CN105612317B - 用于改变气门升程的气门操纵装置 - Google Patents

用于改变气门升程的气门操纵装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种气门操纵装置(1),用于操纵往复活塞式发动机、特别是内燃发动机的至少一个第一气门,气门操纵装置特别可用于发动机制动且具有第一摇臂部件(2)、第二摇臂部件(3)以及用于改变所述至少一个第一气门(5)的气门升程(H)的第一切换件(6),其中,第一摇臂部件(2)和第二摇臂部件(3)可摆动地被支承,且通过下述方式被布置,即,至少一个第一气门控制运动可从第一凸轮轴(4)通过第一摇臂部件(2)和第二摇臂部件(3)传递到所述至少一个第一气门(5)。

Description

用于改变气门升程的气门操纵装置
技术领域
本发明涉及一种气门操纵装置,具有第一切换件,用于改变所述至少一个第一气门的气门升程。
背景技术
由于在功率、效率和排放方面的越来越高的要求,在内燃发动机中,特别是在四冲程运行中的那些内燃发动机中,可变的气门机构越来越有意义。
在此,通过可变的气门机构可符合发动机设计师的需要和热力学的期望,替选地将不同的气门升程曲线传输到发动机气门上,其中,既可匹配气门升程也可匹配开启和关闭时间点。这通常通过气门机构的传递路径中的转换来实现。具有诸如杯形气门挺杆、滚子式气门挺杆或摇臂的可切换的凸轮组件的冲程转换和冲程切断系统在不同的应用中成套。在此起作用的是,对于每个其他替选的气门升程也必须存在相应的凸轮,作为提供升程的部件,除非替选的升程是零升程。
在此,对于使用可变的气门机构存在完全不同的应用领域。下文中列举一些实例:
升程转换:升程转换使得可以根据工作点使用至少两个不同的气门升程。在此,使用具体在部分负荷范围上确定的更小的气门升程,其改进扭矩变化过程且降低消耗和废气排放。大的气门升程可被优化成其他功率提高。具有更小的最大冲程的和更短事件长度的更小的气门升程使得可通过明显更早的吸气关闭时间点和进气管段中的去节流而减少换气过程工作(米勒循环)。类似的结果可通过阿特金森-循环,即,非常晚的吸气关闭得到。在此,对燃烧室的最佳充气在部分负荷范围中也影响扭矩提高。
气缸关断:气缸关断主要用于大容量多发动机气缸的发动机中(例如,具有四个、八个、十个或十二个发动机气缸)。在此,所选择的发动机气缸通过进气门和排气门上的升程切断而停止,在此进行完整的凸轮升程分离。由此,由于等距的点火顺序可将常用的V8-和V12-驱动装置转化成A4-或R6-发动机。发动机气缸-切断的目的在于,最小化换气过程损失,且将工作点偏移朝向更高的平均压力推进,且由此实施更高的热力学效率,由此可达到明显的燃料节省。
发动机制动运行:已知在内燃发动机的发动机气缸中设置额外的宏气门(Makroventile),通过其可实施所谓的减压制动,在其中,在四冲程发动机的密封冲程结束时,即,在气缸减压的第二冲程结束时,通过额外的发动机气门实施,由此对被压缩气体完成的工作通过内燃发动机的废气系统消失。此外,内燃发动机必须再次工作,从而给新的气缸充气。
此外已知发动机制动,其通过真正的排气门的可变气门运行实现制动效果。
发动机制动系统在车辆内燃发动机中,特别对于载货车越来越重要,因为其涉及成本有利的且节省空间的辅助制动系统,其可对车轮制动、特别在较长的下坡行驶中去负荷。另外,现代载货车发动机的具体功率的升高也限制待得到的制动功率的提高。
在此背景下,DE3936808 A1描述了一种方法,通过辅助装置改进内燃发动机的通常支持不足的制动效果。这通过下述方式实现,即,排气控制被预先调整成大致一个工作升程,即,180°曲轴角度(°KW)或90°凸轮轴角度(NW)。这表示,排气已经在密封冲程结束时被打开,且释放气缸中的受压的气体,且在活塞的接下来的下行升程中通过排气重新吸入气体。通过提前排气控制时间,在发动机的预定排气升程的工作模式中,在制动运行模式中,进行密封,因为排气门已经结束其打开升程。被密封的气体在打开进气门时漏出,然后在活塞的下行升程中直接实现再次充气。即,在发动机制动运行的模式中每个活塞升程表示通过直接然后吹出受压的或被密封的气体的密封。
US6000374也涉及一种减压-发动机制动系统。在此提出“两循环制动”,其通过下述方式增强制动效果,即,针对发动机的每个气缸,产生每次曲轴-旋转两次制动事件。对此设置具有额外的摇臂的双凸轮轴组件,其用于减压制动类型的发动机制动组件。
WO2012/038190 A1涉及一种具有发动机制动的四冲程内燃机,具有:针对每个气缸的至少一个通过凸轮轴的凸轮和至少一个第一气摇臂组件操纵的排气门,其中,第一气门摇臂组件具有凸轮侧的第一杆臂和排气门侧的第二杆臂;用于预调整排气控制的装置,其中,第一气门摇臂组件具有切换机构,用于在工作位置与制动位置之间调整凸轮侧的第一杆臂,且凸轮操作的第二气门摇臂组件作用在第一气门摇臂组件的第一杆臂上。
2012/038191 A1涉及一种具有发动机制动的四冲程内燃机,具有:针对每个气缸的至少一个通过凸轮轴和至少一个气门摇臂组件操纵的排气门;以及预调整排气控制的装置,其中,气门摇臂组件具有通过排气凸轮操纵的排气摇臂和可通过制动凸轮操纵的制动摇臂,其中,制动摇臂可通过被布置在制动摇臂与制动凸轮之间的可切换的第一传动链操纵,其中,制动摇臂在第一传动链的第一位置上被激活,且在第一传动链的第二位置上被去活。
WO2012/038195 A1涉及一种具有发动机制动的四冲程内燃机,具有:针对每个气缸的至少一个通过凸轮轴和至少一个气门摇臂组件操纵的排气门;以及预调整排气控制的装置,其中,气门摇臂组件具有通过排气凸轮操纵的排气摇臂和可通过制动凸轮操纵的制动摇臂,其中,制动摇臂具有凸轮轴侧的第一制动摇臂部件和排气门侧的第二制动摇臂部件,其中,两个制动摇臂部件可围绕气门摇臂轴线相互独立旋转地被支承,且通过可在两个位置之间调整的锁定件在发动机制动运行中相互旋转连接,其中,排气摇臂具有凸轮轴侧第一排气摇臂部件和排气门侧的第二排气摇臂部件,其中,两个排气摇臂部件可围绕气门摇臂轴线相互独立旋转地被支承,且通过锁定件在发动机制动运行外相互旋转连接。
现有技术中的、用于实现可变的气门机构的、独立于上述应用示例的系统具有相对多数量的零件,其增加成发动机的其余机构。特别地,在其中设置用于废气增压和/或减压的额外气门的发动机制动系统中,必须存在用于额外的气门操纵装置的第二气门控制器的所有主要部件。此外,通常设置自己的控制电子设备,从而针对所期望的应用情况控制额外的部件。额外的部件控制件提高了整个内燃发动机的复杂度,且导致更大的易干扰性。具有可变的气门机构的内燃发动机的制造成本也更高。这也源于下述事实,即,用于可变的气门机构的系统要求高的结构成本,这导致其要求在气缸盖的区域中的相对大的空间。该空间刚好在气缸盖的区域中是非常有限的,且对于用于针对可变气门机构的已知系统的多种发动机是完全不能提供或很难提供的。此外,通常设置具有高压泵的额外的高压油系统,从而液压地控制额外的部件。如车辆中的每个液压系统也承受该不密封性,且由此进一步提高了内燃发动机的易干扰性。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种具有相对低的复杂度的装置,其使得往复活塞式发动机、特别是内燃发动机的不同气门机构是可行的,且在此使得可以最佳地操纵气门,特别是在效率、废气排放和噪音减小方面和/或在发动机制动运行方面。
根据本发明,该目的通过本发明的气门操纵装置以及通过本发明的相应内燃发动机来实现。此外,该目的通过本发明的用于控制气门的相应方法和根据本发明的用于操纵气门的方法实现。
发动机制动在本发明的意义下是机械阻力,即,内燃发动机所反抗的从外部强加的扭矩。
在本发明的意义下,摇臂部件是气门摇臂的部分,其用于将运动从凸轮轴传递到往复活塞式发动机、特别是内燃发动机的气门,其中,气门摇臂特别被构建成气门压杆或摇臂。
在本发明的意义下,气门是发动机气门。
在本发明的意义下,切换阀是具有至少两种状态的控制装置,特别是液压或电气/电子控制装置。
在本发明的意义下,输入管路是用于将控制脉冲从切换阀传递到切换件的装置,特别是液压或电气管路。
在本发明的意义下,气门控制运动是运动学事件,其特别由凸轮轴上的凸轮产生,且被传递到气门。特别地,该事件通过物理量、位置、速度和加速度描述。
在本发明的意义下,切换件是下述每种类型的装置,即,通过该装置可在物理系统的至少两种状态之间切换。特别地,根据本发明的切换件是执行机构、液压件或电磁件。
在本发明的意义下,闭锁件是切换件,其可用于锁住另一切换件。
在本发明的意义下,排气凸轮是凸轮轴的凸轮,其具有产生气门控制运动的轮廓,该气门控制运动在发动机运行的运行模式中控制气门。
在本发明的意义下,制动凸轮是凸轮轴的凸轮,其具有产生气门控制运动的轮廓,该气门控制运动在发动机制动运行的运行模式中控制气门。
在本发明的意义下,进气凸轮是凸轮轴的凸轮,其具有产生气门控制运动的轮廓,该气门控制运动控制运行模式-发动机运行。
在本发明的意义下,AGR-凸轮是凸轮轴的凸轮,其具有这样的轮廓,即,该凸轮在废气再循环运行的运行模式中产生气门控制运动。
在本发明的意义下,米勒凸轮是凸轮轴的凸轮,其具有这样的轮廓,即,该凸轮在米勒循环运行的运行模式中产生气门控制运动。
在本发明的意义下,发动机运行是内燃发动机的内燃运行,其中,其产生驱动运动。
在本发明的意义下,气门摇臂轴线线是下述几何轴线,即,摇臂或摇臂部件可围绕其旋转。
在本发明的意义下,控制流体是每种类型的气体或液体,其适合气动或液压地控制气门。
在本发明的意义下,切换阀是每种类型的切换,其适合受控地分配根据本发明的控制流体,特别是液压阀。
根据本发明的气门操纵装置具有下述优点,即,第一摇臂部件和第二摇臂部件相互独立地可摆动地被支承。由此,由第一摇臂部件分接在第一凸轮轴的凸轮上的气门控制运动可选择性地被进一步传递到第二摇臂部件上。第一切换件此外使得可离散或连续地设置气门升程。此外,通过设置切换件可动态补偿气门间隙。
在气门操纵装置的一个优选设计方案中,第一切换件被布置在第一摇臂部件与第二摇臂部件之间。通过切换件的该布置,可通过第一切换件控制第一气门控制运动从第一摇臂部件选择性地传递到第二摇臂部件上。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,在第一摇臂部件与第二摇臂部件之间关于气门摇臂轴线的第一角度通过第一切换件可离散地或连续地调整。通过第一角度的该可变性,可实现第一摇臂部件与第二摇臂部件的脱开状态,其导致第二摇臂部件的“空转”运动或无效运动,导致第一气门的零升程。此外,第一气门的可变气门升程通过下述方式是可行的,即,选择第一切换件的连续切换位置。
在本发明的气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,气门操纵装置具有第二切换件,其工作方向基本上平行于第一气门的气门升程的运动方向。通过该第二切换件,可根据第一切换件的切换位置实现气门升程的和/或气门开启或关闭时间点的其他改变。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一切换件具有第一活塞和第一气缸,和/或第二切换件具有第二活塞和第二气缸,用于液压控制。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一气缸具有第一止回阀组件,其被加载第一闭合力。通过该止回阀组件在下述情况下防止第一切换件改变其状态,即,当控制流体的压力减小时或当第一切换件的负载超过控制流体的压力提供的用于第一切换件的切换力时。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一气缸配设有带有第一辅助活塞的第一辅助气缸,其被加载特别大于第一闭合力的第一开启力,且具有操纵件,其中,第一止回阀组件可借助于第一辅助活塞和操纵件转换到开启位置。提供具有操纵件的辅助气缸使得可受控地切换第一切换件。
在另一个有利的设计方案中,第一气缸和第一辅助气缸流体连通地连接。通过该连接第一切换件也可如操纵件那样通过单一控制流体控制。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一气缸和第一辅助气缸基本轴线相同地被布置。
在另一个有利的设计方案中,气门操纵装置具有第一闭锁件,其中,第一切换件可通过第一闭锁件固定在限定的位置上。通过第一切换件固定就位,其状态可持久地机械保持,即使当通过控制流体的控制失效或出于能量效率的原因而被设置时。
