CN111201373B - 用于机动车的内燃机以及运行这种内燃机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的内燃机，其具有至少一个能被供应空气和燃料以运行内燃机的燃烧室和至少一个配属于燃烧室的换气门，换气门可在第一关闭位置(S1)与至少一个打开位置(O)之间运动，其中，在内燃机的至少一个工作状态中，换气门在其从打开位置(O)朝向第一关闭位置(S1)的路程中可运动到位于打开位置(O)与第一关闭位置(S1)之间的中间位置(Z)，并且至少在跟随在进气门打开位置(O)之后的燃烧室压缩冲程(V)的一部分(T)期间内将被保持在中间位置(Z)。

Description

用于机动车的内燃机以及运行这种内燃机的方法
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的内燃机以及一种运行这种内燃机的方法。
背景技术
例如从DE 10 2011 078 913 A1中已经作为已知方案得知这种机动车用内燃机以及运行这种内燃机的方法。内燃机具有至少一个填充有空气和燃料以运行内燃机的燃烧室。内燃机还包括至少一个配属于燃烧室的换气门，换气门尤其可以在打开位置和第一关闭位置之间平移运动。在该方法范围内，换气门从其打开位置向其关闭位置运动。
发明内容
本发明的任务是改进前言所述类型的内燃机和方法以使得可以实现很有利的运行。
该任务通过一种具有如下所述的特征的内燃机以及通过一种具有如下所述的特征的方法来完成。下文还说明了具有合适的本发明改进方案的有利设计。
为了改进前述类型的内燃机以使得可以实现很有利的内燃机运行和进而机动车总体运行，本发明规定，在内燃机的至少一个工作状态中，换气门在其从打开位置朝向第一关闭位置的路程中运动或可运动到位于或设于打开位置与第一关闭位置之间的中间位置，并且至少在跟随在换气门打开位置后的燃烧室压缩冲程的一部分期间被保持或可被保持在中间位置，并且换气门在中间位置后可运动到第二关闭位置。“压缩冲程跟随在换气门打开位置之后”这一特征尤其是指压缩冲程(在此期间换气门至少暂时被保持在中间位置)直接跟随或紧接在打开位置后，换气门从该打开位置朝向第一关闭位置运动且进入中间位置并且被保持在中间位置。这意味着在压缩冲程和打开位置(压缩冲程直接跟随或紧随其后)之间，不存在其它的或另外的压缩冲程或其它的或另外的燃烧室冲程。
该换气门在至少一个工作状态中根据第一气门升程曲线运动或运行，第一气门升程曲线描绘换气门从打开位置朝向第一关闭位置且进入中间位置的运动以及换气门在中间位置的保持过程，尤其依据时间和/或依据例如呈曲轴状的内燃机输出轴的转动位置，内燃机例如通过输出轴能够提供用于驱动机动车的转矩。这些转动位置通常尤其是在输出轴作为曲轴构成时也被称为曲轴角度。由于换气门在至少一个工作状态中从打开位置朝向第一关闭位置运动且由此进入中间位置并被保持在中间位置，其中，该换气门例如从该输出轴的多个转动位置中的第一转动位置起并在输出轴的跟随在第一转动位置之后的多个转动位置期间被保持在该中间位置，因此输出轴从第一转动位置起继续转动，但换气门被保持在中间位置，故换气门的第一气门升程曲线具有凸台/平稳段(Plateau)，该凸台例如从第一转动位置起经由多个转动位置例如延伸直至其中的第二转动位置，从第二转动位置起例如该换气门尤其朝向第二关闭位置离开该中间位置。例如，第二转动位置是多个转动位置之一，其中，优选在第一转动位置和第二转动位置之间存在输出轴的多个转动位置。
