigung der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 verwendet werden. Damit erfolgt eine Berücksichtigung der Betätigungscharakteristik der Einlassventile 9 bei der Betätigung der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2. Die Steuerleitung 16 ist vorzugsweise mit einem Rückschlagventil 23 versehen.

[0030] Bei der Variante mit mechanischer Kopplung erfolgt eine Kopplung zwischen der Betätigung der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 und der Betätigung der Einlassventile 9 über eine mechanische Kopplung zwischen Kipphebel 17 bzw. der Ventilbrücke 22 und der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2. Die mechanische Kopplung (strichliert eingezeichnet) ist in diesem Beispiel am Kipphebel 17 angeordnet und kann beispielsweise als Hebelwerk ausgebildet sein.

[0031] I m gezeigten Ausführungsbeispiel sind also zwei Varianten des Übertragungsmechanismus 5 dargestellt. In der Praxis würde nur eine Variante der Kopplung, also entweder eine hydraulische oder eine mechanische Kopplung, realisiert werden.

[0032] Der Übertragungsmechanismus 5 in seiner hydraulischen Variante umfasst die Druckkammer 7, durch die eine Bewegung des ersten Druckkolbens 8 auf den zweiten Druckkolben 8‘ zum Antrieb zumindest eines Einlassventils 9 der Brennkraftmaschine 4 übertragbar ist. Durch geeignete Verbindung der Druckkammer 7 mit der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 kann eine hydraulische Kopplung hergestellt werden. Eine Möglichkeit dafür ist die Steuerleitung 16. Ein in der Druckkammer 7 herrschender, veränderlicher Druck kann so in eine Antriebsbewegung der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 umgesetzt werden.

[0033] Der Übertragungsmechanismus 5 in seiner mechanischen Variante kann beispielsweise ein Hebelwerk zwischen Kipphebel 17 und der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 sein.

[0034] Figuren 2a bis 2b zeigen Varianten von Vorkammergaseinbringungsvorrichtungen 2 bzw. deren Betätigung.

[0035] Die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 nach Figur 2a weist eine durch einen federbelasteten Verdrängungskolben 11 begrenzte Kammer 12 auf, welche einerseits mit einer Kraftstoffversorgungsleitung 13 und andererseits mit einer Vorkammer 3 verbunden ist, wobei der Verdrängungskolben 11 durch den Übertragungsmechanismus 5 antreibbar ist und eine in der Kammer 12 befindliche Kraftstoffmenge durch Verdrängung mittels des Verdrängungskolbens 11 in die Vorkammer 3 einbringbar ist. Über die mit einem Rückschlagventil 23 gesicherte Kraftstoffversorgungsleitung 13 ist der Kammer 12 ein Kraftstoff, in der Regel ein Treibgas, zuführbar. Mit der Kammer 12 ist eine Kraftstoffzuführleitung 25 verbunden, über welche -wiederum vorzugsweise über ein Rückschlagventil 23 gesichert - der Vorkammer 3 der in der Kammer 12 gespeicherte Kraftstoff zuführbar ist. Aus der Vorkammer 3 in den Hauptbrennraum 1 tretende Zündfackeln entzünden das dort vorliegende Kraftstoff-Luft-Gemisch.

[0036] Wird - als eine Möglichkeit der Kopplung des Ventiltriebs 6 mit der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 - ein Kolbenraum 26 über die Steuerleitung 16 mit dem in der Hochdruckkammer 7 (siehe dazu Figur 1) herrschenden Druck beaufschlagt, übt ein in der Steuerleitung 16 anliegendes Fluid über den Kolbenraum 26 Druck auf den Verdrängungskolben 11 aus. In der Folge führt der Verdrängungskolben 11 eine Hubbewegung gegen die Federkraft (in der Figur nach unten) aus und drückt so die in der Kammer 12 vorliegende Kraftstoffmenge über die Kraftstoffzuführleitung 25 in die Vorkammer 3.

[0037] Ohne die erwähnte Druckbeaufschlagung wird der Verdrängungskolben 11 durch die Feder (in Figur 2a nach oben) zurückgestellt und die Kammer 12 wird über die Kraftstoffversorgungsleitung 13 wieder mit Kraftstoff gefüllt.