在另一个优选设计方案中,闭锁件基本垂直于第一气缸的轴线被布置。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一切换件和/或第二切换件被布置在第二摇臂部件上。通过这两个切换件在第二摇臂部件上的布置,组合成整体机构,用于实现在第二摇臂部件上的可变气门机构。由此实现提高的系统集成度。例如,在反馈到第一或第二切换件上的功能干扰情况下,对于该布置仅需要更换第二摇臂部件。用于控制切换件的输入管路也仅需要延伸通过第二摇臂部件,由此可基本上更简单地制造第一摇臂部件。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一切换件和第二切换件流体连通地、特别通过第一连接管路连接。通过该流体连通的连接,可通过唯一的控制流体来控制第一和第二切换件。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一凸轮轴在第一气门控制运动的分接区域中通过第一摇臂部件以下述方式被构建,即,第一气门的气门升程曲线对应于在制动运行中特别作为制动凸轮的、在发动机运行中、特别作为排气凸轮的,或在废气再循环运行中特别作为AGR-凸轮的排气门的气门升程曲线,或对应于在发动机运行中特别作为进气凸轮的、在米勒循环运行中特别作为米勒凸轮的、或在废气再循环运行中特别作为进气-AGR-凸轮的进气门的气门升程曲线。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,气门操纵装置此外具有气门桥,该气门桥被布置在至少两个第一气门之间,且作用连接第二摇臂部件与第一气门。通过该作用连接,可通过单个气门控制运动操纵两个第一气门。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一气门通过第一联杆与气门桥作用连接。在气门与气门桥之间设置联杆使得尽管存在气门桥也可以分别独立于第一气门中的一个而操纵第一气门中的另一个。对此在该设计方案中不需要设置通过气门桥的穿透部,例如孔。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第二切换件的第二活塞的作用面积大于第一切换件的第一活塞的作用面积。第二活塞可通过其较大的作用面积处理更大的扭矩。根据本发明该情况在两个活塞与相应的配合件接触时以下述方式作用,即,首先第二活塞以第一活塞的外伸位置代价达到其最大外伸位置。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第二摇臂部件具有第一止挡和第二止挡,用于操纵所述至少一个第一气门,其中,第二止挡可通过第二切换件操纵。通过设置两个止挡,可在气门桥的两个位置上通过第二摇臂部件施加力。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第二止挡基本居中地被布置在气门桥上,和/或第一止挡基本被布置在第一气门之上。通过第一止挡在至少一个第一气门之上的该布置实现该气门可独立于另一个第一气门被操纵。此外,在气门桥上居中地布置第二止挡使得可同时操纵两个第一气门。两个止挡的布置具有如下优点,即,当首先一个气门且然后两个气门被操纵时,通过第一止挡的运动使气门桥的中心也处于第一止挡的基本一半的速度的运动中,使得相对速度在第二止挡碰在气门桥上时减小。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一止挡作用在气门桥上,且第二止挡直接作用在至少一个第一气门上。通过该不同的作用连接,可独立于气门桥操纵一个气门。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,两个止挡作用在气门桥上。由此气门桥可通过两个止挡相互独立地被操纵。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一止挡和/或第二止挡分别具有第二联杆。第二联杆允许各止挡可根据气门桥的位置形锁合地作用在气门桥上。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,气门操纵装置具有第三切换件,该第三切换件被布置在第二摇臂部件上。在第二摇臂部件上设置第三切换件使得可选择性地且独立于第一摇臂部件地通过另一摇臂部件或独立于用于产生或传递运动的其他装置来操纵第二摇臂部件。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第三切换件具有第三活塞和用于液压控制的第三气缸。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一切换件的和/或第二切换件的和/或第三切换件的工作方向具有垂直于气门摇臂轴线的分量、特别基本与围绕气门摇臂轴线的圆相切。通过切换件的工作方向的该布置,相对于固定的对象、特别相对于第一摇臂部件,可通过下述方式引起第二摇臂部件围绕气门摇臂轴线的角位移,即,切换件被置于外伸位置上。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一切换件的和/或第二切换件的和/或第三切换件的工作方向具有至少一个平行于第一摇臂部件的和第二摇臂部件的运动方向的分量。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一切换件的工作方向与第二切换件的工作方向下相互成大致80°至100°的、优选大致85°至95°的且最佳大致90°的第二角度。在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一切换件的轴线与第二切换件的轴线相互成大致80°至100°的、优选大致85°至95°的且最佳大致90°的第二角度。由此,可实现两个切换件相互的平移运动的特别有利的效果。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,气门操纵装置此外具有第三摇臂部件、第四摇臂部件和用于改变所述至少一个第一气门的气门升程的第三切换件,其中,第三摇臂部件和第四摇臂部件可摆动地被支承且以下述方式被布置,即,至少一个第二气门控制运动可从第一凸轮轴或第二凸轮轴通过第一摇臂部件和第二摇臂部件和/或通过第三摇臂部件和第四摇臂部件传递到所述至少一个第一气门。该设计方案提供下述可能性,即,将第二气门控制运动传递到所述至少一个第一气门。由此,通过第一切换件的和第三切换件的各状态可分别将不同的气门控制运动传递到第一气门。通过该方式,可实现最不同的气门升程曲线,其使得可以进行正常发动机运行、发动机制动运行、米勒循环中的运行或废气再循环运行等。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第三切换件被布置在第三摇臂部件与第四摇臂部件之间。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第二摇臂部件和第四摇臂部件被构建成一体的。通过将两个摇臂部件实现到摇臂部件中,达到进一步的系统集成度。操纵至少一个第一气门的所有切换件可被集成到该摇臂部件中。由此,也仅摇臂部件必须具有液压输入管路和液压件,以及若需要则具有电气管路和部件。若在该控制件出现故障,则确保其返回至该被集成的摇臂部件上。此外,可减少在气门操纵装置上的移动部件的数量。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一凸轮轴或第二凸轮轴在第二气门控制运动的分接区域中通过第三摇臂部件以下述方式被构建,即,该至少一个第一气门的开启时间点对应于发动机运行中特别作为排气凸轮的排气门的开启时间点。由此通过各摇臂部件,凸轮的不同轮廓可作为气门控制运动被传递。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,气门操纵装置此外具有第五摇臂部件、第六摇臂部件和用于改变至少一个第二气门的气门升程的第四切换件,其中,第五摇臂部件和第六摇臂部件可摆动地被支承,且通过下述方式被布置,即,至少一个第三气门控制运动可从第一凸轮轴或第二凸轮轴通过第五摇臂部件和第六摇臂部件传递到该至少一个第二气门。现在,通过设置第五和第六摇臂部件,第三气门控制运动可被传递到至少一个第二气门。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第四切换件被布置在第五摇臂部件与第六摇臂部件之间。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一凸轮轴或第二凸轮轴在气门控制运动的分接区域中通过第五摇臂部件以下述部分被构建,即,第二气门的开启时间点对应于发动机运行中特别作为进气凸轮的进气门的开启时间点。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,气门操纵装置此外具有第七摇臂部件、第八摇臂部件和用于改变该至少一个第二气门的气门升程的第五切换件,其中,第七摇臂部件和第八摇臂部件可摆动地被支承且以下述方式被布置,即,至少一个第四气门控制运动可从第一凸轮轴或第二凸轮轴通过第七摇臂部件和第八摇臂部件传递到至少一个第二气门。通过设置第七摇臂部件和第八摇臂部件,第四气门控制运动可传递到该至少一个第二气门。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第五切换件被布置在第七摇臂部件与第八摇臂部件之间。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一凸轮轴或第二凸轮轴在气门控制运动的分接区域中通过第七摇臂部件以下述方式被构建,即,第二气门的开启时间点对应于在米勒循环中特别作为米勒凸轮的进气门的开启时间点。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一切换件、第三切换件、第四切换件和/或第五切换件以下述方式被构建和/或布置,即,可分别实现第二摇臂部件的、第四摇臂部件的、第六摇臂部件的和/或第八摇臂部件的不同的偏转幅度、特别是气门升程。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一摇臂部件、第三摇臂部件、第五摇臂部件和/或第七摇臂部件相对于气缸盖分别通过预紧件、特别通过回位弹簧预受力而抵靠第一凸轮轴和/或第二凸轮轴。通过预受力,在凸轮上行进的各摇臂部件的止挡不从该凸轮升起。通过该方式,始终确保对应于凸轮的轮廓调用各位置,即使当各切换件未被激活时。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,至少两个部件,即,第一摇臂部件、第二摇臂部件、第三摇臂部件、第四摇臂部件、第五摇臂部件、第六摇臂部件、第七摇臂部件和/或第八摇臂部件可围绕共同的气门摇臂轴线旋转。设置用于不同摇臂部件的共同的气门摇臂轴线对于共同作用的摇臂部件提供对气门控制运动的最有效的旋转传递。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一切换件和/或第四切换件具有限制件,该限制件限制最大切换位置。通过限制最大切换位置可确保,相对小的气门升起运动尽管在被激活的第一切换件和/或第四切换件的情况下不从第一或第二凸轮轴被传递到第二或第四摇臂部件。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,控制脉冲通过控制流体、特别是润滑剂,通过切换阀、特别是4/2路(两位四通)-螺线管-阀被引导给各切换件,切换阀具有用于控制管路的第一接头A和第二接头B、用于供给控制流体的压力接头以及用于卸压的回流接头,其中,两个接头A和B分别可与压力接头和回流接头在两个切换位置上连接。使用4/2路-螺线管-阀确保以最小的反应时间和高功能安全性液压操纵各切换件。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,两个第一气门通过第一联杆与气门桥作用连接。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一止挡和/或第二止挡分别具有第二联杆。
在气门操纵装置的另一个有利的设计方案中,第一摇臂部件和第二摇臂部件被构建成一体的。
本发明的在前文中描述的方面和相关于气门操纵装置的扩展方案的所公开的特征也相应地对于内燃发动机、用于气门控制的方法和用于气门操纵的方法有效,且反之亦然。
在内燃发动机的一个有利设计方案中,用于将控制脉冲传递到第一切换件、第二切换件、第三切换件、第四切换件和/或第五切换件的至少一个输入管路和/或润滑剂管路延伸通过气门摇臂轴线。因此,不一定需要例如通过柔性软管到切换件的分开的输入管路。
在内燃发动机的另一个有利的设计方案中,用于控制该至少一个第一切换件的控制流体是润滑剂,且内燃发动机在至少一个输入管路上具有额外的油泵,从而在内燃发动机启动时给该至少一个第一切换件的运行施加必要的压力,和/或自身在没有设置止回阀的情况下在至切换件的供给部上防止润滑剂从内燃发动机的该至少一个输入管路流出。
在另一个有利的设计方案中,内燃发动机具有;至少六个发动机气缸,其每个具有第一切换件、第二切换件、第三切换件和第四切换件;以及至少六个切换阀,其中,对于第六切换阀,接头A与第五发动机气缸的和/或第六发动机气缸的相应第一切换件连接,接头B与第五发动机气缸的和/或第六发动机气缸的第三切换件连接,且接头P与第五切换阀的接头B连接,其中,对于第五切换阀,接头A或B与第四发动机气缸的、第五发动机气缸的和/或第六发动机气缸的相应第四切换件连接,其中,对于第四切换阀,接头A与第四发动机气缸的第一切换件连接,接头B与第四发动机气缸的第三切换件连接,且压力接头与第五切换阀的接头B连接,其中,对于第三切换阀,接头A与第三发动机气缸的第一切换件连接,且接头B与第三发动机气缸的第三切换件连接,其中,对于第二切换阀,接头A与第二发动机气缸的第一切换件连接,且接头B与第二发动机气缸的第三切换件连接,且其中,对于第一切换阀,接头A与第一发动机气缸的第一切换件连接,接头B与第一发动机气缸的第三切换件连接,且压力接头分别与第一发动机气缸的、第二发动机气缸的和/或第三发动机气缸的相应第四切换件连接。切换阀与各切换件的该互连使得可仅通过六个切换阀实现发动机的三种不同运行模式,即,正常发动机运行、发动机制动运行和部分发动机气缸关断,其中,可以5档(弱至强)调节制动功率。
在另一个有利的设计方案中,内燃发动机具有至少六个发动机气缸,其每个具有:第一切换件、第二切换件、第三切换件、第四切换件和第五切换件;以及至少六个切换阀,其中,对于第六切换阀,接头A与第四发动机气缸的、第五发动机气缸的和/或第六发动机气缸的相应第五切换件连接,接头B与第四发动机气缸的、第五发动机气缸的和/或第六发动机气缸的第四切换件连接,且压力接头与第五切换阀的接头A或B连接,其中,对于第四切换阀,接头A与第四发动机气缸的、第五发动机气缸的和/或第六发动机气缸的相应第一切换件连接,接头B与第四发动机气缸的、第五发动机气缸的和/或第六发动机气缸的第三切换件连接,且压力接头与第五切换阀的接头A或B连接,其中,对于第三切换阀,接头A与第三发动机气缸的第一切换件连接,且接头A或B与第三发动机气缸的第三切换件连接,且其中,对于第二切换阀,接头A与第一发动机气缸的、第二发动机气缸的和/或第三发动机气缸的相应第五切换件连接,接头B与第一发动机气缸的、第二发动机气缸的和/或第三发动机气缸的第四切换件连接,且其中,对于第一切换阀,接头A与第一发动机气缸的和/或第二发动机气缸的相应第一切换件连接,且接头B与第一发动机气缸的和/或第二发动机气缸的第三切换件连接。切换阀与各切换件的该互连使得可仅通过六个切换阀实现四种不同的运行模式,即,正常发动机运行、发动机制动运行、部分发动机气缸关断和米勒循环运行,其中,可以5档(弱至强)调节制动功率。