已经发现，通过在内燃机或输出轴的低转速、尤其在例如不到500或600转/分钟的转速下的所述至少一个工作状态，可以保证在例如呈气缸状的燃烧室内的充分减压。这尤其是指，被送入燃烧室的空气的过度压缩或不希望的压缩可得以避免。但在较高转速下、尤其在超过500或600转/分钟的转速下可以保证至少空气、尤其容纳在燃烧室中的包含空气和尤其液态燃料的混合物的充分压缩，从而混合物例如可被点燃且进而燃烧。换言之，在本发明的内燃机中借助同一中间位置在低转速下避免在燃烧室中的过度压缩，并且在较高转速下表现出在燃烧室内的充分压缩，从而可以实现很有利的内燃机运行。
被证明特别有利的是，换气门被保持在中间位置且因此第一气门升程曲线具有凸台的所述部分包含超过一半的压缩冲程但不到整个压缩冲程。换言之，所述部分优选超过压缩冲程的50％且小于100％。由此一来，一方面可以在低转速下避免过度压缩，另一方面，在换气门处于同一中间位置时可以在较高转速下保证在燃烧室内的充分压缩。
另一个实施方式的特点是，换气门被设计成进气门，借此可以至少给燃烧室供应空气。通过这种方式，可以很有利地实现紧接在打开位置后的压缩冲程，从而在低转速下避免了过度压缩，且在与此相比足够高的转速下可以实现在燃烧室内的充分压缩。
在本发明的另一个实施方式中，换气门在打开位置具有第一行程并在中间位置具有比第一行程短的第二行程，第二行程在跟随在换气门打开位置之后的压缩冲程的所述部分期间内是恒定的。有利地，换气门行程在中间位置期间不变，因此可以呈现平坦的凸台，由此可以选择简单的凸轮形状。
在本发明的一个替代实施方式中，换气门在打开位置具有第一行程并在中间位置具有比第一行程短的第二行程，第二行程在压缩冲程的所述部分期间至少有时具有变化的行程。在此，该凸台可以具有平直部分和上升部分和/或下降部分。也可以想到该凸台总体上升或下降。也可以想到具有不同高度的多个连续凸台。最后可以想到让技术人员看上去有意义的在中间位置上的任何凸台形状。
在本发明的一个特别有利的实施方式中，换气门在打开位置具有第一行程并在中间位置具有比第一行程小的第二行程。还可以想到的是该换气门在第一和第二关闭位置中具有例如为0、尤其是0毫米的第三行程。换言之，例如该换气门在第一和第二关闭位置上被关闭，由此该换气门在关闭位置使所对应的例如作为进气道构成的并且尤其是可被空气流过的气道封闭，即流体闭锁。
为使换气门从第二关闭位置运动到打开位置或向打开位置运动，该换气门被打开。在其从第二关闭位置运动至打开位置时，换气门执行所述的第一行程。第一行程因此是换气门为了从关闭位置运动到打开位置而在离开第二关闭位置后将运动或所途经的换气门第一距离或第一路程。换言之，第一行程是处于打开位置的换气门相对于第二关闭位置所走过或途经的第一距离或第一路程。因此，第二行程是处于中间位置的换气门相对于关闭位置所走过或途经的第二距离或第二路程。因此，换气门在中间位置比在打开位置被进一步关闭，但比在关闭位置被进一步打开。如果例如换气门首先从关闭位置运动到打开位置，则换气门执行第一行程，并且换气门此时沿第一方向平移运动。如果换气门从打开位置朝向关闭位置运动且由此进入中间位置，则换气门此时沿与第一方向相反的第二方向平移运动且由此经过第四行程。第三行程此时是第一行程与第四行程之差。为使换气门例如从中间位置运动到关闭位置，换气门沿第二方向运动且执行第二行程，但是沿第二方向。
被证明尤其有利的是，第二行程在第一行程的5％至20％的闭区间(包含端点)范围内，尤其在8％至19％的闭区间范围内，优选在9％至18％的闭区间范围内。由此，可以在低转速下避免过度的压缩或压紧，从而可以实现在低转速时的很有利的减压。但在与之相比较高的转速下可以保证充分的压紧或压缩，从而例如内燃机可以特别有利地在其点火运行中运行或者可被置于点火运行中。所述凸台的不同实施方式在所述范围内变动。