[0038] Alternativ zur Betätigung des Verdrängungskolbens 11 durch die Steuerleitung 16 könnte auch eine mechanische Kopplung des Verdrängungskolbens 11 über die Anschlussstelle 27 mit der mechanischen Kopplung (siehe dazu Beschreibung zur weiter oben) erfolgen. Die Betätigung des Verdrängungskolbens 11 würde in analoger Weise zur oben beschriebenen hydraulischen Kopplung stattfinden.

[0039] Wegen des hohen Druckniveaus bei hydraulischer Kopplung der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 nach Figur 2a mit der Druckkammer 7 könnte es in der Praxis vorteilhaft sein, den Verdrängungskolben 11 als einen Stufenkolben auszuführen.

[0040] Figur 2b zeigt eine Variante der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 von Figur 2a.

[0041] In diesem Fall erfolgt die Betätigung des Verdrängungskolbens 11 nicht direkt über den Übertragungsmechanismus 5 (hydraulisch oder mechanisch), sondern die Übertragung einer Bewegung des Ventiltriebs 6 erfolgt gemäß diesem Ausführungsbeispiel zunächst auf einen Kolben 29, welcher über ein hydraulisches Kopplungselement 30 mit dem Verdrängungskolben 11 gekoppelt ist. Optional lässt sich über eine hydraulische Steuereinrichtung 15 der Druck im hydraulischen Kopplungselement 30 variieren und somit die Bewegung des Verdrängungskolbens 11 steuern oder regeln. Alternativ kann das System auch nur mit einem mit dem Kopplungselement 30 verbundenen Rückschlagventil 23 anstelle der hydraulischen Steuereinrichtung 15 ausgeführt werden.

[0042] I m geschlossenen Zustand der hydraulischen Steuereinrichtung 15 erfolgt eine direkte Übertragung der Bewegung des Kolbens 29 über das hydraulische Kopplungselement 30 auf den Verdrängungskolben 11. Im geöffneten Zustand der hydraulischen Steuereinrichtung 15 wird ein im hydraulischen Kopplungselement 30 vorliegendes Fluid verdrängt, wodurch keine oder nur eine reduzierte Kopplung der Bewegung des Kolbens 29 auf den Verdrängungskolben 11 erfolgt. Der Vorteil der in Figur 2b gezeigten Variante liegt in der Erlangung weiterer Freiheitsgrade bei der Dosierung von Kraftstoff durch die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 sowie auch insbesondere darin, dass im hydraulischen Kopplungselement 30 ein geringerer Druck vorherrschen kann, als er bspw. in der Druckkammer 7 des in Figur 1 gezeigten Ventiltriebs 6 vorliegt. Somit kann eine bei hohen Drücken vorliegende Dichtungsproblematik bei der Betätigung des Verdrängungskolbens 11 vermieden werden.

[0043] I m Ausführungsbeispiel nach Figur 3a ist eine schaltbare Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 mit einer Ventilnadel 24 und einem an der Öffnung der Kraftstoffzuführleitung 25 zur Vorkammer 3 anliegenden und diese im geschlossenen Zustand zur Vorkammer 3 versperrenden Ventilteller 28 gezeigt. Die Ventilnadel 24 ist mit einem Kolben 29 verbunden.

[0044] Bei Betätigung des Kolbens 29 durch Druckbeaufschlagung eines Kolbenraumes 26 über die Steuerleitung 16 führt der federbelastete Kolben 29 eine Hubbewegung gegen die Federkraft (in der Figur nach unten) aus. Dadurch hebt der Ventilteller 28 ab und gibt Kraftstoff aus der Kraftstoffzuführleitung 25 an die Vorkammer 3 frei.