在另一个有利的设计方案中,内燃发动机具有至少六个发动机气缸,其每个具有:第一切换件、第二切换件、第三切换件、第四切换件和第五切换件;以及至少六个切换阀,其中,对于第六切换阀,接头A与第四发动机气缸的、第五发动机气缸的和/或第六发动机气缸的相应第五切换件连接,接头B与第四发动机气缸的、第五发动机气缸的和/或第六发动机气缸的第四切换件连接,且压力接头与第五切换阀的接头B连接,其中,对于第四切换阀,接头A与第四发动机气缸的、第五发动机气缸的和/或第六发动机气缸的相应第一切换件连接,接头B与第四发动机气缸的、第五发动机气缸的和/或第六发动机气缸的第三切换件连接,且压力接头与第五切换阀的接头A或B连接,其中,对于第三切换阀,接头A与第一发动机气缸的、第二发动机气缸的、第三发动机气缸的、第四发动机气缸的、第五发动机气缸的和/或第六发动机气缸的相应第二切换件连接,其中,对于第二切换阀,接头A与第一发动机气缸的、第二发动机气缸的和/或第三发动机气缸的相应第五切换件连接,且接头B与第一发动机气缸的、第二发动机气缸的和/或第三发动机气缸的第四切换件连接,且其中,对于第一切换阀,接头A与第一发动机气缸的、第二发动机气缸的和/或第三发动机气缸的相应第一切换件连接,且接头B与第一发动机气缸的、第二发动机气缸的和/或第三发动机气缸的第三切换件连接。切换阀与各切换件的该互连使得可仅通过六个切换阀实现内燃发动机的五种不同的运行模式,即,正常发动机运行、发动机制动运行、部分发动机气缸关断、米勒循环运行和废气再循环运行,其中,可以5档(弱至强)调节制动功率。
在内燃发动机的另一个有利的设计方案中,气门操纵装置此外具有第七切换阀,且对于第二切换阀,压力接头额外与第七切换阀的接头A或B连接,和/或对于第一切换阀,压力接头额外与第七切换阀的接头A或B连接。此外,通过与额外的第七切换阀的互连的改进,可变的发动机气缸关断是可行的,其中,对于偶数的气缸,可分别关闭一半气缸。通过可变的部分发动机气缸关断可达到下述情况,即,可实现所有气缸在发动机运行中的均衡运行小时数。
在本发明的另一个有利的设计方案中,第一至第四和/或第六切换阀是4/2路-螺线管-阀,且第五和/或第七切换阀是2/2路(两位两通)-螺线管-阀、3/2路(两位三通)-螺线管-阀和/或4/2路(两位四通)-螺线管-阀。通过设置阀配置,可以小数量的阀实现不同的运行模式。当以小的档调节制动功率时,可进一步减少阀的数量。
在一个有利的设计方案中,用于气门控制的根据本发明的方法此外具有下述步骤:关闭第一切换件的第一止回阀组件。通过关闭第一止回阀组件确保,在控制压力下降时或在超过引起第一切换件中的控制压力的力时也保持第一切换件的切换位置。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,气门操纵装置具有第二切换件,且该方法此外具有下述步骤:将控制脉冲传送至第二切换件,特别是第二气缸,其中,第二切换件的、特别是第二活塞的切换位置取决于传送控制流体的压力和持续时间。由此,通过控制脉冲的强度和/或长度可产生第二切换件的永久切换位置。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,控制脉冲在时间上在第一切换件之前被传送至第二切换件。由此可实现下述情况,即,在往复活塞式发动机通过两个第一气门进行气门操纵的情况下,两个第一气门中的一个在两个第一气门中的另一个之前被打开。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,控制流体同时被传送给第二切换件和第一切换件。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,气门操纵装置具有至少两个第一气门,且该方法在第一运行模式中、特别在发动机制动运行中具有下述的其他步骤:打开第一气门中的一个,且然后打开两个第一气门。首先仅第一气门中的一个被打开,由此实现保护部件地打开气门。这特别在发动机制动运行中在下述情况下具有意义,即,当通常为排气门的两个第一气门用于在四冲程-内燃发动机的第二或第四冲程结束时对气缸中的被加压气体减压时。通过发动机气缸中的高压,若两个第一气门同时被打开,对于将气门控制运动传递到两个第一气门的部件,可导致高风险,至少在运行时间中导致损伤。这通过用于克服阻抗的大的力通过在两个气门时双倍的气门面积和由此双倍的力效果引起。相反地,若首先打开两个第一气门中的一个,则当开始打开两个第一气门时在发动机气缸中首先非常大的压力负载通过打开该第一气门已经减小。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,气门操纵装置具有至少两个第一气门,且该方法在第二运行模式中、特别在发动机运行中具有下述的其他步骤:同时操纵两个第一气门。相反于发动机制动运行,在正常发动机运行中,基本上被燃烧的气体通过两个第一气门、特别通过排气门可尽可能快地流出或被排出。在此,当气缸活塞达到下部死点的区域时,气门被打开,因此被烧完的气体处于被消除应力的状态。因此,通过发动机气缸中的压力施加的力比在发动机制动运行中基本更小地作用到气门面上。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,气门操纵装置此外具有气门桥,该气门桥将至少两个第一气门相互连接,其中,第二摇臂部件的第一止挡基本被布置在两个第一气门中的一个之上,和/或第四摇臂部件的第二止挡基本居中地被布置在气门桥上,且该方法此外具有下述步骤:借助于第二切换件通过第一止挡以下述方式将第二摇臂部件推离气门桥,即,第二止挡与气门桥间隔。通过第二止挡与气门桥间隔实现下述情况,即,在激活第一和第二切换件时,第二摇臂部件的气门控制运动或转动首先作用到两个第一气门中的一个上,第一止挡被布置在其之上,且两个第一气门中的另一个在第二摇臂部件进一步转动时才被打开。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,气门操纵装置此外具有第三摇臂部件、第四摇臂部件和第三切换件,且该方法此外具有下述步骤:通过第三摇臂部件在凸轮轴上分接第二运动;选择性地将控制脉冲传送至第三切换件,特别至第三气缸,从而控制气门升程,其中,第三切换件的、特别是第三活塞的位置取决于控制脉冲的强度和/或长度;特别取决于传送控制流体的压力和持续时间;根据第三切换件的位置通过第四摇臂部件将第二运动传递到第一气门。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,气门操纵装置此外具有第五摇臂部件、第六摇臂部件和第四切换件。该方法此外具有下述步骤:通过第五摇臂部件在凸轮轴上分接第三运动;选择性地将控制脉冲传送至第四切换件、特别至第四气缸,从而控制气门升程,其中,第四切换件的、特别是第四活塞的位置取决于控制脉冲的强度和/或长度;以及根据第四切换件的位置通过第六摇臂部件将运动传递到第二气门。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,控制脉冲在制动运行的运行模式中仅被传送至第一切换件、第二切换件和/或第四切换件。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,控制脉冲在行驶运行或气缸关断的运行模式中仅被传送至第三切换件和/或第四切换件。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,控制脉冲在废气再循环的运行模式中仅被传送至第二切换件、第三切换件和/或第四切换件。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,气门操纵装置此外具有第七摇臂部件、第八摇臂部件以及第五切换件。该方法此外具有下述步骤:通过第七摇臂部件在凸轮轴上分接第四运动;选择性地将控制脉冲传送至第五切换件、特别至第五气缸,从而控制气门升程,其中,第五切换件的、特别是第一活塞的位置取决于控制脉冲的强度和/或长度;以及根据第四切换件的位置通过第八摇臂部件将运动传递到第二气门。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,控制脉冲在米勒循环的运行模式中仅被传送至第三切换件和/或第五切换件。
在一个有利设计方案中,根据本发明的方法此外具有下述步骤:在第一阶段中在大致150°KW至240°KW的情况下,优选在大致170°KW至220°KW的情况下,且特别优选在大致180°KW至210°KW的情况下,第一次关闭往复活塞式发动机的第一气门(5;5a、5b);以及在第二阶段中,在大致390°KW至450°KW的情况下,优选在大致410°KW至430°KW的情况下,且特别优选在大致420°KW的情况下,第二次关闭往复活塞式发动机的第一气门。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,往复活塞式发动机具有至少两个第一气门,且两个第一气门同时被操纵。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,往复活塞式发动机具有至少两个第一气门,且第一次打开的步骤具有下述子步骤:打开所述一个第一气门;且然后打开另一个第一气门。如前文中所述的,通过相继地操纵所述两个第一气门可减小气门操纵装置的部件的负载。此外,在发动机制动的运行模式中,在操纵两个气门时,相对于仅操纵一个气门,实现双倍的有效流过截面。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,在大致660°KW至720°KW,优选在大致680°KW至700°KW,且特别优选在大致690°KW的情况下打开一个第一气门,和/或在大致690°KW至30°KW的情况下,优选在大致710°KW至10°KW的情况下,且特别优选在大致0°KW的情况下打开另一个第一气门(5a)。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,在第二次打开的步骤中仅操纵所述一个第一气门。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,第一次关闭的步骤具有下述子步骤:关闭另一个第一气门;且然后关闭所述一个第一气门。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,在大致180°KW至240°KW的情况下,优选在大致200°KW至220°KW的情况下,且特别优选在大致210°KW的情况下关闭所述一个第一气门,和/或在大致150°KW至210°KW的情况下,优选在大致170°KW至90°KW的情况下,且特别优选在大致180°KW的情况下关闭所述另一个第一气门。
在另一个有利的设计方案中,根据本发明的方法在发动机运行中此外具有下述步骤:在大致120°KW至180°KW的情况下,优选在大致140°KW至160°KW的情况下,且特别优选在大致150°KW的情况下第三次打开往复活塞式发动机的至少一个第一气门。
在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中,往复活塞式发动机具有至少两个第一气门,且这两个第一气门同时被操纵。
附图说明
在下文结合附图对优选实施方式的描述中给出本发明的上述优点、以及其他优点和应用可能性。如下地在附图中:
图1示出在发动机运行中的内燃发动机的气门升程曲线的部分示意性的视图;
图2示出根据本发明的在两阶段-减压-发动机制动运行中的内燃发动机的气门升程曲线的部分示意性的视图;
图3示出在两阶段-减压-发动机制动运行中的内燃发动机的气门的有效流过截面的变化的部分示意性的视图;
图4部分示意性地以P/V-曲线图示出在两阶段-减压-发动机制动运行中的内燃发动机的四个冲程期间的气缸压力的变化;
图5部分示意性地示出用于在发动机运行中和在米勒循环运行中的内燃发动机的气门升程曲线;
图6部分示意性地示出在排气-废气再循环运行中内燃发动机的气门升程曲线;
图7部分示意性地示出用于在进气-废气再循环运行中的内燃发动机的气门升程曲线;
图8以透视俯视图部分示意性地示出根据本发明的气门操纵装置的第一实施方式;
图9部分示意性地示出通过具有根据图8中的第一实施方式的气门操纵装置的内燃发动机的气缸盖的剖面;
图10以分解图部分示意性地示出根据图8中的第一实施方式的气门操纵装置;
图11部分示意性地示出沿着剖面III-III的根据图8中的第一实施方式的根据本发明的气门操纵装置的横截面;
图12部分示意性地示出沿着剖面II-II的根据图8中的第一实施方式的根据本发明的气门操纵装置的横截面;
图13部分示意性地示出沿着剖面I-I的根据图8中的第一实施方式的根据本发明的气门操纵装置的横截面;
图14部分示意性地示出在用于发动机制动的方法的第一工作步骤时的沿着剖面II-II的根据图8中的第一实施方式的气门操纵装置的横截面;
图15部分示意性地示出在用于发动机制动的方法的第二工作步骤期间的通过根据图8中的第一实施方式的根据本发明的气门操纵装置连同气门的横截面;
图16部分示意性地示出在用于发动机制动的方法的第三工作步骤期间的通过根据图8中的第一实施方式的气门操纵装置连同气门的横截面;
图17a部分示意性地示出在发动机运行中的第三切换件;
图17b部分示意性地示出在发动机运行中的第一切换件;
图18a部分示意性地示出在发动机制动运行中的第三切换件;
图18b部分示意性地示出在发动机制动运行中的第一切换件;
图19部分示意性地示出根据本发明的第二实施方式的根据本发明的气门操纵装置;
图20部分示意性地示出沿着剖面IV-IV通过根据图20中的第二实施方式的气门操纵装置的横截面;
图21以透视俯视图部分示意性地示出根据本发明的第三实施方式的根据本发明的气门操纵装置;
图22以透视俯视图部分示意性地示出根据本发明的第四实施方式的根据本发明的气门操纵装置;
图23以相反的透视俯视图部分示意性地示出根据图22中的第四实施方式的气门操纵装置;
图24以部分分解图部分示意性地示出根据第五实施方式的根据本发明的气门操纵装置;
图25以透视俯视图部分示意性地示出根据图24中的第五实施方式的气门操纵装置;
图26部分示意性地示出沿着剖面V-V通过根据图25中的第五实施方式的气门操纵装置的横截面,连同去活读取小的凸轮升程;
图27部分示意性地示出沿着剖面V-V通过根据图25中的第五实施方式的气门操纵装置的横截面,连同激活读取小的凸轮升程;
图28部分示意性地示出沿着下述剖面通过根据图25中的第五实施方式的气门操纵装置的横截面,即,第二切换件的或第六切换件的以及第二止回阀组件的轴线在该剖面中;
图29部分示意性地示出根据图25中的第五实施方式的气门操纵装置的透视俯视图;
图30示出根据本发明的在两阶段-减压-发动机制动运行中的内燃发动机的气门升程曲线的部分示意性的视图;
图31部分示意性地示出通过气门摇臂轴线的横截面,在其中置入用于气门机构的三种运行模式的、特别用于发动机运行的、发动机制动运行的和气缸去活的输入管路以及润滑剂管路;
图32部分示意性地示出根据根据本发明的气门操纵装置的内燃发动机的液压线路图,具有气门机构的三种运行模式,特别是发动机运行、发动机制动运行和气缸去活;
图33部分示意性地示出通过具有输入管路的气门摇臂轴线的横截面,用于气门机构的四种运行模式,特别是发动机运行、发动机制动运行、气缸去活和米勒循环运行;
图34部分示意性地示出具有根据本发明的气门操纵装置的内燃发动机的液压线路图,该气门操纵装置具有气门机构的四种运行模式,特别是发动机运行、发动机制动运行、气缸去活和米勒循环运行;
图35部分示意性地示出通过具有输入管路以及润滑剂管路的气门摇臂轴线的横截面,用于气门机构的五种运行模式,特别是发动机运行、发动机制动运行、气缸去活、米勒循环运行和废气再循环运行;
图36部分示意性地示出具有根据本发明的气门操纵装置的内燃发动机的液压线路图,该气门操纵装置具有五种气门机构的运行模式,特别是发动机运行、发动机制动运行、气缸去活、米勒循环运行和废气再循环运行;
图37部分示意性地示出具有根据图8中的第一实施方式的气门操纵装置的内燃发动机的气缸盖的俯视图;
图38部分示意性地示出具有根据图19中的第二实施方式的根据本发明的气门操纵装置的内燃发动机的气缸盖的透视俯视图;
图39部分示意性地示出具有根据图21中的本发明的第三实施方式的根据本发明的气门操纵装置的内燃发动机的气缸盖的透视俯视图;
图40部分示意性地示出具有根据图22中的本发明的第四实施方式的根据本发明的气门操纵装置的内燃发动机的气缸盖的透视俯视图;
图41以透视俯视图部分示意性地示出根据本发明的实施方式中的一个的根据本发明的气门操纵装置,用于对于每个气缸排列具有两个位于上部的凸轮轴的发动机;
图42部分示意性地示出第一实施方式,用于在针对每个气缸排列具有两个位于上部的凸轮轴的根据本发明的内燃发动机中布置进气门和排气门;
图43部分示意性地示出第二实施方式,用于在针对每个气缸排列具有两个位于上部的凸轮轴的根据本发明的内燃发动机中布置进气门和排气门;
图44示出根据本发明的用于控制气门的方法的框图;
图45示出根据本发明的用于操纵气门的方法的框图。
具体实施方式
下文中,特别结合针对同样用于内燃发动机的发动机制动运行的应用描述本发明,其中,所述至少一个第一气门5a、5b纯示例性地也被称为排气门E。然而,所描述的发动机制动运行仅是本发明的多种示例性应用情况中的一个,且本发明不限制于此。所述至少一个第一气门5a、5b也可以是发动机的另一个气门,特别也可以是至少一个排气门。特别地,本发明也完全一般性地适用于往复活塞式发动机。
图1示出在正常发动机运行中的,即,在燃烧器运行中的内燃发动机的气门升程曲线。在此,气门升程曲线E用于排气门,气门升程曲线I用于进气门,其中,气门升程H分别被绘制在曲轴角KW上。根据本发明,从在点火时的上部死点ZOT(0°KW)至发动机活塞的下部死点UT(180°KW)定义为内燃发动机的第一冲程。从下部死点UT(180°KW)至在负荷变换时的上部死点(360°KW)定义为内燃发动机的第二冲程。从在负荷变换时的上部死点(360°KW)至接下来的下部死点UT(540°KW)定义为内燃发动机的第三冲程。从该下部死点UT(540°KW)至再次在点火时的上部死点ZOT(在720°KW的情况下=0°KW)定义为内燃发动机的第四冲程。
图2示出在两阶段-减压-发动机制动运行中相对于发动机运行推移的排气门E的气门升程曲线。该两阶段-减压-发动机制动运行的特征在于,排气门E在第四冲程中在达到ZOT不久前或在第二冲程中在达到OT不久前被打开,其中,在该运行模式中当然不进行点火。通过在该时间点打开排气门,被压缩在发动机气缸中的气体可突然通过排气门通过内燃发动机的排气装置泄出。通过泄出被压缩的气体,对于往复活塞式发动机的系统在其处完成的工作也消失。
在第三冲程中,也如在正常发动机运行中,气体通过进气门I被吸入。额外地,在第一冲程期间,气体通过排气门E被吸入发动机气缸中。该气体分别在第二冲程和第四冲程期间被压缩。
由此优选地,在根据本发明的两阶段-减压-发动机制动运行中,针对发动机的每两个工作循环,分别在第四冲程结束时和在第二冲程结束时将通过压缩气体完成的制动能量从往复活塞式发动机通过排气门导出。此外,往复活塞式发动机必须完成进一步的工作,从而在第一和第三冲程中的每次减压之后再次为发动机气缸填充气体。由此,通过改变排气门E的气门升程曲线,可以不在发动机气缸上设置其他用于发动机制动运行的气门的情况下,在运行循环的两个阶段期间,即,在曲轴两转期间,内燃发动机分别抵抗机械阻力,即,从外部强加给往复活塞式发动机的扭矩。
通过两次打开排气门E,可特别好地通过排气装置完成减压。其与内燃发动机的进气管段相反、也被设计成处理来自气缸的高压,特别是当额外设置后滑发动机制动时。尽管仅改变排气门E的气门升程曲线,也可在最佳时间点进行两次减压。
意外地示出,两阶段-减压-发动机制动运行在下述情况下是特别有效率的,即,当在发动机制动运行中在第一阶段中,在大致660°KW至720°KW的情况下,优选在大致680°KW至700°KW的情况下,且特别优选在大致690°KW的情况下,和/或以在发动机运行中的气门升程的大致50%至100%的、优选在大致60%至90%的、特别优选在大致70%至80%的且最优选大致75%的气门升程,且在第二阶段中,在大致300°KW至360°KW的情况下,优选在大致320°KW至340°KW的情况下,且特别优选在大致330°KW的情况下,和/或以发动机运行中的气门升程的大致5%至25%的、优选大致10%至20%、且特别优选大致15%的气门升程完成操纵所述至少一个第一气门5a、5b,特别是排气门。在第一阶段中,优选在大致180°KW至240°KW的情况下,优选在大致200°KW至220°KW的情况下,且特别优选在大致210°KW的情况下,且在第二阶段中,在大致390°KW至450°KW的情况下,优选在大致410°KW至430°KW的情况下,且特别优选在大致420°KW的情况下完成关闭所述至少一个第一气门5a、5b。
通过在该曲轴角度区域中操纵第一气门,分别在下述时间点完成对发动机气缸中的气体的减压,即,就在发动机活塞达到其点火的上部死点(ZOT,在0°KW的情况下)或达到负荷变换的上部死点(OT,在360°KW的情况下)不久前。由此,特别有效率地消除在被压缩的或挤压的气体处完成的工作,使得实现了非常好的发动机制动功率。
在此给出P/V-曲线图,如在图4中所示的。该图示出气缸压力的气缸压力变化,即,借助于在第二冲程结束时在打开排气门时通过减压在快速下降的第二冲程D1期间的压力增大,且借助于在第四冲程结束时通过压力连续下降的第四冲程期间的压力的快速二次上升D2。在此,在曲线下的面积对应于完成的制动工作。在此优选地,通过根据本发明的方法,可实现内燃发动机的两次制动工作。这是比现有技术中的减压发动机制动系统的情况基本更高的值,特别高40%至90%,优选60%至80%,在此需要时可针对每个工作循环完成一次性的制动工作。
图3示出在两阶段-减压-发动机制动运行期间气缸的进气门I和排气门E的平方厘米单位的有效流过截面的曲线图。而对于进气门I仅分别示出针对打开两个进气门l1和l2或第二气门的气门升程曲线,对于排气门E既示出打开两个排气门E1和E2的有效流过截面,其在该实施例中是第一气门(虚线),也示出在仅打开一个排气门E1时的有效流过截面。在图3的曲线图中可看到,在打开两个排气门E1和E2时的有效流过截面是仅打开一个排气门E1时的有效流过截面的两倍。
图5示出进气门I的气门升程曲线朝向可通过根据本发明的气门操纵装置实现的米勒循环运行M的推移。
图6示出在使用可通过根据本发明的气门操纵装置实现的排气门的情况下的在内部废气再循环运行中的进气门I的和排气门E的气门升程曲线。在此,排气门E在内燃发动机的第三冲程期间,即,进气冲程期间被打开,使得来自内燃发动机的排气装置的废气也与待燃烧的新鲜气体一起流入发动机气缸中(曲线AGR-E)。
图7示出在使用可通过根据本发明的气门操纵装置实现的进气门I的情况下的针对内部废气再循环运行的气门升程曲线。在此,进气门在内燃发动机的第二冲程中的排出阶段期间与排气门一起打开,使得废气不仅被排出进入内燃发动机的排气装置也进入进气管段。该废气在内燃发动机的第三冲程中,即,在吸气冲程中再次与待燃烧的新鲜气体一起被吸入发动机气缸中(曲线AGR-I)。
图8示出在本发明的第一实施方式中的根据本发明的气门操纵装置1。优选地,该气门操纵装置具有第一摇臂部件2、第二摇臂部件3或第三摇臂部件32和第四摇臂部件33。优选地,第一摇臂部件2和第三摇臂部件32以下述方式位于凸轮轴4的凸轮18、19、20、21、22上,即,其优选分别被第一预紧件42和第二预紧件50挤压抵靠凸轮18、19、20、21、22的轮廓。在此,预紧件42、50优选被构建成回位弹簧。通过各凸轮轮廓分接的气门控制运动,特别是第一气门控制运动,优选通过第一摇臂部件2的或第三摇臂部件32的围绕气门摇臂轴线40的转动运动传递到第二摇臂部件3或第四摇臂部件33上。
在此,第二摇臂部件3和第四摇臂部件33被构建成一体的。然而优选地,第二摇臂部件和第四摇臂部件可分别通过摇臂部件形成。一体的摇臂部件3、33将第一或第二气门控制运动通过第一止挡26和/或第二止挡27的围绕气门摇臂轴线40的另一转动运动传递到气门桥24上,该气门桥将第一或第二气门控制运动传递到优选一个第一气门5a或两个第一气门5a、5b上。在此优选地,第一预紧件42和/或第二预紧件50通过固定装置51被固定在内燃发动机的气缸盖上。
图9示出具有根据在8中所示的第一实施方式的气门操纵装置1的内燃发动机的气缸盖41的区域中的横截面。优选地,通过在第一摇臂部件2上的辊子52实现第一气门控制运动在凸轮18上的、特别制动凸轮上的分接。然而确切地说,可通过凸轮18上的第二摇臂部件的滑动实现分接。优选地,在第一摇臂部件2与第二摇臂部件3之间布置第一切换件6,其第一活塞8形成在第一摇臂部件2与第二摇臂部件3之间的形锁合的连接。此外优选地,第二摇臂部件3具有第二切换件7,其优选具有第二活塞10。优选地,通过控制流体既可以激活第一活塞8又可以激活第二活塞10,控制流体分别被置于第一气缸9和第二气缸11中。
第一气门控制运动优选通过第二活塞10的第一止挡26或通过第二摇臂部件3的第二止挡27从第二摇臂部件3形锁合地被传递到气门桥24上。最终,第一气门控制运动优选从气门桥24被传递到气门5a和5b上,其被容纳在气门桥24的凹槽中。该传递也优选形锁合地发生。在此优选地,第一止挡26和第二止挡27分别具有一个第二联杆28a、28b,从而使得止挡26、27可匹配气门桥24的倾斜位置。此外,气门桥优选分别具有至一个第一气门5a的和至另一个第一气门5b的第一联杆25a、25b,通过其可相对于第一气门补偿气门桥24的倾斜位置。
整体而言,第一气门控制运动优选从凸轮18的轮廓通过辊子52、第一切换件6、第二摇臂部件3和第二切换件7以及第一止挡26,或通过第二止挡27形锁合地传递到气门桥24上,且然后进一步传递到第一气门5a和5b上。优选地,可通过激活或去活第一切换件6控制第一摇臂部件2的第一气门控制运动是否以及多大程度地传递到第二摇臂部件3上。此外优选地,可通过激活或去活第二切换件7控制是否仅第一止挡26,首先第一止挡26然后第二止挡27,或第一止挡26和第二止挡27同时作用在气门桥24上。
图10示出根据图8中的第一实施方式的气门操纵装置1的分解图。除了已经参考图8和9描述的部件,通过分解图可看到第一切换件6的和第三切换件29的单个部件。在此,仅涉及第一切换件6的部件,因为第三切换件29优选在结构上与其相同。
优选地,第一切换件6具有第一活塞8,该第一活塞被布置在第一气缸9中,其通过第二摇臂部件3形成。此外优选地,第一切换件6具有第一止回阀组件12,其再次优选地由下述部件组成:第一保持件53,特别是液体可通过的具有比第一活塞更小的直径的气缸;第一闭合力件54,特别是弹簧;以及第一闭合件55,特别是球体。此外优选地,第一切换件6具有:第一辅助活塞14,其中属于其的第一辅助气缸13优选也通过第二摇臂部件3形成;以及开启力件,特别也是弹簧。
图11示出图8中的在剖面III-III上的根据第一实施方式的气门操纵装置1的横截面。在该视图中,也包括通过第一切换件6的横截面。优选地,第一气缸9和第一辅助气缸13同轴线地被布置,使得其他部件,第一活塞8、第一辅助活塞14和第一保持件53也同轴线地被布置。优选地,第一闭合力件54的闭合力作用到该第一闭合件上。若如在此情况下控制流体通过止回阀组件12流入第一气缸9,则控制流体的压力也作用到第一闭合件55上,当通过第一摇臂部件2操纵第一活塞8时通过第一活塞产生该压力。第一开启力件56的力作用到第一辅助活塞14上,第一开启力件将第一辅助活塞且由此将操纵件15在第一闭合件55的方向上移动。在此情况下,通过第一输入管路45a形成第一辅助气缸13中的控制流体压力,其作用使得第一辅助活塞14抵抗开启力件56的开启力保留在被推回的位置上。
图12和13示出沿着图8中的气门操纵装置1的剖面II-II和l-l的其他横截面。可明显地看到,具有第三止回阀组件49的第三切换件29与第一切换件6结构相同,其中,第三切换件29优选通过第三输入管路45c被供给控制流体。此外可设想,第一切换件6的第一气缸9与第二切换件7的第二气缸11优选通过第一连接管路17,优选流体连通地连接。通过流体连通的连接,第一活塞8和第二活塞10优选被连接成主-从-活塞布置。通过第一气缸9的轴线Ax1距气门摇臂轴线40的中心的距离d1和第二气缸11的轴线Ax2距气门摇臂轴线40的中心的距离d2,以及通过第一活塞8的作用面积和第二活塞10的作用面积由此可控制,是否首先第一活塞8或第二活塞10从被去活的位置被推入被激活的位置,和/或第一活塞8和第二活塞10在其各气缸中处于哪个位置。优选地,该相对位置由第二活塞10确定:若其完全被推出,则第一活塞8还没达到其最大位置,因为通过第二活塞10产生的扭矩优选大于通过第一活塞8产生的扭矩。
此外如在图12和13中所示的,第一切换件6的、第二切换件7的和/或第三切换件29的工作方向具有至少一个垂直于气门摇臂轴线40的分量,特别是基本正切于围绕气门摇臂轴线40的圆。优选地,所有三个切换件6、7、29的工作方向正切于围绕气门摇臂轴线40的圆。特别优选地,第一切换件6的、第二切换件7的和/或第三切换件29的工作方向具有至少一个平行于第一摇臂部件2的和第二摇臂部件3的运动方向的分量。在此有利地,第一切换件6的工作方向和第二切换件7的工作方向,和/或第一切换件6的轴线Ax1和第二切换件7的轴线Ax2相互成大致80°至100°的、优选大致85°至95°的且最优选大致90°的第二角度β。
总结而言,可参考图12和13确定,根据第一切换件6的和第三切换件29的切换状态,第一气门控制运动可通过第一摇臂部件2和第二摇臂部件3传递到第一气门上,或第二气门控制运动可通过第三摇臂部件32和第四摇臂部件33传递到第一气门5a、5b上。由此优选可一般性地改变气门升程、气门开启时间点、气门关闭时间点和/或气门升程曲线。优选地,第二摇臂部件3和第四摇臂部件33被构建成一体的。由此实现特别高的系统集成度。第一切换件6、第二切换件7和/或第三切换件也可不被构建成液压切换件,而且也通过每个适合作为切换件的其他装置实现。特别地,电气/电子执行机构可被用作为切换件。
根据本发明的第一实施方式的气门操纵装置具有下述特别的优点,即,通过第一切换件6和第二切换件7的共同作用,以及通过第一止挡26在第一气门5a之上的和第二止挡27的布置,在所述第一气门5a与所述另一个第一气门5b之间的中间存在下述可能性,即,在操纵第二摇臂部件3时,通过第一摇臂部件2,同时打开两个第一气门5a、5b,或首先打开所述第一气门5a然后打开所述另一个第一气门5b。同样也适用于关闭过程。
借助图14至16说明用于气门控制的相应方法,图14至16示出所有三个沿着图8中的剖面II-II通过根据第一实施方式的气门操纵装置1的横截面。
在图14所示的第一工作步骤中,第一切换件6的第一气缸9和第二切换件7的第二气缸11被施加控制脉冲,其特别通过第一输入管路45a和/或第二输入管路45b借助于控制流体被传递。如已经参考图12所基本说明的那样,由于第一活塞8的作用面积A1与第二活塞10的作用面积A2的比和第一气缸9的轴线距气门摇臂轴线的距离d1与第二气缸11距气门摇臂轴线40的距离d2的比(A2*d2>A1*d2),首先仅第二活塞从第二气缸11被压出到其结束位置,相反地,第一活塞8还保留在其起始位置,或仅从第一气缸9外伸进入中间控制位置。优选地,当第一摇臂部件2的第一气门控制运动未分接在凸轮18上时实施该过程。通过导入控制脉冲,第二摇臂部件3利用第一止挡26挤压到气门桥24上,其中,第一止挡26优选外部中间地作用在气门桥24上,且特别优选地,作用在第一气门5a之上的区域中。
通过第一止挡26施加到第一气门5a上的压力,在第一摇臂部件2与第二摇臂部件3之间相对于气门摇臂轴线40存在角度ɑ1。同时,第二止挡27从气门桥24升起,使得在止挡27与气门桥24之间形成间隙S。
在图15所示的第二工作步骤中,凸轮18优选通过第一摇臂部件2和第一活塞8将力或扭矩是施加到第二摇臂部件3上。由此,第二摇臂部件3围绕气门摇臂轴线40在第一气门5a、5b的方向上转动。直至第二止挡27封闭间隙S,且作用在气门桥24上,所述第一气门5a通过第二摇臂部件3的运动已经被操纵,由此其从气门座提升,并且部分地释放气门孔58a。在图30中示出针对所述第一气门5a(虚线)的和所述另一个第一气门5b的相应的气门升程曲线。继续示出的气门升程曲线是至少一个第二气门的气门升程曲线。
通过打开第一气门5a,在发动机制动运行中,气缸中的大部分的压缩气体可漏出。因为气体起初,即,在特别高的压力的情况下,仅少量地且逐渐地可通过轻微打开的第一气门5a漏出,因此比当两个气门同时打开且压缩气体的整体过压突然消失时产生基本更小的噪声。该布置的另一个优点在于,在制动运行中打开时尽管存在高压,气门操纵装置1上的机械负荷,特别是作用到摇臂部件2、3、32、33、34、35、37、38上的负荷,通过仅打开一个第一气门5a而保持为较小。通过第二摇臂部件3的转动运动,气门桥24的第一止挡26作用在其上的端部具有速度v1,其在图15中通过向量表示。因为气门桥24的另一端部静止,气门桥在第二止挡27在其中作用的中间区域中具有大致减小一半的速度v2。在间隙S被封闭且止挡27以速度v3碰撞在气门桥24上时,该碰撞的强度通过下述方式减小,即,气门桥在所述位置上已经以速度v2在下述方向上运动,即,气门桥在该方向上应通过止挡27而被偏移。优选地,第一活塞8现在已经达到其最大外伸的切换位置,由此优选地形成在第一摇臂2与第二摇臂部件3之间的相对于气门摇臂轴线40的角度a2,其优选大致等于根据图14的角度a1,然而优选地略小于a1
图16示出在实施用于操纵气门的方法的第三工作步骤之后的根据第一实施方式的气门操纵装置1的位置。现在,第二摇臂部件2通过凸轮18大体上围绕气门摇臂轴线40转动,且由此第二摇臂部件3也转动,使得优选仅第二止挡27操纵气门桥24。第一止挡26自身在第二活塞10的最大外伸的控制位置的情况下优选不再接触气门桥24,或至少无作用力作用到其上。现在优选地,两个第一气门5a、5b的偏移单独通过操纵第二止挡27而受影响。此外优选地,这两个气门5a、5b在该状态下通过第二止挡27在气门桥24上的优选中间的布置相同程度地打开。该位置既适合在发动机制动运行期间在第一冲程中的吸气阶段期间使用第一气门5a、5b作为排气门E,也适合在发动机运行中在第二冲程中排出燃烧后的(废)气体,或也适合用于在发动机运行中正常操纵进气门I。通过在最大压力从发动机气缸中漏出之后打开两个第一气门5a、5b,可在之后的吸气冲程中实现对发动机气缸的最佳充填。
下文中,借助图17a和17b说明在发动机运行中的第一切换件6(图17b)的和第三切换件29(图17a)的功能。
图17a示出第三切换件29。优选地,通过输入管路45c通过控制流体给第三切换件液压地提供控制脉冲,这通过在第三输入管路45c中的箭头表示。通过该控制脉冲,在第三辅助气缸59的空腔中产生下述压力,即,其抵抗第三开启力件61的阻力,特别抵抗弹簧,使第三辅助活塞60运动离开第三止回阀组件。同时,第三气缸31通过流体连通的连接以下述方式被充填,即,第三止回阀组件49通过控制流体的控制脉冲被打开。若在第三气缸31中的压力达到控制流体的压力,则止回阀组件49通过第三闭合力件62的、特别是弹簧的作用力而关闭。若第三活塞30通过第三摇臂部件32被施加第二气门控制运动的作用力或扭矩,则第三活塞30基本留在其通过控制脉冲占据的最外部的控制位置上,且作用力或扭矩被传递到第四摇臂部件33上。
相反地,在发动机运行中,控制流体从第一切换件6通过第一输入管路45a被排出。由于第一辅助气缸13中的小的压力,第一辅助活塞14通过第一开启力件56、特别是弹簧施加到其上的作用力,在第一止回阀组件12的方向上移动,由此操纵件15通过第一开启力件56的作用力抵抗第一闭合力件54的作用力打开第一闭合件55,特别是打开阀球。由此,在第一气缸9与第一辅助气缸13之间的流体连通的连接打开,使得控制流体也从第一气缸9流出。现在若作用力或扭矩从第一摇臂部件2被施加到第一活塞8上,则第一活塞8移动进入第一气缸9,且第一摇臂部件2的第一气门控制运动的作用力或扭矩不传导到第二摇臂部件3上,因此是“无效的”运动或所谓的“空转”。
图18a和18b示出在发动机制动运行期间第一切换件6(图18b)的和第三切换件29(图18a)的功能。在此,该功能分别与针对图17a和17b的实施方式相同,其中现在图18b针对根据图17a的实施方式,图18a现在针对根据图17b的实施方式。最终,在该更换的切换位置的情况下,没有第二气门操纵运动的作用力或扭矩再从第三摇臂部件32传递到摇臂部件33,因为第三活塞30可被移动到第三气缸31中。另一方面,现在第一气门操纵运动的作用力或扭矩从第一摇臂部件2通过第一活塞8被传递到第二摇臂部件3,因为第一活塞8在第一气缸9中被固定在外伸的控制位置上。
图19示出根据本发明的气门操纵装置1的第二实施方式。该实施方式与第一实施方式的不同基本在于,其额外地具有第一闭锁件16。该第一闭锁件16用于在输入管路45a、45b、45c、45d、45e中的压力下降时确保气缸不离开限定的控制位置。这特别在下述情况下是有利的,即,当内燃发动机应更长时间处于正常发动机运行时,且由此应确保持久地将用于正常运行的气门控制运动传递到排气门E或进气门I上,例如在紧急运行情况下针对切换件的控制压力下降时。此外,这在下述情况下可以是有利的,即,当在启动内燃发动机时在至控制件的输入管路45a、45b、45c、45d、45e中还未形成液压的控制压力,使得切换件6、7、29、36、39不能被控制时。至少不设置额外的控制流体泵,例如电气泵,其根据内燃发动机的功能在输入管路45a、45b、45c、45d、45e中形成控制压力,则在没有第一闭锁件16的情况下不能启动内燃发动机。
如在图20中所示的,第一闭锁件16具有闭锁活塞63,该闭锁活塞例如可将第三切换件29的第三活塞30锁止在外伸的切换位置上。在此,只要活塞30占据相应的控制位置,闭锁件63锁住在控制位置上。为了锁止第三活塞30且由此在发动机制动运行中防止第二气门控制运动传递到第四摇臂部件33上,可设置防止闭锁气缸64与第一辅助气缸13流体连通地连接,使得总当在第一辅助气缸中存在控制压力或控制脉冲时,该第一闭锁件16在打开的位置上,因为第一闭锁件通过在第一辅助气缸13中存在的相同的压力被向上挤压。通过该方式在下述情况下确保,总是仅第一气门控制运动被传递,而不是第二气门控制运动被传递,即,当第三活塞30移动到外伸位置上时,在该位置上其在正常情况下通过第一闭锁件16或第一闭锁活塞63被锁止。
图21示出根据本发明的气门操纵装置1的第三实施方式。该实施方式额外具有第五摇臂部件34和第六摇臂部件35以及第四切换件36。通过该额外的部件,第三气门控制运动可被传递到至少一个第二气门(未示出)上,在此描述的实施例中传递到进气门上,其中,第三气门控制运动例如实施通过进气凸轮21的轮廓预定的运动。在此,相对于第一实施方式,额外部件的共同作用与在第一实施方式中的相应的部件基本相同。当然,第三实施方式可与第二实施方式组合。例如在进气门上设置切换件36使得也可在其上补偿动态气门间隙,实施气缸关断,或改变进气门I的吸气时间点或气门升程曲线,例如用于实现米勒循环运行或阿特金森循环运行(Atkinson-Zyklus-Betrieb)。
图22和23示出根据本发明的气门操纵装置1的第四实施方式。相对于第三实施方式,第四实施方式额外具有第七摇臂部件37和第八摇臂部件38以及第五切换件39。该额外部件使得第四气门操纵运动例如可从米勒凸轮22传递到至少一个第二气门(未示出)上,特被传递到进气门I上。相对于第一和第二实施方式额外的部件的共同作用在此与在这些实施方式中的相应的部件基本相同。当然,第三实施方式可与第二实施方式组合。通过设置传递第四气门控制运动,例如也可既在发动机运行中也在通过第四气门控制运动限定的另一运行中控制进气门。如在图22中所示的,优选地,第六摇臂部件35和第八摇臂部件38被构建成一体的,由此在此也实现高的系统集成度。
优选地,第四切换件和/或第五切换件也分别具有活塞和气缸,用于液压控制。如关于第一和第三切换件描述的,也可通过其他方式实现该切换件,优选作为电气/电子切换件。
关于整体结构的其他细节,第五摇臂部件34、第六摇臂部件35、第四切换件36、第七摇臂部件37、第八摇臂部件38和第五切换件39参考与图8至20的第一实施方式和第二实施方式相关的实施方式。特别地,该整体也可具有第二闭锁件。
通过气门操纵装置的所有所述的实施方式,然而特别通过第三或第四实施方式,可实现可变的气门控制或可变的气门机构。在该情况下,实现选择性地将控制脉冲在第一发动机运行的运行模式中仅传送到第一切换件6和/或第二切换件7和第四切换件36或第五切换件39,且在第二发动机运行的运行模式中仅传送到第三切换件29和第四切换件36或第五切换件39。在此,两个发动机运行既可针对至少一个第一气门,特别是排气门E;也可针对至少一个第二气门,特别是进气门I设置基本不同的气门升程曲线。此外,通过在凸轮轴上添加其他摇臂部件和凸轮可设置发动机运行的其他运行模式。
图24和图25示出根据本发明的气门操纵装置1的第五实施方式。其与第一、第三和第四实施方式的不同在于,额外设置限制件43,该限制件优选可安装在第四摇臂部件33上用于限制第三活塞30的控制位置。相对于第一实施方式额外部件的共同作用在此基本与在第一、第三和第四实施方式中的相应部件相同。
当然,第五实施方式可与第一、第三和第四实施方式和/或与第二实施方式组合。第三活塞30在此优选具有至少一个限制槽65,该限制槽与限制件43共同作用。限制槽65至少在第三活塞30的部分圆周上延伸。如在图25中所示的,限制件43优选被旋拧到第四摇臂部件33围绕第三活塞30的正面上。相应地,限制件43也可被布置在根据图22的第四实施方式的第八摇臂部件38上,其中,限制第五切换件39的运动。针对不同的待实现的运行类型,例如废气再循环运行,优选存在第六切换件,其对应于图26中的第二切换件7。
下文中,借助图26和图27描述限制件43的功能。在该情况下,第二切换件7可独立于第一切换件6通过第二输入管路45b被施加控制脉冲。若第三切换件29被激活且第二切换件7被去活,则在一体的第二/第四摇臂部件3、33与第三摇臂部件32之间形成间隙,因为第三切换件29或第三活塞30不可再外伸使得其可接触第三摇臂部件32。由于该间隙,仅凸轮20的大的提升66从第一摇臂部件2传递到一体的第二/第四摇臂部件3、33上。相反地,小的提升67不被传递且由此导致第三摇臂部件32的无效的运动。
相反地,在图27中既激活第二切换件7又激活第三切换件29。由于激活切换件7,止挡27从气门桥24升高,使得在第二止挡27与气门桥24之间形成间隙S。现在,第三活塞30持久地接触第三摇臂部件32,使得凸轮20的每次提升66、67导致打开至少一个气门。在小提升67的情况下仅打开第一气门5a,因为间隙S通过由该提升产生的气门控制运动未被完全封闭。在大的提升66的情况下,打开这两个第一气门5a和5b,其中在此,对应于在图16中所示的功能,优选地,第一止挡26通过操纵气门桥24的第二止挡27从气门桥24提升。如在图26和27中所示的,配置特别适用于实现内部废气再循环运行,如也在图6和图7中所示的。而大的提升66限定“正常的”气门升程,用于内燃发动机在发动机运行中运行,凸轮20的、特别是AGR-凸轮的小的提升67限定在另一气门的,即,排气门E的或进气门I的各打开阶段期间的气门升程曲线。由此,在第三冲程期间除了燃烧混合物之外来自内燃发动机的排气装置的废气被吸入,或在第二冲程期间废气被吹出进入发动机的进气管段,使得其再次在第三冲程期间吸入各发动机气缸。
若根据第五实施方式的气门操纵装置例如用于废气再循环运行,则下述情况是有利的,即,当第二切换件7或相应的第六切换件可独立于第一切换件6被操纵时。为了确保第二切换件7或第六切换件也在高负荷是不离开其控制位置,在该实施方式中优选存在第二止回阀组件68,其在其功能方面与根据图17a、17b、18a和18b所描述的第一止回阀组件12基本相同。
如根据图28和29所示的,该第二止回阀组件68优选在第四摇臂部件33中或在第八摇臂部件38中基本平行于第二切换件7或第六切换件被布置。在此,通过高压管道70实现在第二活塞10与高压腔69之间的流体连通连接。
下文中,借助图32、图34和图36示出切换阀47与具有不同数量的功能的内燃发动机的六个发动机气缸44a、44b、44c、44d、44e、44f的各气门操纵装置1的不同互连。
在此,图31、图33和图35示出气门摇臂轴线40的各相关设计方案,具有不同输入管路,其对于内燃机的运行模式的各功能是必要的。特别地,4/2路-螺线管-阀可用作为切换阀。2/2路-螺线管-阀也可用于切换阀47e和47g。
互连不限制于具有六个气缸的内燃发动机,而也可在四个、八个、十二个、或其他偶数或奇数数量的发动机气缸的情况下使用。在此,根据图32的互连包括的功能有内燃发动机的正常运行、发动机制动运行和气缸去活。在此,根据图34的互连包括的功能有内燃发动机的正常运行、发动机制动运行、气缸去活和米勒循环运行。在此,根据图36的互连包括的功能有正常运行、发动机制动运行、可变的气缸去活、米勒循环运行和内部废气再循环运行。
为了说明在使用根据所述实施方式的气门操纵装置的情况下的系统集成度,在图37至40中示出,气门操纵装置1仅一次地安装在具有六个发动机气缸的内燃发动机的发动机气缸盖41区域中。在此,图37示出具有第一实施方式的气门操纵装置1的布置,图38示出具有第二实施方式的气门操纵装置1的布置,图39示出具有第三实施方式的气门操纵装置1的布置,且图40示出具有第四实施方式的气门操纵装置1的布置。
在这些附图中,呈现出根据本发明的气门操纵装置1的高系统集成度,其自身通过第一至第五实施方式的提高的系统复杂度不要求更多的部件和结构空间。
既可在往复活塞机,特别是内燃发动机或具有凸轮轴4、特别具有一个位于上部的凸轮轴(OHC)的发动机中,也可在具有两个凸轮轴的、特别具有两个位于上部的凸轮轴4、71(DOHC)的发动机中使用根据本发明的气门操纵装置。
前文中所述的实施方式必须相应地匹配这样的具有两个凸轮轴4、71的改变的几何结构。
在此,图41纯示例地示出根据本发明的气门操纵装置1,在其中,两个止挡26、27基本并排平行于第一凸轮轴4的和/或第二凸轮轴71的轴线被布置。
图42示例性地示出排气门E或进气门I在根据本发明的内燃发动机上的布置的这样的几何结构。
图43示出根据本发明的内燃发动机的另一实施方式的排气门E及进气门I的另一几何结构。在此,借助于根据本发明的气门操纵装置1操纵的各气门成对地轻微错位布置。在此,相对于图42中的实施方式的优点为,在第一凸轮轴4或第二凸轮轴71的轴线的方向上要求较小的结构空间。
参考标记列表
气门操纵装置 1
第一摇臂部件 2
第二摇臂部件 3
第一凸轮轴 4
第一气门 5、5a、5b
第一切换件 6
第二切换件 7
第一活塞 8
第一气缸 9
第二活塞 10
第二气缸 11
第一止回阀组件 12
第一辅助气缸 13
第一辅助活塞 14
操纵件 15
第一闭锁件 16
第一连接管路 17
制动凸轮 18
排气凸轮 19
排气-AGR-凸轮 20
进气凸轮 21
米勒凸轮 22
进气-AGR-凸轮 23
气门桥 24
第一联杆 25a、25b
第一止挡 26
第二止挡 27
第二联杆 28a,28b
第三切换件 29
第三活塞 30
第三气缸 31
第三摇臂部件 32
第四摇臂部件 33
第五摇臂部件 34
第六摇臂部件 35
第四切换件 36
第七摇臂部件 37
第八摇臂部件 38
第五切换件 39
气门摇臂轴线 40
气缸盖 41
第一预紧件 42
限制件 43
发动机气缸 44a、44b、44c、44d、44e、44f
输入管路 45a、45b、45c、45d、45e
润滑剂管路 46
切换阀 47、47a、47b、47c、47d、47e、47f、47g
第二气门 48、48a、48b
第三止回阀组件 49
第二预紧件 50
固定装置 51
辊子 52
第一保持件 53
第一闭合力件 54
第一闭合件 55
第一开启力件 56
第二连接管路 57
气门孔 58a
第三辅助气缸 59
第三辅助活塞 60
第三开启力件 61
第三闭合力件 62
第一闭锁活塞 63
闭锁气缸 64
限制槽 65
大的升高 66
小的升高 67
第二止回阀组件 68
高压腔 69
高压管道 70
第二凸轮轴 71
用于气门控制的方法 100
分接第一运动 101
提供控制脉冲 102
选择性地传送控制脉冲 130
传递第一运动 104
关闭第一止回阀组件 105
传送控制脉冲 106
打开第一气门中的一个 107
打开两个第一气门 108
同时操纵 109
推开第二翻转杆部分 110
分接第二运动 111
选择性传送控制脉冲 112
传递第二运动 113
选择性传送控制脉冲 115
分接第一运动 116
选择性传送控制脉冲 117
传递运动 118
用于操纵气门的方法 200
第一次打开 201、201a、201b
第二次打开 202、202a、202b
第一次关闭 203、203a、203b
第二次关闭 204、204a、204b
第三次打开 205
气门升程 H
第一角度 α
第二角度 β
用于控制管路的接头 A、B
压力接头 P
回流接头 T
进气门打开曲线 I、I1、I2
排气门打开曲线 E、E1、E2
减压阶段 D1、D2
米勒循环-进气门打开曲线 M
AGR-排气门打开曲线 AGR-E
第一气缸的轴线 Ax1
第二气缸的轴线 Ax2
第一距离 d1
第二距离 d2
间隙 S

Claims (108)

1.一种用于操纵往复活塞式发动机的至少一个第一气门的气门操纵装置(1),其中,气门操纵装置可用于发动机制动,具有:
第一摇臂部件(2),
第二摇臂部件(3),
用于改变所述至少一个第一气门(5;5a,5b)的气门升程(H)的第一切换件(6),其中,第一摇臂部件(2)和第二摇臂部件(3)可摆动地被支承且以下述方式被布置,即,至少一个第一气门控制运动可从第一凸轮轴(4)通过第一摇臂部件(2)和第二摇臂部件(3)传递到所述至少一个第一气门(5),
其中,所述气门操纵装置(1)具有第二切换件(7),其中,第一切换件(6)和/或第二切换件(7)被布置在第二摇臂部件(3)上,
所述气门操纵装置此外具有气门桥(24),所述气门桥被布置在至少两个第一气门(5a、5b)之间且作用连接第二摇臂部件(3)与第一气门(5a、5b),
其中,第二摇臂部件(3)具有第一止挡(26)和第二止挡(27),用于操纵所述至少一个第一气门(5;5a、5b),其中,第二止挡(27)可通过第二切换件(7)操纵。
2.根据权利要求1所述的气门操纵装置(1),其中,第一切换件(6)被布置在第一摇臂部件(2)与第二摇臂部件(3)之间。
3.根据权利要求2所述的气门操纵装置(1),其中,在第一摇臂部件(2)与第二摇臂部件(3)之间关于气门摇臂轴线(40)的第一角度(a)通过第一切换件(6)可离散地或连续地调整。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),其中,第一切换件(6)具有第一活塞(8)和第一气缸(9),和/或第二切换件(7)具有第二活塞(10)和第二气缸(11),用于液压控制。
5.根据权利要求4所述的气门操纵装置(1),其中,第一气缸(9)具有第一止回阀组件(12),该第一止回阀组件被加载第一闭合力。
6.根据权利要求4所述的气门操纵装置(1),其中,第一气缸(9)配设有带有第一辅助活塞(14)的第一辅助气缸(13),其被加载第一开启力且具有操纵件(15),其中,第一止回阀组件(12)可借助于第一辅助活塞(14)和操纵件(15)转换到开启位置。
7.根据权利要求6所述的气门操纵装置(1),其中,第一气缸(9)与第一辅助气缸(13)流体连通地连接。
8.根据权利要求6所述的气门操纵装置(1),其中,第一气缸(9)和第一辅助气缸(13)轴线相同地被布置。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),其中,所述气门操纵装置具有第一闭锁件(16),其中,第一切换件(6)可通过第一闭锁件(16)固定在限定位置上。
10.根据权利要求9所述的气门操纵装置(1),其中,第一闭锁件(16)垂直于第一气缸(9)的轴线被布置。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),其中,第一切换件(6)和第二切换件(7)流体连通地、通过第一连接管路(17)连接。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),其中,第一凸轮轴(4)在第一气门控制运动的分接区域中通过第一摇臂部件(2)以下述方式被构建,即,第一气门(5)的气门升程曲线对应于在制动运行中作为制动凸轮(18)的、在发动机运行中、作为排气凸轮(19)的,或在废气再循环运行中作为排气-AGR-凸轮(20)的排气门(E)的气门升程曲线,或对应于在发动机运行中作为进气凸轮(21)的、在米勒循环运行中作为米勒凸轮(22)的、或在废气再循环运行中作为进气-AGR-凸轮(23)的进气门(I)的气门升程曲线。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),其中,第一气门(5a、5b)通过第一联杆(25a、25b)与气门桥(24)作用连接。
14.根据权利要求4所述的气门操纵装置(1),其中,第二切换件(7)的第二活塞(10)的作用面积大于第一切换件(6)的第一活塞(8)的作用面积。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),其中,第二止挡(27)基本居中地被布置在气门桥上,和/或第一止挡(26)被布置在所述至少一个第一气门(5;5a、5b)中的一个之上。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),其中,第一止挡(26)作用在气门桥(24)上,且第二止挡(27)直接作用在至少一个第一气门(5;5a、5b)上。
17.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),其中,两个止挡作用在气门桥(24)上。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),其中,第一止挡(26)和/或第二止挡(27)分别具有第二联杆(28a、28b)。
19.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),所述气门操纵装置具有第三切换件(29),该第三切换件被布置在第二摇臂部件(3)上。
20.根据权利要求19所述的气门操纵装置(1),其中,第二切换件(7)的和/或第三切换件(29)的工作方向具有至少一个垂直于气门摇臂轴线(40)的分量。
21.根据权利要求19所述的气门操纵装置(1),其中,第一切换件(6)的和/或第二切换件(7)的和/或第三切换件(29)的工作方向具有至少一个平行于第一摇臂部件(2)的和第二摇臂部件(3)的运动方向的分量。
22.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),其中,第一切换件(6)的工作方向和第二切换件(7)的工作方向,和/或第一切换件(6)的轴线(Ax1)和第二切换件(7)的轴线(Ax2)相互成80°至100°的第二角度(β)。
23.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),所述气门操纵装置此外具有:
第三摇臂部件(32),
第四摇臂部件(33),以及
第三切换件(29),用于改变所述至少一个第一气门(5;5a、5b)的气门升程(H),
其中,第三摇臂部件(32)和第四摇臂部件(33)可摆动地被支承且以下述方式被布置,即,至少一个第二气门控制运动可从第一凸轮轴(4)或第二凸轮轴(71)通过第一摇臂部件(2)和第二摇臂部件(3)和/或通过第三摇臂部件(32)和第四摇臂部件(33)传递到至少一个第一气门(5;5a、5b)。
24.根据权利要求23所述的气门操纵装置(1),其中,第三切换件(29)具有第三活塞(30)和第三气缸(31),用于液压控制。
25.根据权利要求23所述的气门操纵装置(1),其中,第三切换件(29)被布置在第三摇臂部件(32)与第四摇臂部件(33)之间。
26.根据权利要求23所述的气门操纵装置(1),其中,第二摇臂部件(3)和第四摇臂部件(33)被构建成一体的。
27.根据权利要求23所述的气门操纵装置(1),其中,第一凸轮轴(4)或第二凸轮轴在第二气门控制运动的分接区域中通过第三摇臂部件(32)以下述方式被构建,即,所述至少一个第一气门(5;5a、5b)的气门升程曲线对应于在发动机运行中作为排气凸轮(19)的排气门(E)的气门升程曲线。
28.根据权利要求23所述的气门操纵装置(1),所述气门操纵装置此外具有:
第五摇臂部件(34),
第六摇臂部件(35),以及
第四切换件(36),用于改变至少一个第二气门的气门升程(H),
其中,第五摇臂部件(34)和第六摇臂部件(35)可摆动地被支承且通过下述方式被布置,即,至少一个第三气门控制运动可从第一凸轮轴或第二凸轮轴(71)通过第五摇臂部件(34)和第六摇臂部件(35)传递到所述至少一个第二气门。
29.根据权利要求28所述的气门操纵装置(1),其中,第四切换件(36)被布置在第五摇臂部件(34)与第六摇臂部件(35)之间。
30.根据权利要求28所述的气门操纵装置(1),其中,第一凸轮轴(4)或第二凸轮轴(71)在气门控制运动的分接区域中通过第五摇臂部件(34)以下述方式被构建,即,第二气门的开启时间点对应于在发动机运行中作为进气凸轮(21)的进气门(I)的开启时间点。
31.根据权利要求28所述的气门操纵装置(1),所述气门操纵装置此外具有:
第七摇臂部件(37),
第八摇臂部件(38),以及
第五切换件(39),用于改变所述至少一个第二气门的气门升程(H),其中,第七摇臂部件(37)和第八摇臂部件(38)可摆动地被支承且以下述方式被布置,即,至少一个第四气门控制运动可从第一凸轮轴或第二凸轮轴通过第七摇臂部件(37)和第八摇臂部件(38)传递到至少一个第二气门。
32.根据权利要求31所述的气门操纵装置,其中,第五切换件(39)被布置在第七摇臂部件(37)与第八摇臂部件(38)之间。
33.根据权利要求31所述的气门操纵装置(1),其中,第一凸轮轴(4)或第二凸轮轴(7)在气门控制运动的分接区域中通过第七摇臂部件(37)以下述方式被构建,即,第二气门的开启时间点对应于在米勒循环中作为米勒凸轮(22)的进气门(I)的开启时间点。
34.根据权利要求31所述的气门操纵装置(1),其中,第一切换件(6)、第三切换件(29)、第四切换件(36)和/或第五切换件(39)以下述方式被构建和/或被布置,即,可分别实现第二摇臂部件(3)的、第四摇臂部件(33)的、第六摇臂部件(35)的和/或第八摇臂部件(38)的不同的偏转幅度。
35.根据权利要求31所述的气门操纵装置(1),其中,第一摇臂部件(2)、第三摇臂部件(32)、第五摇臂部件(34)和/或第七摇臂部件(37)分别可与第一凸轮轴(4)或第二凸轮轴(71)形锁合地连接,用于传递气门操纵运动。
36.根据权利要求31所述的气门操纵装置(1),其中,第二摇臂部件(3)、第四摇臂部件(33)、第六摇臂部件(35)和/或第八摇臂部件(38)可分别与至少一个第一气门或第二气门形锁合地连接,用于传递气门操纵运动。
37.根据权利要求31所述的气门操纵装置(1),其中,第三摇臂部件(32)、第五摇臂部件(34)和/或第七摇臂部件(37)相对于气缸盖(41)分别通过预紧件(42)预受力而抵靠第一凸轮轴(4)和/或第二凸轮轴(71)。
38.根据权利要求31所述的气门操纵装置(1),其中,第一摇臂部件(2)可与第二摇臂部件(3)通过第一切换件(6)形锁合地连接,第三摇臂部件(32)可与第四摇臂部件(33)通过第三切换件(29)形锁合地连接,第五摇臂部件(34)可与第六摇臂部件(35)通过第四切换件形锁合地连接,和/或第七摇臂部件(37)可与第八摇臂部件(38)通过第五切换件(39)形锁合地连接。
39.根据权利要求31所述的气门操纵装置(1),其中,第一摇臂部件(2)、第二摇臂部件(3)、第三摇臂部件(32)、第四摇臂部件(33)、第五摇臂部件(34)、第六摇臂部件(35)、第七摇臂部件(37)和/或第八摇臂部件(38)中的至少两个可围绕共同的气门摇臂轴线(40)旋转。
40.根据权利要求28所述的气门操纵装置(1),其中,第三切换件(29)和/或第四切换件(36)具有限制件(43),该限制件限制最大切换位置。
41.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),其中,控制脉冲通过控制流体,通过切换阀(47a、47b、47c、47d、47e、47f、47g),切换阀具有用于控制管路的第一接头A和第二接头B、用于供给控制流体的压力接头(P)、以及用于卸压的回流接头(T),其中,两个接头A和B分别可与压力接头(P)和回流接头(T)在两个切换位置上连接。
42.根据权利要求5所述的气门操纵装置(1),其中,第一气缸(9)配设有带有第一辅助活塞(14)的第一辅助气缸(13),其被加载第一开启力且具有操纵件(15),其中,第一止回阀组件(12)可借助于第一辅助活塞(14)和操纵件(15)转换到开启位置。
43.根据权利要求7所述的气门操纵装置(1),其中,第一气缸(9)和第一辅助气缸(13)轴线相同地被布置。
44.根据权利要求15所述的气门操纵装置(1),其中,第一止挡(26)作用在气门桥(24)上,且第二止挡(27)直接作用在至少一个第一气门(5;5a、5b)上。
45.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),其中,第一切换件(6)的工作方向和第二切换件(7)的工作方向,和/或第一切换件(6)的轴线(Ax1)和第二切换件(7)的轴线(Ax2)相互成85°至95°的第二角度(β)。
46.根据权利要求1至3中任一项所述的气门操纵装置(1),其中,第一切换件(6)的工作方向和第二切换件(7)的工作方向,和/或第一切换件(6)的轴线(Ax1)和第二切换件(7)的轴线(Ax2)相互成90°的第二角度(β)。
47.根据权利要求24所述的气门操纵装置(1),其中,第三切换件(29)被布置在第三摇臂部件(32)与第四摇臂部件(33)之间。
48.根据权利要求29所述的气门操纵装置(1),其中,第一凸轮轴(4)或第二凸轮轴(71)在气门控制运动的分接区域中通过第五摇臂部件(34)以下述方式被构建,即,第二气门的开启时间点对应于在发动机运行中作为进气凸轮(21)的进气门(I)的开启时间点。
49.根据权利要求32所述的气门操纵装置(1),其中,第一凸轮轴(4)或第二凸轮轴(7)在气门控制运动的分接区域中通过第七摇臂部件(37)以下述方式被构建,即,第二气门的开启时间点对应于在米勒循环中作为米勒凸轮(22)的进气门(I)的开启时间点。
50.根据权利要求31所述的气门操纵装置(1),其中,第一切换件(6)、第三切换件(29)、第四切换件(36)和/或第五切换件(39)以下述方式被构建和/或被布置,即,可分别实现第二摇臂部件(3)的、第四摇臂部件(33)的、第六摇臂部件(35)的和/或第八摇臂部件(38)的不同的气门升程(H)。
51.根据权利要求31所述的气门操纵装置(1),其中,第一摇臂部件(2)、第三摇臂部件(32)、第五摇臂部件(34)和/或第七摇臂部件(37)分别可各凸轮形锁合地连接,用于传递气门操纵运动。
52.根据权利要求31所述的气门操纵装置(1),其中,第三摇臂部件(32)、第五摇臂部件(34)和/或第七摇臂部件(37)相对于气缸盖(41)分别回位弹簧预受力而抵靠第一凸轮轴(4)和/或第二凸轮轴(71)。
53.根据权利要求41所述的气门操纵装置(1),其中,所述控制流体是润滑剂,切换阀(47a、47b、47c、47d、47e、47f、47g)是4/2路-螺线管-阀。
54.一种用于操纵往复活塞式发动机的两个第一气门(5a、5b)中的至少一个的气门操纵装置(1),其中,气门操纵装置可应用于发动机制动,所述气门操纵装置具有:
可摆动的第一摇臂部件(2),
可摆动的第二摇臂部件(3),
被布置在所述至少两个第一气门(5a、5b)之间的气门桥(24),以及
第二切换件(7),用于改变所述两个第一气门(5a、5b)中的至少一个的气门升程(H),其工作方向基本平行于气门升程(H)的运动方向,
其中,第二摇臂部件(3)和气门桥以下述方式被布置,即,至少一个第一气门控制运动可从第一凸轮轴(4)传递到所述两个第一气门(5a、5b)中的至少一个,
其中,第二摇臂部件(3)具有第一止挡(26)和第二止挡(27),且第一止挡(26)在所述至少两个第一气门(5a、5b)中的一个上作用在气门桥(24)上,且第二止挡(27)基本居中地作用在气门桥(24)上且可通过第二切换件(7)操纵。
55.根据权利要求54所述的气门操纵装置(1),其中,所述两个第一气门(5a、5b)通过第一联杆(25a、25b)与气门桥(24)作用连接。
56.根据权利要求54或55所述的气门操纵装置,其中,第一止挡(26)和/或第二止挡(27)分别具有第二联杆(28a、28b)。
57.根据权利要求54或55所述的气门操纵装置,其中,第一摇臂部件(2)和第二摇臂部件(3)被构建成一体的。
58.一种内燃发动机,其中,该内燃发动机针对每个发动机气缸(44a、44b、44c、44d、44e、44f)具有第一凸轮轴(4)或第一凸轮轴(4)和第二凸轮轴(71)以及至少一个根据权利要求1至53中任一项所述的气门操纵装置(1)。
59.根据权利要求58所述的内燃发动机,其中,用于将控制脉冲传递到第一切换件(6)、第二切换件(7)、第三切换件(29)、第四切换件(36)和/或第五切换件(39)的至少一个输入管路(45a、45b、45c、45d、45e)和/或润滑剂管路(46)延伸通过气门摇臂轴线(40)。
60.根据权利要求59所述的内燃发动机,其中,用于控制所述至少一个第一切换件(6)的控制流体是润滑剂,且其中,内燃发动机在所述至少一个输入管路(45a、45b、45c、45d、45e)上具有额外的油泵和/或止回阀。
61.根据权利要求58或59所述的内燃发动机,其中,所述内燃机具有:至少六个发动机气缸,其每个具有第一切换件(6)、第二切换件(7)、第三切换件(29)和第四切换件(36);以及至少六个切换阀,其中,对于第六切换阀(47f),接头A与第五发动机气缸(44e)的和/或第六发动机气缸(44f)的相应第一切换件(6)连接,接头B与第五发动机气缸(44e)的和/或第六发动机气缸(44f)的第三切换件(29)连接,且压力接头(P)与第五切换阀(47e)的接头B连接,
其中,对于第五切换阀(47e),接头A或B与第四发动机气缸(44d)的、第五发动机气缸(44e)的和/或第六发动机气缸(44f)的相应第四切换件(36)连接,
其中,对于第四切换阀(47d),接头A与第四发动机气缸(44d)的第一切换件(6)连接,接头B与第四发动机气缸(44d)的第三切换件(29)连接,且压力接头(P)与第五切换阀(47e)的接头B连接,
其中,对于第三切换阀(47c),接头A与第三发动机气缸(44c)的第一切换件(6)连接,且接头B与第三发动机气缸(44c)的第三切换件(29)连接,
其中,对于第二切换阀(47b),接头A与第二发动机气缸(44b)的第一切换件(6)连接,且接头B与第二发动机气缸(44b)的第三切换件(29)连接,以及
其中,对于第一切换阀(47a),接头A与第一发动机气缸(44a)的第一切换件(6)连接,接头B与第一发动机气缸(44a)的第三切换件(29)连接,且压力接头(P)分别与第一发动机气缸(44a)的、第二发动机气缸(44b)的和/或第三发动机气缸(44c)的第四切换件(47d)连接。
62.根据权利要求58或59所述的内燃发动机,其中,所述内燃机具有:至少六个发动机气缸,其每个具有第一切换件(6)、第二切换件(7)、第三切换件(29)、第四切换件(36)和第五切换件(39);以及至少六个切换阀,其中,对于第六切换阀(47f),接头A与第四发动机气缸(44d)的、第五发动机气缸(44e)的和/或第六发动机气缸(44f)的相应第五切换件(39)连接,接头B与第四发动机气缸(44d)的、第五发动机气缸(44e)的和/或第六发动机气缸(44f)的第四切换件(36)连接,且压力接头(P)与第五切换阀(47e)的接头A或B连接,
其中,对于第四切换阀(44d),接头A与第四发动机气缸(44d)的、第五发动机气缸(44e)的和/或第六发动机气缸(44f)的相应第一切换件(6)连接,接头B与第四发动机气缸(44d)的、第五发动机气缸(44e)的和/或第六发动机气缸(44f)的第三切换件(29)连接,且压力接头(P)与第五切换阀(47e)的接头A或B连接,
其中,对于第三切换阀(47c),接头A与第三发动机气缸(44c)的第一切换件(6)连接,且接头B与第三发动机气缸(44c)的第三切换件(29)连接,
其中,对于第二切换阀(47b),接头A与第一发动机气缸(44a)的、第二发动机气缸(44b)的和/或第三发动机气缸(44c)的相应第五切换件(39)连接,接头B与第一发动机气缸(44a)的、第二发动机气缸(44b)的和/或第三发动机气缸(44c)的第四切换件(36)连接,以及
其中,对于第一切换阀,接头A与第一发动机气缸(44a)的和/或第二发动机气缸(44b)的相应第一切换件(6)连接,且接头B与第一发动机气缸(44a)的和/或第二发动机气缸(44b)的第三切换件(29)连接。
63.根据权利要求58或59所述的内燃发动机,其中,所述内燃机具有:至少六个发动机气缸,其每个具有第一切换件(6)、第二切换件(7)、第三切换件(29)、第四切换件(36)和第五切换件(39);以及至少六个切换阀,其中,对于第六切换阀(47f),接头A与第四发动机气缸(44d)的、第五发动机气缸(44e)的和/或第六发动机气缸(44f)的相应第五切换件(39)连接,接头B与第四发动机气缸(44d)的、第五发动机气缸(44e)的和/或第六发动机气缸(44f)的第四切换件(36)连接,且压力接头(P)与第五切换阀(47e)的接头B连接,
其中,对于第四切换阀(36),接头A与第四发动机气缸(44d)的、第五发动机气缸(44e)的和/或第六发动机气缸(44f)的相应第一切换件(6)连接,接头B与第四发动机气缸(44d)的、第五发动机气缸(44e)的和/或第六发动机气缸(44f)的第三切换件(29)连接,且压力接头(P)与第五切换阀(47e)的接头A或B连接,
其中,对于第三切换阀(47c),接头A与第一发动机气缸(44a)的、第二发动机气缸(44b)的、第三发动机气缸(44c)的、第四发动机气缸(44d)的、第五发动机气缸(44e)的和/或第六发动机气缸(44f)的相应第二切换件(7)连接,
其中,对于第二切换阀(47b),接头A与第一发动机气缸(44a)的、第二发动机气缸(44b)的和/或第三发动机气缸(44c)的相应第五切换件(39)连接,且接头B与第一发动机气缸(44a)的、第二发动机气缸(44b)的和/或第三发动机气缸(44c)的第四切换件(36)连接,
其中,对于第一切换阀(47a),接头A与第一发动机气缸(44a)的、第二发动机气缸(44b)的和/或第三发动机气缸(44c)的相应第一切换件(6)连接,且接头B与第一发动机气缸(44a)的、第二发动机气缸(44b)的和/或第三发动机气缸(44c)的第三切换件(29)连接。
64.根据权利要求63所述的内燃发动机,其中,气门操纵装置此外具有第七切换阀(47g),且其中,对于第二切换阀(47b),压力接头(P)额外与第七切换阀(47g)的接头A或B连接,和/或对于第一切换阀(47a),压力接头(P)额外与第七切换阀(47g)的接头A或B连接。
65.根据权利要求58或59所述的内燃发动机,其中,第一至第四切换阀和/或第六切换阀(47f)是4/2路-螺线管-阀,且第五切换阀(47e)和/或第七切换阀(47g)是2/2路-螺线管-阀、3/2路-螺线管-阀和/或4/2路-螺线管-阀。
66.一种用于气门控制的方法(100),即,在不同的运行模式期间,用于在应用下述运动的情况下选择性地产生气门操纵,即,所述运动可通过气门操纵装置(1)从至少一个凸轮轴(4)传递到至少一个气门,其中,气门操纵装置具有第一摇臂部件(2)、第二摇臂部件(3)和第一切换件(6),该方法具有下述步骤:
-通过第一摇臂部件(2)在凸轮轴(4)上分接第一运动(101);
-提供控制脉冲(102);
-选择性地将控制脉冲传送至第一切换件(6),从而控制气门升程(H)(103),其中,第一切换件(6)的位置取决于控制脉冲的强度和/或长度;
-根据第一切换件(6)的位置通过第二摇臂部件(3)将第一运动传递到至少一个第一气门(5;5a、5b)(104),
其中,气门操纵装置(1)具有至少两个第一气门(5a、5b),且该方法在第一运行模式中具有下述的其他步骤:
-打开所述第一气门(5a)中的一个(107);且然后
-打开两个第一气门(5a、5b)(108),
其中,气门操纵装置(1)此外具有气门桥(24),该气门桥将至少两个第一气门(5a、5b)相互连接,该气门桥被布置在至少两个第一气门(5a、5b)之间且作用连接第二摇臂部件(3)与第一气门(5a、5b),
其中,第二摇臂部件(3)具有第一止挡(26)和第二止挡(27),用于操纵所述至少一个第一气门(5;5a、5b),其中,第二止挡(27)可通过第二切换件(7)操纵,此外具有下述步骤:
-借助于第二切换件(7)通过第一止挡(26)以下述方式将第二摇臂部件(3)推离气门桥(24)(110),即,第二止挡(27)与气门桥(24)间隔。
67.根据权利要求66所述的方法(100),此外具有下述步骤:
-关闭第一切换件(6)的第一止回阀组件(12)(105)。
68.根据权利要求66或67所述的方法(100),其中,气门操纵装置(1)具有第二切换件(7),且所述方法此外具有下述步骤:
-将控制脉冲传送至第二切换件(106),其中,第二切换件(7)的切换位置取决于控制脉冲的强度和/或长度。
69.根据权利要求66或67所述的方法(100),其中,控制脉冲在时间上在第一切换件(6)之前被传送至第二切换件(7)。
70.根据权利要求66或67所述的方法(100),其中,控制流体同时被传送给第二切换件(7)和第一切换件(6)。
71.根据权利要求66或67所述的方法(100),其中,气门操纵装置(1)具有至少两个第一气门(5a、5b),且该方法在第二运行模式中具有下述的其他步骤:
-同时操纵两个第一气门(5a、5b)(109)。
72.根据权利要求66或67所述的方法(100),其中,气门操纵装置(1)此外具有第三摇臂部件(32)、第四摇臂部件(33)和第三切换件(29),该方法具有下述步骤:
-通过第三摇臂部件(33)在凸轮轴(4)上分接第二运动(111);
-选择性地将控制脉冲传送至第三切换件(29),从而控制气门升程(H)(112),其中,第三切换件(29)的的位置取决于控制脉冲的强度和/或长度;以及
-根据第三切换件的位置通过第四摇臂部件将第二运动传递到第一气门(113)。
73.根据权利要求72所述的方法(100),其中,第四摇臂部件(33)的第二止挡(27)基本居中地被布置在气门桥(24)上。
74.根据权利要求72所述的方法(100),其中,气门操纵装置(1)此外具有第五摇臂部件(34)、第六摇臂部件(35)和第四切换件(36),该方法此外具有下述步骤:
-通过第五摇臂部件在凸轮轴(4)上分接第三运动(114);
-选择性地将控制脉冲传送至第四切换件(36),从而控制气门升程(115),其中,第四切换件(36)的的位置取决于控制脉冲的强度和/或长度;以及
-根据第四切换件(36)的位置通过第六摇臂部件(35)将运动传递到第二气门(5;5a、5b)。
75.根据权利要求74所述的方法(100),其中,控制脉冲在发动机制动运行的运行模式中仅被传送至第一切换件(6)、第二切换件(7)和/或第四切换件(36)。
76.根据权利要求74所述的方法(100),其中,控制脉冲在行驶运行或气缸关断的运行模式中仅被传送至第三切换件(29)和/或第四切换件(36)。
77.根据权利要求74所述的方法(100),其中,控制脉冲在废气再循环的运行模式中仅被传送至第二切换件(7)、第三切换件(29)和/或第四切换件(36)。
78.根据权利要求74所述的方法(100),其中,气门操纵装置(1)此外具有第七摇臂部件(37)、第八摇臂部件(38)和第五切换件(39),该方法此外具有下述步骤:
-通过第七摇臂部件(37)在凸轮轴(5;5a、5b)上分接第四运动(116);
-选择性地将控制脉冲传送至第五切换件(39),从而控制气门升程(H)(117),其中,第五切换件(39)的的位置取决于控制脉冲的强度和/或长度;以及
-根据第五切换件(39)的位置通过第八摇臂部件(38)将运动传递到第二气门(118)。
79.根据权利要求78所述的方法(100),其中,控制脉冲在米勒循环的运行模式中仅被传送至第三切换件(29)和/或第五切换件(39)。
80.根据权利要求66所述的方法(100),其中,所述不同的运行为发动机运行和发动机制动运行,其中,选择性地将控制脉冲传送至第一气缸(9),从而控制气门升程(H)(103),其中,第一切换件(6)是第一活塞,以及控制脉冲的强度和/或长度为传送控制流体的压力和持续时间。
81.根据权利要求68所述的方法(100),其中,将控制脉冲传送至第二气缸(11),第二切换件(7)是第二活塞,以及控制脉冲的强度和/或长度为传送控制流体的压力和持续时间。
82.根据权利要求66或67所述的方法(100),其中,第一运行模式是发动机制动运行。
83.根据权利要求71所述的方法(100),其中,第二运行模式是发动机运行。
84.根据权利要求72所述的方法(100),其中,选择性地将控制脉冲传送至第三气缸(31),从而控制气门升程(H)(112),其中,第三切换件(29)是第三活塞,以及控制脉冲的强度和/或长度是传送控制流体的压力和持续时间。
85.根据权利要求74所述的方法(100),其中,选择性地将控制脉冲传送至第四气缸,从而控制气门升程,其中,第四切换件(36)是第四活塞。
86.根据权利要求78所述的方法(100),其中,选择性地将控制脉冲传送至第五气缸(31),从而控制气门升程(H),其中,第五切换件(39)是第五活塞。
87.一种用权利要求1至57之任一项所述的气门操纵装置操纵气门的方法(200),在减压制动运行中具有下述步骤:
-在第一阶段中,在660°KW至30°KW的情况下和/或具有最大气门升程(H)的50%至100%的气门升程(H),第一次打开往复活塞式发动机的至少一个第一气门(5;5a、5b)(201);以及
-在第二阶段中,在300°KW至360°KW的情况下和/或具有最大气门升程(H)的5%至25%的气门升程(H),第二次打开往复活塞式发动机的所述至少一个第一气门(5;5a、5b)(202),
其中,往复活塞式发动机具有至少两个第一气门(5a、5b),且其中,第一次打开的步骤(201)具有下述子步骤:
-打开所述第一气门(5a)中的一个(201a);以及然后
-打开另一个第一气门(5b)(201b)。
88.根据权利要求87所述的方法(200),其中,所述方法是通过往复活塞式发动机减压制动的方法。
89.根据权利要求87或88所述的方法(200),其中,所述往复活塞式发动机是内燃发动机。
90.根据权利要求87或88所述的方法(200),此外具有下述步骤:
-在第一阶段中,在150°KW至240°KW的情况下,第一次关闭往复活塞式发动机的第一气门(5;5a、5b)(203);以及
-在第二阶段中,在390°KW至450°KW的情况下,第二次关闭往复活塞式发动机的第一气门(5;5a、5b)(204)。
91.根据权利要求87或88所述的方法(200),其中,往复活塞式发动机具有至少两个第一气门(5a、5b),且其中,两个第一气门同时被操纵。
92.根据权利要求87或88所述的方法(200),其中,在660°KW至720°KW的情况下,打开一个第一气门(5a),和/或在690°KW至30°KW的情况下打开另一个第一气门(5b)。
93.根据权利要求87或88所述的方法(200),其中,在第二次打开的步骤(202)中,仅打开所述一个第一气门(5a)。
94.根据权利要求90所述的方法(200),其中,第一次关闭的步骤(203)具有下述子步骤:
-关闭另一个第一气门(5b)(203a);以及然后
-关闭所述一个第一气门(5a)(203b)。
95.根据权利要求94所述的方法(200),其中,在180°KW至240°KW的情况下,关闭所述一个第一气门(5a),和/或在150°KW至210°KW的情况下关闭所述另一个第一气门(5b)。
96.根据权利要求87或88所述的方法(200),在发动机运行中此外具有下述步骤:
-在120°KW至180°KW的情况下,第三次打开往复活塞式发动机的至少一个第一气门(5;5a、5b)(204)。
97.根据权利要求96所述的方法(200),其中,往复活塞式发动机具有至少两个第一气门(5a、5b),且其中,两个第一气门同时被操纵。
98.根据权利要求87或88所述的方法(200),其中,
-在第一阶段中,在660°KW至30°KW的情况下,和/或具有最大气门升程(H)的60%至90%的气门升程(H),第一次打开往复活塞式发动机的至少一个第一气门(5;5a、5b)(201);以及
-在第二阶段中,在320°KW至340°KW的情况下,和/或具有最大气门升程(H)的10%至20%气门升程(H),第二次打开往复活塞式发动机的所述至少一个第一气门(5;5a、5b)(202)。
99.根据权利要求87或88所述的方法(200),其中,
-在第一阶段中,在680°KW至10°KW的情况下,和/或具有最大气门升程(H)的70%至80%的气门升程(H),第一次打开往复活塞式发动机的至少一个第一气门(5;5a、5b)(201);以及
-在第二阶段中,在320°KW至340°KW的的情况下,和/或具有最大气门升程(H)的15%的气门升程(H),第二次打开往复活塞式发动机的所述至少一个第一气门(5;5a、5b)(202)。
100.根据权利要求87或88所述的方法(200),其中,
-在第一阶段中,在690°KW至0°KW的情况下,和/或具有最大气门升程(H)的75%的气门升程(H),第一次打开往复活塞式发动机的至少一个第一气门(5;5a、5b)(201);以及
-在第二阶段中,在330°KW的情况下,和/或具有最大气门升程(H)的15%的气门升程(H),第二次打开往复活塞式发动机的所述至少一个第一气门(5;5a、5b)(202)。
101.根据权利要求87或88所述的方法(200),此外具有下述步骤:
-在第一阶段中,在170°KW至220°KW的情况下,第一次关闭往复活塞式发动机的第一气门(5;5a、5b)(203);以及
-在第二阶段中,在410°KW至430°KW的情况下,第二次关闭往复活塞式发动机的第一气门(5;5a、5b)(204)。
102.根据权利要求87或88所述的方法(200),此外具有下述步骤:
-在第一阶段中,在180°KW至210°KW的情况下,第一次关闭往复活塞式发动机的第一气门(5;5a、5b)(203);以及
-在第二阶段中,在420°KW的情况下,第二次关闭往复活塞式发动机的第一气门(5;5a、5b)(204)。
103.根据权利要求92所述的方法(200),其中,在680°KW至700°KW的情况下打开一个第一气门(5a),和/或在710°KW至10°KW的情况下打开另一个第一气门(5b)。
104.根据权利要求92所述的方法(200),其中,在690°KW的情况下打开一个第一气门(5a),和/或在0°KW的情况下打开另一个第一气门(5b)。
105.根据权利要求95所述的方法(200),其中,在200°KW至220°KW的情况下关闭所述一个第一气门(5a),和/或在170°KW至190°KW的情况下关闭所述另一个第一气门(5b)。
106.根据权利要求95所述的方法(200),其中,在210°KW的情况下关闭所述一个第一气门(5a),和/或在180°KW的情况下关闭所述另一个第一气门(5b)。
107.根据权利要求96所述的方法(200),在发动机运行中此外具有下述步骤:
-在140°KW至160°KW的情况下,第三次打开往复活塞式发动机的至少一个第一气门(5;5a、5b)(204)。
108.根据权利要求96所述的方法(200),在发动机运行中此外具有下述步骤:
-在150°KW的情况下,第三次打开往复活塞式发动机的至少一个第一气门(5;5a、5b)(204)。
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