在另一个实施方式中，换气门首先可以从打开位置运动到第一关闭位置，随后，换气门可以从第一关闭位置运动到中间位置。在这里，换气门在其又打开且到达其中间位置之前短时关闭。
另一个实施方式的特点是，换气门在中间位置具有如下行程，该行程在0.2毫米至2毫米的闭区间范围内，尤其在0.5毫米至1毫米的闭区间范围内。换言之，第二行程优选在0.2毫米至2毫米的闭区间范围内，尤其在0.5毫米至1毫米的闭区间范围内。
在本发明的另一个实施方式中，活塞在上止点与下止点之间可平移运动地容纳在该燃烧室内。换言之，内燃机优选包括配属于燃烧室的活塞，活塞可平移运动地容纳在优选呈气缸状的燃烧室中且同时可在上止点和下止点之间平移运动。在压缩冲程中，活塞从其下止点运动至其上止点。
在本发明范围内所称的压缩冲程是燃烧室的或内燃机的一个冲程，在此，该冲程名为“压缩冲程”，以例如描绘活塞从其下止点运动至其上止点的过程，或者压缩冲程例如在不同于所述至少一个工作状态的至少另一个工作状态中被采用，以压缩容纳在燃烧室内的空气或前述的容纳在燃烧室中的混合物，尤其是比在前述较高转速下的至少一个工作状态中更强烈地压缩。在所述的另一工作状态中，例如该换气门根据不同于第一气门升程曲线的第二气门升程曲线来运行或运动。例如第二气门升程曲线不具有所述凸台，或第二气门升程曲线例如不具有凸台。通过换气门根据第二气门升程曲线运动，例如在压缩冲程中或在压缩冲程期间造成了比在尤其在所述较高转速下的所述至少一个工作状态中更强烈的空气压缩或混合物压缩。尤其例如规定，换气门根据第二气门升程曲线比根据第一气门升程曲线更早地到达关闭位置或更早地运动到关闭位置。又换言之，例如在所述另一工作状态中规定，换气门比在所述至少一个工作状态中更早地到达尤其直接跟随或紧接在打开位置之后的关闭位置。
另外，该内燃机优选被设计成四冲程发动机，其工作循环包括尤其正好四个冲程。所述压缩冲程是所述四个冲程中的一个冲程。在此，该工作循环例如包括输出轴的恰好两整转，因此包括例如720度曲轴角度。在工作循环范围内，例如其中的第一冲程是也称为进气行程的进气冲程，此时或在其范围内，活塞从上止点运动到下止点，同时例如至少将所述空气吸入燃烧室。尤其直接跟随或紧接在进气冲程后的第二冲程是所述压缩冲程，此时或在此范围内所述活塞从其下止点运动到上止点。在所述另一工作状态以及在较高转速下的所述至少一个工作状态中，此时进行通过活塞实现的空气压缩或混合物压缩，但在这里，在较低转速下的至少一个工作状态中可以避免过度的压缩或压紧。例如紧接或直接跟随在第二冲程之后的第三冲程是例如做功冲程，此时例如尤其被压缩的混合物被点燃和燃烧。由此，活塞被驱动并由此运动至下止点，从而活塞在第三冲程中从上止点运动到下止点。另外，混合物燃烧导致废气。跟随在第三冲程之后的第四冲程是排气冲程，在此范围内或此时活塞从下止点运动到上止点并由此将原先容纳在燃烧室中的废气排出燃烧室。
在此，为了实现很有利的运行而被证明有利的是，在活塞在压缩冲程中到达上止点之前换气门朝向关闭位置离开其中间位置。由此一来，尤其在较高转速下可以保证在燃烧室内的充分压缩，从而例如混合物于是可以被充分压缩且因此被点燃和燃烧。
为了在较高转速下的至少一个工作状态中能保证燃烧室内的足够压缩，在本发明的另一个实施方式中规定，在活塞在压缩冲程中到达上止点之前，该换气门到达其关闭位置。