[0045] Figur 3b zeigt eine Variante des anhand von Figur 3a erläuterten Prinzips der Betätigung einer Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2. Die Übertragung einer Bewegung eines Ventiltriebs 6 über einen Übertragungsmechanismus, bspw. über eine hydraulische Verbindung der Druckkammer 7 über eine Steuerleitung 16, mit der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung erfolgt hier nicht direkt vom Kolben 29 auf die Ventilnadel 24, sondern es ist zwischen dem Kolben 29 und der Ventilnadel 24 ein hydraulisches Kopplungselement 30 vorgesehen. Das hydraulische Kopplungselement 30 kann eine Bewegung des Kolbens 29 auf einen weiteren Kolben 29‘ übertragen, der mit der Ventilnadel 24 verbunden ist. Durch Vorsehen des hydraulischen Kopplungselements, welches über die optionale hydraulische Steuereinrichtung 15 steuerbar ist, werden die Vorteile erzielt, wie sie für Figur 2b bereits erläutert wurden. Alternativ zur hydraulischen Steuereinrichtung 15 könnte wieder ein mit dem Kopplungselement 30 verbundenes Rückschlagventil 23 vorgesehen sein.

[0046] Die Figuren 4a und 4b zeigen Details weiterer möglicher Varianten der Betätigung des Verdrängungskolbens 11, dessen Funktion für Figuren 2a bereits näher beschrieben wurde. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 4a ist zwischen einem Kolben 29 und dem Verdrängungskolben 11 eine Übertragungskammer 31 vorgesehen, die mit einem hydraulischen Fluid gefüllt ist. Bewegt sich der Kolben 29 durch Betätigung durch den Übertragungsmechanismus 5 in Richtung des Verdrängungskolbens 11, so wird zunächst Fluid aus der Übertragungskammer 31 über die Überströmbohrung 2 über eine Überströmbohrung 32 verdrängt. Überfährt der Kolben 29 die Einmündung der Überströmbohrung 32 in die Übertragungskammer 31, so wird die Überströmbohrung 32 verschlossen und es erfolgt eine direkte Kraftübertragung bzw. Bewegungsübertragung vom Kolben 29 auf den Verdrängungskolben 11 über das in der Übertragungskammer 31 vorliegende hydraulische Fluid. Auf diese Weise kann bspw. eine über den Übertragungsmechanismus 5 übertragene Hubbewegung reduziert werden. Dies ist insbesondere deswegen vorteilhaft, da die zur Betätigung von Einlassventilen 9 erforderlichen Wege in der Regel deutlich größer sind als jene zur Betätigung der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2. Ebenfalls günstig bei der dargestellten Variante ist, dass in der Übertragungskammer 31 mit geringeren Druckniveaus gearbeitet werden kann, als sie typischerweise in der Druckkammer 7 eines hydraulischen Ventiltriebs vorliegen. Bspw. kann für die Übertragungskammer 31 Motoröl aus einer Druckumlaufschmierung der Brennkraftmaschine 4 verwendet werden. Dieses liegt typischerweise bei wesentlich geringerem Druck vor als das Druckniveau in der Druckkammer 7 des Ventiltriebs 6.

[0047] Figur 4b zeigt eine weitere Variante der Figur 4a zur Betätigung des Verdrängungskolbens 11 durch eine Kolben 29 und der Kopplung über eine Übertragungskammer 31. In diesem Fall sind neben der Überströmbohrung 32 Nuten oder Bohrungen im Kolben 29 vorgesehen, welche die hydraulische Antwort des Verdrängungskolbens 11 dämpfen.

[0048] Für alle Ausführungsbeispiele mit hydraulischer Kopplung gilt, dass alternativ zur Betätigung des Verdrängungskolbens 11 über die Steuerleitung 16 auch eine andere Form der Kopplung zwischen der Hochdruckkammer 7 und der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 2 erfolgen kann. So könnte der Verdrängungskolben 11 über die Hochdruckkammer 7 mittels einer Membran oder ähnlichem betätigt werden. Es soll betont werden, dass die Steuerleitung 16 nicht die einzige mögliche Form der Kopplung von Hochdruckkammer 7 und Verdrängungskolben 11 darstellt. LISTE DER VERWENDETEN BEZUGSZEICHEN: 1 Hauptbrennraum 2 Vorkammergaseinbringungsvorrichtung 3 Vorkammer 4 Brennkraftmaschine 5 Übertragungsmechanismus 6 Ventiltrieb 7 Druckkammer 8,8‘ Druckkolben 9 Einlassventil 11 Verdrängungskolben 12 Kammer 13 Kraftstoffversorgungsleitung 14 Signalleitung 15 Hydraulische Steuereinrichtung 16 Steuerleitung 17 Kipphebel 18 Nocke 19 Stößel 20 Hydraulikventil 21 Regeleinrichtung 22 Ventilbrücke 23 Rückschlagventil 24 Ventilnadel 25 Kraftstoffzuführleitung 26 Kolbenraum 27 Anschlusselement 28 Ventilteller 29,29' Kolben 30 Hydraulisches Kopplungselement 31 Übertragungskammer 32 Überströmbohrung