为了改进用于运行前述类型的内燃机的方法以使得可以实现很有利的内燃机运行，本发明规定，在内燃机的至少一个工作状态中，换气门在其从打开位置朝向第一关闭位置的路程中运动至位于打开位置与第一关闭位置之间的中间位置，并且至少在尤其是直接跟随或紧随换气门打开位置之后的燃烧室压缩冲程的一部分期间被保持在中间位置。本发明方法的优点和有利设计被视为本发明内燃机的优点和有利设计，反之亦然。
被证明尤其有利的是，内燃机在所述至少一个工作状态中被起动。换言之，优选规定，在出现所述至少一个工作状态时、就是说当内燃机处于所述至少一个工作状态时，该内燃机被起动。通过这种方式例如可行的是，在内燃机起动过程中首先驱动或使输出轴加速，由此，输出轴例如尤其从其静止状态开始达到非零的且比零高的转速。尤其是该内燃机如此被起动，做法是实现可预定的且也被称为目标转速的输出轴转速，尤其是借助起动机或借助起动发电机。但在输出轴达到期望的目标转速之前，内燃机具有或曾处于比目标转速低许多的转速,因为该输出轴例如从其静止状态起且因此从零转速起达到或加速至目标转速。在此例如规定，输出轴至少一直借助起动机或借助不同于内燃机的驱动装置比如电动机被驱动，直到输出轴借助在燃烧室内进行的燃烧过程被驱动。在燃烧过程范围内，混合物在燃烧室中以前述方式被压缩和点燃或燃烧。
通过调节出所述至少一个工作状态，现在可以在前述较低转速下避免抵制输出轴驱动的在燃烧室内的过度压缩，从而该输出轴可以被很快速地加速或升至目标转速。但在前述较高转速下可以保证在燃烧室内的充分压缩，从而尤其是可以特别提前地在燃烧室内进行燃烧过程，由此驱动输出轴。由此，内燃机可以很高效且很快速地、即在很短时间内被起动，就是说，从其未点火运行转入其点火运行。在未点火运行中在燃烧室内不发生燃烧过程，但在点火运行期间燃烧过程在燃烧室内进行并且驱动输出轴。内燃机起动和进而输出轴驱动和因此输出轴的驱动或加速所需要的转矩也被称为起动力矩，其可以在本发明的内燃机中或借助本发明的方法保持很低。
根据本发明的内燃机和根据本发明的方法尤其有利地适合用在呈混合动力车形式的机动车中，因为借助本发明的内燃机或借助本发明的方法可以提供从纯电动行驶至依靠内燃机行驶的很有利的转变，在依靠内燃机行驶时，机动车例如只借助内燃机或至少在内燃机辅助下被驱动。
本发明尤其基于以下认识：在例如呈插电混合动力车形式的混动车辆中值得期待的是，尽量快速且平顺地进行从纯电动行驶至借助也称为燃烧发动机的内燃机来行驶。对此值得期待的是，内燃机在很短时间里以尽量低力矩消耗地起动且满足相应的载荷和转速要求。内燃机起动力矩应该尽量低，以便不仅例如使至少一个离合器、也使设计用于驱动混合动力车的电机仅承受低负荷。在电动行驶期间，机动车例如只借助电机被驱动。在此，当内燃机通过启动燃烧过程(即燃烧室内燃烧)自行支持起动和进而在起动过程中发生的提速时，将获得很有利的内燃机起动。在该提速过程中，例如输出轴如前所述地达到目标转速。
为了减小或保持低的内燃机起动力矩，例如可以至少保持小的燃烧室内的压缩损耗，或将其减至最低程度，做法是例如换气门尤其是进气门在压缩冲程中尤其保持完全打开，因此留在打开位置，由此防止燃烧室内的压缩。这也被称为减压。但通过阻止在燃烧室内的压缩，空气或混合物在燃烧室内未被压缩，从而无法实现混合物燃烧。结果，无法实现支持内燃机起动或开动的燃烧室内燃烧。
但是，在内燃机起动期间换气门根据第二气门升程曲线的运动或运行是不利的，因为这将导致过高的起动力矩和进而高的电机负荷和离合器负荷。前述的使输出轴加速或达到目标转速也被称为牵引起动。为了在牵引起动时至少能保持很低的压缩损耗，同时随着转速递增允许支持内燃机起动的燃烧室内一次燃烧或支持内燃机起动的燃烧室内多次燃烧，使用前述的第一气门升程曲线，其导致换气门的特殊气门升程。第一气门升程曲线是在避免燃烧室内的过度压缩与实现燃烧室内的充分压缩之间的折衷方法。气门升程例如具备传统的升程形式，其在下止点区域有小的剩余行程并具有紧随其后的引起中间位置或保持在中间位置中的恒定行程，恒定行程例如在0.2毫米至2毫米的闭区间范围内，尤其是在0.5毫米至1毫米的闭区间范围内。恒定行程优选一直进行至压缩冲程上止点附近。
在换气门处的低转速或流速情况下，第一气门升程曲线防止燃烧室内的过度压缩，由此，也可以在内燃机起动时将也称为牵引力矩的起动力矩保持得很低。但随着输出轴转速增加，在例如换气门的气门盘和对应气门座(换气门尤其是气门盘在关闭位置中落座于此)之间的狭窄间隙内的流速和进而流阻增大。由此，例如可以将经由处于中间位置的换气门流出燃烧室的质量流保持得很小，从而尽管事实上该换气门处于中间位置且因此被略微打开，但在燃烧室中出现压缩作用或压紧作用，结果就是该混合物被充分压紧并因此可燃烧。为了换气，也被称为剩余行程凸台的凸台的所述作用仅是次要的，并且燃烧室充气随着转速增大持续增强，这导致增大的内燃机转矩。内燃机的或输出轴的加速增大，但未对离合器或电机带来附加负荷。
第一气门升程曲线和进而凸台例如可以在凸轮的相应凸轮形状下实现，借助该凸轮可操作换气门且由此可使其从关闭位置运动到打开位置或中间位置。通过该凸轮形状，可以利用也称为减压凸轮的凸轮实现紧急运行。因此，内燃机能以小的转矩被驱动并且例如在例如设计用于改变换气门行程的可变气门机构的功能故障情况下还能运行，这在完全阻碍燃烧室内压缩的经典的或传统的减压凸轮情况下是做不到的。
在对内燃机的负载要求越来越高时，例如从第一气门升程曲线切换到尤其是传统的第二气门升程曲线，尤其借助气门行程转换和进而例如借助例如设计用于改变换气门行程的可变气门机构。
为了不单单通过在凸台区域内的行程来控制例如在相应的内燃机转速下的流速作用，可以采用所谓的进气门阶段。在此情况下，燃烧室例如配属有至少两个进气门，其中，所述的中间位置或凸台和进而本发明的方法只被用于其中一个进气门，而例如第二进气门通过相比于这一个进气门不同的方式来运动或被驱动。第二进气门例如可以按照传统或根据第二气门升程曲线来运动或被驱动，或被关断以使得第二进气门例如不做行程运动。换言之，例如可以根据设计方案将第二进气门从传统全行程凸轮转变为第二进气门关断。
附图说明
从以下对优选实施例的说明以及结合附图得到本发明的其它优点、特征和细节。之前在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在结合附图的说明中提到的和/或仅在图中示出的特征和特征组合不仅在各自所给出的组合中使用，也可在其它组合中使用或者单独地使用，而没有超出本发明的范围。
附图中：
图1示出用于说明本发明的内燃机和本发明的方法的具有多条气门升程曲线的曲线图；
图2示出用于说明所述内燃机和方法的另一曲线图；
图3示出用于说明本发明的内燃机和本发明的方法的又一曲线图。
在附图中，相同的或功能相同的零部件带有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出一曲线图，以下据此来说明一种机动车用内燃机以及一种运行这种内燃机的方法。机动车例如是汽车尤其是轿车。尤其是，机动车可以设计成混合动力车且包括内燃机和至少一个也称为牵引机的电机，其中，机动车可借助内燃机以及借助电机被驱动。尤其是例如可以实现单纯的电动行驶，在此期间机动车只借助电机、但未借助内燃机被驱动。另外，例如可以想到依靠内燃机行驶，此时机动车例如只借助内燃机、但未借助电机被驱动，或不仅借助内燃机也借助电机被驱动。这意味着例如内燃机在电动行驶期间被停用并因此处于未点火运行中。
但在依靠内燃机的方法中，内燃机被启动且因此处于点火运行中。此时该内燃机具有至少一个或多个例如呈气缸状的燃烧室，在点火运行期间，燃烧过程在燃烧室内进行。在这种燃烧过程的范围内，容纳在燃烧室中的各混合物被点燃和燃烧，其中，该混合物包含被送入燃烧室的空气和被送入燃烧室的燃料。燃料优选是液态燃料并且被用来实现点火运行。显然也可以想到气态燃料。为了启动在先已停用的内燃机，即从未点火运行转入点火运行，内燃机被起动。此时内燃机具有尤其作为曲轴构成的输出轴，其例如可绕转动轴线相对于内燃机的机体转动。内燃机的恰好一个工作循环包括输出轴的恰好两整转，输出轴转动位置例如也被称为曲轴角度。因此，恰好一个工作循环包含输出轴的恰好720度曲轴角度。
另外，恰好一个工作循环例如包含恰好四个冲程。其中的第一冲程例如是进气冲程，其也被称为进气行程。活塞可平移运动地被容纳在例如呈气缸状的燃烧室内，活塞可在下止点和上止点之间运动。在进气冲程中，活塞从其上止点运动至其下止点并且例如至少吸入前述空气且将其吸入至燃烧室中。跟随在第一冲程之后的第二冲程是也称为压缩行程或压气冲程的压缩冲程，此时气缸从其下止点运动至其上止点。活塞例如在压缩冲程中在此运动的上止点也被称为点火上止点(ZOT)，这是因为在其区域内尤其在点火运行期间该燃烧室内的混合物被点燃。跟随在第二冲程之后的第三冲程是做功冲程，此时该活塞从其上止点(点火上止点)运动至下止点。跟随在第三冲程之后的第四冲程是排气冲程，此时活塞从下止点运动至上止点，其是所谓的换气上止点(LWOT)。混合物的燃烧产生了废气，废气在排气冲程中借助活塞从燃烧室被排出。
燃烧室配属有例如至少两个呈进气门形式的第一换气门，空气经此能流入燃烧室。此外，燃烧室配属有两个呈排气门形式的第二换气门，例如废气经此能从燃烧室被排出。以下例如结合其中一个排气门且结合其中一个换气门来描述所述方法，其中，之前和随后关于其中一个进气门或其中一个排气门所做的说明也可以顺利套用到另一个排气门或另一个进气门，反之亦然。
在图1所示的曲线图的横坐标10上绘制出所述转动位置和进而输出轴的曲轴角度，而在纵坐标12上绘制出各个进气门或排气门的气门行程。各个换气门尤其可以在关闭位置与打开位置之间平移运动并且执行也称为气门行程的毫米级行程，其在纵坐标12上被绘制出。
在如图1所示的曲线图中画出了气门升程曲线14，其描绘排气门从关闭位置运动到打开位置和又返回到排气门关闭位置。因此，排气门根据气门升程曲线14来运动或运行。
在内燃机运行方法中，例如使进气门从其打开位置向其关闭位置运动。
在该方法范围内，使内燃机在至少一个工作状态中运行。换言之，在该方法范围内出现内燃机的至少一个工作状态，在这里，进气门在至少一个工作状态中根据在如图1所示的曲线图中所画出的第一气门升程曲线16来运行或运动。气门升程曲线16描绘或说明进气门从关闭位置运动到打开位置和又返回关闭位置。
为了能实现很有利的内燃机运行，尤其为了很有利地起动内燃机且因此能实现特别有利的从电动行驶至依靠内燃机行驶的转变，在内燃机的至少一个工作状态中，进气门在其从如在图1中用O表示的进气门打开位置朝向在图1中用S1表示的进气门第一关闭位置的路程中运动至位于或设于打开位置O与关闭位置S1之间的中间位置Z，并且至少在紧随或直接跟随打开位置O且紧随或直接跟随在图1中用A表示的进气冲程之后的、在图1中用V表示的燃烧室压缩冲程的一部分T期间被保持在中间位置Z。进气门此时未到达第一关闭位置S1，而是从打开位置O转入中间位置Z。由此，气门升程曲线16具有凸台P，在这里，凸台P和进而中间位置Z从输出轴多个转动位置中的第一转动位置延伸直至输出轴多个转动位置中的第二转动位置。因此，所述部分T从第一转动位置延伸至第二转动位置。此时在第一转动位置和第二转动位置之间有输出轴的多个其它转动位置。从第二转动位置起或在第二转动位置后，进气门朝向第二关闭位置S2离开中间位置Z，从而凸台P从第二转动位置起或在第二转动位置后下降。凸台P和进而中间位置Z在所述部分T期间至少是基本恒定的。因为中间位置Z在打开位置O和第二关闭位置S2之间，故进气门在中间位置Z相对于打开位置O被进一步关闭，但相对于第一关闭位置S1和第二关闭位置S2被进一步打开，因而例如在换气门(尤其是其气门盘)和对应的气门座之间存在小间隙。由此，例如在不到500转/分钟的低转速下或在转速低于极限值时，避免在燃烧室内的过度压缩或压紧，从而内燃机起动仅需要小的起动力矩。但随着转速升高，可以造成在燃烧室内的充分压缩，从而例如在超过500转/分钟的高转速下或在转速超过或达到极限值之时，在燃烧室内出现充分压缩。由此，容纳在燃烧室内的混合物例如可以被充分压缩且因此可被点燃和燃烧，从而内燃机的起动和随之而来的输出轴加速或升速可得到在燃烧室内的燃烧过程的支持。该极限值例如可以为500或600转/分钟或者具有其它值。
在另一个实施方式中，进气门可以在其从其打开位置O到中间位置Z的路程中首先处于第一关闭位置S1。从第一关闭位置S1起，进气门又打开且处于其中间位置Z。
从图1中结合气门升程曲线16和纵坐标12可以很清楚地看到，进气门在打开位置O具有第一行程并在中间位置Z具有比第一行程短的第二行程，第二行程例如在第一行程的5％至20％的闭区间范围内。尤其是，第二行程例如在0.2毫米至2毫米的闭区间范围内，尤其是在0.5毫米至1毫米的闭区间范围内。另外，排气冲程在图1中用AS表示，从而在图1中关于图1的图面在左侧所示出的上止点LWOT是前述的换气上止点。
除了图1所示的具有恒定行程的平直曲线外，在另一个未示出的实施方式中，凸台P可以呈现非恒定曲线。在此，换气门在打开位置O具有第一行程并在中间位置Z具有比第一行程短的第二行程，第二行程在压缩冲程V的所述部分T期间至少有时具有变化的行程。在此，凸台P可以具有平直部分和上升部分和/或下降部分。也可以想到，凸台P总体上升或下降。也可以想到具有不同高度的多个凸台。
图2示出曲线图18和20，在其横坐标22上绘制出曲轴角度。在各自纵坐标24上绘制出流入或流出燃烧室的相应的质量流。各个曲线26或28因此说明在工作循环期间流入或流出燃烧室的质量流，其中，曲线26表示由气门升程曲线16造成的质量流。在此，曲线28表示在传统减压凸轮的气门升程曲线情况下的质量流。各个曲线26或28的正值或正区域表示流入气缸的质量流，而各个曲线26或28的负区域或负值表示流出燃烧室的质量流。
结合曲线图18可以看到，例如在不到500转/分钟的低转速下，在燃烧室内出现减压，其中，在点火上止点区域中仅出现低流速。曲线图20中的曲线26、28说明在例如超过500转/分钟的较高转速时相应的质量流。如与曲线28相对照地结合曲线26所看到地，通过气门升程曲线16，从燃烧室流出的质量流显著减小，从而可以实现充分的混合物压缩或压紧，由此燃烧室内的混合物因此可被点燃和燃烧。
图3示出曲线图30，在其横坐标32上绘制出输出轴的转速。在纵坐标34上绘制出内燃机经由例如输出轴提供的载荷或转矩。在如图3所示的曲线图中绘制的曲线36示出在进气门根据气门升程曲线16来运动或运行时的转矩对转速，而曲线38表示在传统减压凸轮时或在传统气门升程曲线下的转矩对转速。从图3中也可以看到，在不到500转/分钟的转速下可以实现在图3中用D标示的燃烧室内减压，从而在低转速下的内燃机起动仅需要低转矩，从而内燃机可以很快速地起动。但在较高转速下，可以借助气门升程曲线16实现在燃烧室内的充分压缩，从而例如在超过500转/分钟的转速下可以实现在燃烧室内的最低程度燃烧。所述最低程度燃烧可以支持内燃机起动或输出轴的加速或升速，由此内燃机可以很快速地起动。由此可以保证几乎不可察地从电动行驶转至依靠内燃机行驶。因此，气门升程曲线16是在进气关闭区域内有凸台P的气门升程，以便能保证在燃烧室内的充分减压以及转速相关的充气结构。

Claims (11)

1.一种用于机动车的内燃机，具有至少一个被填充空气和燃料以便运行内燃机的燃烧室，和至少一个配属于燃烧室且能在打开位置(O)与第一关闭位置(S1)之间运动的换气门，
其特征是，在所述内燃机的起动的至少一个工作状态中，所述换气门在其从所述打开位置(O)朝向所述第一关闭位置(S1)的路程中能运动到位于所述打开位置(O)与所述第一关闭位置(S1)之间的中间位置(Z)，并且至少在跟随在所述换气门的打开位置(O)之后的所述燃烧室的压缩冲程(V)的一部分(T)期间内能被保持在所述中间位置(Z)，并且在所述中间位置(Z)之后能运动到第二关闭位置(S2)，
其中，所述部分(T)包含超过一半的压缩冲程(V)但小于整个压缩冲程(V)，其中，所述换气门被设计成能经其至少给所述燃烧室供应空气的进气门。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征是，所述换气门在所述打开位置(O)具有第一行程且在所述中间位置(Z)具有比所述第一行程短的第二行程，所述第二行程在所述部分(T)期间是恒定的。
3.根据权利要求1所述的内燃机，其特征是，所述换气门在所述打开位置(O)具有第一行程且在所述中间位置(Z)具有比所述第一行程短的第二行程，所述第二行程在所述部分(T)期间具有变化的行程。
4.根据权利要求2或3所述的内燃机，其特征是，所述第二行程在所述第一行程的5％至20％的闭区间范围内。
5.根据权利要求4所述的内燃机，其特征是，所述第二行程在所述第一行程的8％至19％的闭区间范围内。
6.根据权利要求5所述的内燃机，其特征是，所述第二行程在所述第一行程的9％至18％的闭区间范围内。
7.根据权利要求1至3之一所述的内燃机，其特征是，所述换气门首先能从所述打开位置(O)运动到所述第一关闭位置(S1)，随后所述换气门能从所述第一关闭位置(S1)运动到所述中间位置(Z)。
8.根据权利要求1至3之一所述的内燃机，其特征是，所述换气门在所述中间位置(Z)具有第二行程，所述第二行程在0.2毫米至2毫米的闭区间范围内。
9.根据权利要求1至3之一所述的内燃机，其特征是，设有能在上止点(OT)和下止点(UT)之间平移运动地容纳在所述燃烧室中的活塞，该活塞在所述压缩冲程中从其下止点(UT)运动至其上止点(OT)。
10.根据权利要求9所述的内燃机，其特征是，在所述活塞在所述压缩冲程(V)中到达所述上止点(OT)之前，所述换气门朝向所述第二关闭位置(S2)离开所述中间位置(Z)。
11.根据权利要求9所述的内燃机，其特征是，在所述活塞在所述压缩冲程(V)中到达所述上止点(OT)之前，所述换气门到达其第二关闭位置(S2)。
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