Claims (8)

1. Patentansprüche

   1. Anordnung zum Betätigen einer Vorkammergaseinbringungsvorrichtung (2) zum Einbringen von Kraftstoff in eine Vorkammer (3) einer Brennkraftmaschine (4) mit einem Übertragungsmechanismus (5) zur Übertragung einer Bewegung eines Ventiltriebs (6) auf die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, dass - der Übertragungsmechanismus (5) eine Druckkammer (7) aufweist, durch die eine Bewegung eines ersten Druckkolbens (8) auf einen zweiten Druckkolben (8‘) zum Antrieb zumindest eines Einlassventils (9) der Brennkraftmaschine (4) übertragbar ist und durch eine Verbindung der Druckkammer (7) mit der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung (2) ein in der Druckkammer (7) herrschender, veränderlicher Druck in eine Antriebsbewegung der Vorkammergaseinbringungsvorrichtung (2) umsetzbar ist, und/oder - die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung (2) eine durch einen Verdrängungskolben (11) begrenzte Kammer (12) aufweist, welche einerseits mit einer Kraftstoffversorgungsleitung (13) und andererseits mit der Vorkammer (3) verbunden ist, wobei der Verdrängungskolben (11) durch den Übertragungsmechanismus (5) antreibbar ist und eine in der Kammer (12) befindliche Kraftstoffmenge durch Verdrängung mittels des Verdrängungskolbens (11) in die Vorkammer (3) einbringbar ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Ventiltrieb (6) als variabler Ventiltrieb ausgebildet ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein von einer Regeleinrichtung (21) ansteuerbares Hydraulikventil (20) zur veränderbaren Einstellung eines Druckes einer in der Druckkammer (7) befindlichen Hydraulikflüssigkeit vorgesehen ist, welches durch Ansteuerung durch die Regeleinrichtung (21) eine Veränderung einer Betätigungscharakteristik des zweiten Druckkolbens (8‘) gestattet.
4. 4. Anordnung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine Steuerleitung (16) vorgesehen ist, welche die Druckkammer (7) und die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung (2) verbindet.
5. 5. Anordnung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Übertragung der Bewegung des Ventiltriebs (6) auf die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung (2) auf einen Kolben (29) erfolgt, welcher über ein hydraulisches Kopplungselement (30) mit dem Verdrängungskolben (11) gekoppelt ist.
6. 6. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Übertragung der Bewegung des Ventiltriebs (6) auf die Vorkammergaseinbringungsvorrichtung (2) auf den Kolben (29) erfolgt und der Kolben (29) mit dem Verdrängungskolben (11) über eine mit einem hydraulischen Fluid gefüllte Übertragungskammer (31) gekoppelt ist, wobei durch Bewegung des Kolbens (29) über eine in die Übertragungskammer (31) mündende Überströmbohrung (32) hydraulisches Fluid aus der Übertragungskammer (31) verdrängbar ist, und die Überströmbohrung (32) so eingerichtet ist, dass sie durch Bewegung des Kolbens (29) verschließbar ist, sodass bei verschlossener Überströmbohrung (32) eine Übertragung der Bewegung des Kolbens (29) auf den Verdrängungskolben (11) erfolgt.
7. 7. Anordnung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Übertragungsmechanismus (5) mechanisch mit dem Kipphebel (17) eines Einlassventils (9) gekoppelt ist.
8. 8. Brennkraftmaschine (4) mit wenigstens einer Anordnung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen