CN111356828B - 用于运行内燃机的方法和内燃机 - Google Patents

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Abstract

一种用于运行内燃机的方法,该内燃机包括形成至少两个燃烧室的内燃发动机,在所述燃烧室中在内燃机运行时能够实施热力学循环过程,其中,然后借助于换气阀控制燃烧室中的换气,借助一个或多个凸轮轴的凸轮操作所述换气阀,并且其中‑设置完全运行状态,其中在第一燃烧室以及在第二燃烧室中都实施热力学循环过程,并且‑设置部分运行状态,其中在第一燃烧室中实施热力学循环过程,并且在第二燃烧室中不实施热力学循环过程,其特征在于,为了在完全运行状态和部分运行状态之间进行切换、为了操作至少一个配属于第一燃烧室的换气阀,在使用完全运行凸轮和使用部分运行凸轮之间进行转换,所述完全运行凸轮的凸轮轮廓作用产生完全运行气门升程曲线(74),所述部分运行凸轮的凸轮轮廓作用产生部分运行气门升程曲线(76),其中,部分运行气门升程曲线(76)在包含处于换气阀的打开运动和关闭运动之间的过渡的半部中、在至少一个区段中具有比完全运行气门升程曲线(74)更大的斜率。

Description

用于运行内燃机的方法和内燃机
本发明涉及一种用于运行具有内燃发动机的内燃机的方法,该内燃发动机可以在部分运行状态下运行。
具有多个燃烧室的内燃机是已知的,它们可以暂时在所谓的部分运行状态下运行,在该部分运行状态中,一部分燃烧室被关闭或者说处于去激活状态,从而在这个或这些燃烧室中不进行热力学循环过程。这样做的目的是提高这种内燃机的运行效率,因为在驱动功率基本保持不变的情况下将一部分燃烧室去激活使得其余处于激活状态的燃烧室以明显更高的载荷运行,这可以使在这些燃烧室中进行的热力学循环过程的比效率更高。
从DE 198 52 209 A1中已知一种具有完全可变的气门机构的内燃机,其中,换气阀可以借助基于压电元件的执行器来操作。
DE 20 2015 004 589 A1描述了一种具有多个燃烧室的内燃机,其中各个单独的燃烧室可以在部分运行的范畴中被停用,其中,在这些燃烧室中实现(从仍处于激活状态的燃烧室中溢出的)废气的后膨胀。
在DE 100 61 711 A1中描述了一种用于内燃机的可变且可断开的、可强制打开或强制关闭气门的气门控制装置。
本发明所要解决的技术问题在于,提高在部分运行状态下运行的内燃机的效率。
所述技术问题通过根据权利要求1的方法解决。一种适合于实施该方法的内燃机是权利要求5的主题。按照本发明的方法的有利实施形式和按照本发明的内燃机的优选设计方案是其它权利要求的主题和/或由本发明的以下描述得出。
一方面,本发明基于这样的认识,即,在内燃机的内燃发动机的运行中的节流损失是由在内燃发动机的燃烧室中借助换气阀控制的换气或者说气体交换导致的,节流损失以及因此内燃发动机的运行效率尤其取决于描述换气阀的打开过程的气门升程曲线。在此,如果换气阀尽可能快地、尽可能大地打开并且关于预设的打开时长保持尽可能长和尽可能大地打开,则节流损失减小并且因此效率提高。但是,在此必须考虑到,换气阀的最大加速度不允许被超过,以便避免损坏换气阀和整个内燃发动机。换气阀的加速度在此不只取决于相关的气门升程曲线的设计,而且还取决于内燃发动机的运行转速。因此,在设计气门升程曲线时,必须考虑到在内燃发动机的规定的极限运行转速时达到换气阀的最大加速度,该极限运行转速表示这样的运行转速,内燃发动机仍被允许以此运行转速连续运行。
本发明还基于这样的认识,即,通常只在运行转速明显低于内燃发动机的极限运行转速时设置用于内燃机的内燃发动机的部分运行。因此,从换气阀的定义的最大许用加速度开始,设置用于内燃发动机的部分运行的气门升程曲线相比于设置用于完全运行的气门升程曲线在换气阀的相对加速度方面设计得更大,由此在内燃发动机的部分运行中可以使节流损失最小化,这相应地对内燃发动机的运行中的效率具有积极的影响。
相应地提供了一种用于运行内燃机的方法,该内燃机包括形成至少两个燃烧室的内燃发动机,所述燃烧室优选地由设计在气缸壳体中的气缸以及在其中循环地上下导引的活塞界定,并且在燃烧室中能够在内燃机运行时进行热力学循环过程,其中借助于换气阀、也就是分别借助每个燃烧室的至少一个进气门和至少一个排气门控制在燃烧室中的换气,借助一个或多个凸轮轴的凸轮操作所述换气阀,并且其中,
-设置完全运行状态,其中在燃烧室的第一燃烧室以及在燃烧室的第二燃烧室中都进行了热力学循环过程,并且
-设置部分运行状态,其中在第一燃烧室中进行热力学循环过程,并且在第二燃烧室中不进行热力学循环过程,方式为至少切断向第二燃烧室的燃料输入和/或阻止燃料的点火,并且配属于第二燃烧室的换气阀还优选地不被操作并且因此保持关闭。
与通向本发明的认知相应地,这种方法的特征在于,为了在完全运行状态和部分运行状态之间进行切换、为了操作至少一个配属于第一燃烧室的换气阀,在完全运行凸轮(用于完全运行状态,其凸轮轮廓作用产生完全运行气门升程曲线)的使用和部分运行凸轮(用于部分运行状态,其凸轮轮廓作用产生部分运行气门升程曲线)的使用之间切换,其中,部分运行气门升程曲线在包含处于换气阀的打开运动和关闭运动之间的过渡的半部(参照打开冲程而言)中、在至少一个区段中具有比完全运行气门升程曲线更大的斜率。在此可以优选规定,部分运行气门升程曲线在包含处于换气阀的打开运动和关闭运动之间的过渡的半部中既在描述打开运动的部分中也在描述关闭运动的部分中分别在至少一个区段中具有比完全运行气门升程曲线更大的斜率。
术语“气门升程曲线”表示换气阀的打开运动关于相关的凸轮或者包括所述凸轮的凸轮轴的旋转角的走势或者说变化曲线。
根据本发明,术语“斜率”应被理解为与(正负)符号无关,因此上升斜率和下降斜率都包括在其中。
换气阀可以指的是一个、优选所有的配属于一个第一燃烧室或多个第一燃烧室的进气阀和/或排气阀,针对所述换气阀能够在按照完全运行气门升程曲线的打开和按照部分运行气门升程曲线的打开之间进行转换。
部分运行气门升程曲线相比于完全运行气门升程曲线的更大的斜率相当于在相应换气阀的打开运动中在最大打开冲程附近(在所述最大打开冲程中在打开运动和关闭运动之间进行转换)具有仍相对较高的和/或已经相对较高的速度,由此能够实现根据本发明所力求的尽可能快地、尽可能大地打开并且保持尽可能长时间地尽可能大地打开的目的。然而,在即将达到最大打开冲程之前仍然相对较高的速度以及在最大打开冲程之后不久在打开运动中已经相对较高的速度由于换气阀在最大打开冲程这点上进行的方向反转而产生换气阀的相对较高的加速度,但是该加速度在内燃发动机的部分运行状态中由于优选设置用于这个部分运行状态的、最大运行转速的限制可能是可以接受的,不同于完全运行状态,针对所述完全运行状态可以设置内燃发动机的更高的最大许用运行转速。因此,在实施根据本发明的方法的范围内可以规定,对于换气阀的打开运动和/或对于关闭运动,相比于在完全运行气门升程曲线中的最大加速度,在部分运行气门升程曲线中实现相对(参照相同的运行转速)更大的最大加速度。这至少适用于换气阀的打开运动或关闭运动的、包括换气阀最大打开冲程的半部的比较,优选适用于完整的打开运动或关闭运动的比较。
一种适用于执行根据本发明的方法的内燃机包括至少一个内燃发动机,该内燃发动机形成至少两个燃烧室,所述燃烧室优选地由设计在气缸壳体中的气缸和在其中导引的活塞界定,并且在所述燃烧室中在内燃机运行时可以进行热力学循环过程,其中,通过换气阀、即分别通过每个燃烧室的至少一个进气门和至少一个排气门(它们借助于一个或多个凸轮轴的凸轮操作)能够控制燃烧室中的换气,并且其中,分别为了操作配属于燃烧室中的第一燃烧室和燃烧室中的第二燃烧室的换气阀而设置有完全运行凸轮和部分运行凸轮,通过切换装置能够在完全运行凸轮的使用和部分运行凸轮的使用之间进行切换。在此还规定,设置用于操作配属于第二燃烧室的换气阀的部分运行凸轮是零凸轮。因此,所述零凸轮没有凸轮突起并且因此不会导致配属于它的换气阀打开。因此,如果在内燃发动机运行时第二燃烧室的至少一个换气阀配置有零凸轮,则其保持关闭状态,从而根据部分运行状态在第二燃烧室中不进行热力学循环过程。
根据本发明的内燃机的特征一方面在于,切换装置设计成,使得可以要么通过完全运行凸轮要么通过部分运行凸轮同时操作配属于第一燃烧室和第二燃烧室的换气阀。为此,根据在结构方面有利的实施方式可以规定,切换装置包括套筒状的凸轮架,该套筒状的凸轮架抗扭地布置在凸轮轴的基础轴上,并且切换装置包括切换执行器,其中,凸轮架针对每个配属于其的换气阀具有与之相关的完全运行凸轮和与之相关的部分运行凸轮,它们根据凸轮架的能够借助切换执行器调节的移动位置交替地和与之相关的换气阀配合作用。
此外,根据本发明的内燃机的特征在于,设置用于操作配属于第一燃烧室的换气阀的部分运行凸轮的凸轮轮廓对应于部分运行气门升程曲线,并且至少设置用于操作配属于第一燃烧室的换气阀的完全运行凸轮的凸轮轮廓对应于完全运行气门升程曲线,其中,这些凸轮轮廓设计为,使得部分运行气门升程曲线在包含处于换气阀的打开运动和关闭运动之间的过渡的半部中在至少一个区段中具有比完全运行气门升程曲线更大的斜率。
根据本发明的内燃机还可以优选地包括控制装置,该控制装置被编程为使得其可以自动化地执行根据本发明的方法。
优选可以规定,根据部分运行气门升程曲线的相位和/或最大打开冲程与根据完全运行气门升程曲线的相应值相符。此外可以规定,根据部分运行气门升程曲线的打开持续时间或者说打开时长与根据完全运行气门升程曲线的相应值相符。“打开持续时间”在此应理解为操作相应的换气阀的凸轮轴的旋转角,在该旋转角上引起换气阀从所属的阀座上抬起。按照本发明,部分运行气门升程曲线至少在包含处于打开运动和关闭运动之间的过渡的半部中具有比完全运行气门升程曲线更大的斜率,与此相结合地,相同的打开持续时间可以使得由部分运行气门升程曲线围成的面或者说面积大于由完全运行气门升程曲线围成的面或者说面积。这尤其适用于针对两个气门升程曲线设置相同的最大打开冲程的情况。此外,通过相同的打开持续时间可以实现,部分运行气门升程曲线至少在包含在打开运动和关闭运动之间的转换的半部中在至少一个区段中比完全运行气门升程曲线更宽。
此外可以规定,由部分运行气门升程曲线围成的面积的大小等于由完全运行气门升程曲线围成的面积的大小。这尤其可以在以下情况下实现,即必要时在最大打开冲程相同时,将按照部分运行气门升程曲线的打开持续时间选择为短于按照完全运行气门升程曲线的打开持续时间。
根据按照本发明方法的一个优选实施例可以规定,最晚在超过内燃发动机的切换运行转速时(其例如可以达到4000 1/分钟),从部分运行状态切换至完全运行状态。在根据本发明的内燃机中,这可以通过优选被其包含的控制装置自动化地进行。通过在超过切换运行速度时从部分运行状态到完全运行状态的这种强制规定的转换可以避免配属于第一燃烧室的一个或多个换气阀(所述换气阀以在节流损失方面优化的并且特征为用于一个/多个换气阀的相对较高的加速度的部分运行气门升程曲线被操作)在过高的转速时以过高的加速度运动。
不定冠词(“一个”)、尤其是在权利要求书中和在总体上描述权利要求的说明书中应被理解成“这样的”,而不是理解为数字。因此,相应地由此具体化的部件应理解为它们至少存在一次并且可以存在多次。
下面根据在附图中所示的实施例更详细地阐述本发明。在附图中:
图1以示意图示出根据本发明的内燃机;
图2在示意性纵截面中示出根据图1的内燃机的内燃发动机;
图3以示意图示出根据图1和2的内燃发动机的凸轮架和所属的切换执行器;并且
图4示出配属于根据图1和2的内燃发动机的四个燃烧室的换气阀的气门升程曲线,一方面用于内燃发动机的完全运行状态(上排),另一方面用于内燃发动机的部分运行状态(下排)。
在图1中示意性地示出了根据本发明的内燃机。例如,可以借助于内燃机驱动机动车(未示出)、特别是轿车。
内燃机包括也在图2中更详细地示出的内燃发动机10,所述内燃发动机尤其能够按照奥托原理运行。内燃发动机10在由气缸曲轴箱12和气缸盖14构成的复合结构中形成若干个(在此为四个)气缸16。气缸16在入口侧与新鲜气体管线的进气管18连接,而在出口侧导引气体地与内燃机的排气管路的排气歧管20相连。以已知的方式,新鲜气体(基本上是空气)在燃烧室22中与燃料一起燃烧,所述燃烧室由气缸16与在其中导引的活塞24和气缸盖14界定。为此,可以将燃料借助于喷射器26直接喷射到燃烧室22中,并且由此产生的燃料-新鲜气体混合物可以借助于点火装置(未示出)点燃。在燃料-新鲜气体混合物燃烧期间产生的废气通过排气管线排出。
通过每个气缸16的四个换气阀、即两个进气阀28和两个排气阀30,控制新鲜气体向燃烧室22中的输入以及废气从燃烧室22中的排出,这四个换气阀由内燃发动机10的在图1中未示出的气门机构操作。气门机构按照图2包括形成曲柄销32的曲轴34,其中曲柄销32通过连杆36与活塞24相连。由此将活塞24的线性运动转化为曲轴34的旋转,其中,曲轴34的旋转又导致活塞24的线性运动的方向发生周期性转换。曲轴34的旋转还通过控制传动器(例如齿带传动器38)传递到两个凸轮轴40上,其中每个凸轮轴通过例如摇臂或拉杆(未示出)操作每个燃烧室22的两个换气阀28、30。凸轮轴40中的一个设计为进气凸轮轴,也就是它操作所有进气阀28,而另一个凸轮轴设计为排气凸轮轴并且因此操作所有排气阀30。
内燃机还包括废气涡轮增压器。所述废气涡轮增压器具有集成在废气管线中的涡轮42和集成在新鲜气体管线中的压缩机44。涡轮42的由废气流旋转地驱动的叶轮通过轴46驱动压缩机44的叶轮。压缩机44的叶轮的由此产生的旋转压缩了导引通过所述压缩机的新鲜气体。例如通过废气旁通阀48可以实现增压压力限制,方式为当内燃发动机10以高转速和/或负载运行时,一部分废气流被导引从涡轮机42旁经过或者说绕过涡轮机42。此外,例如三元催化器形式的废气后处理装置50集成在废气管线中。
内燃发动机10可以可选地进一步分别包括由控制装置52(发动机控制装置)控制的、用于凸轮轴40的相位调节器54。这种相位调节器54能够使得所属的换气阀28、30相对于曲轴34的旋转的打开相的位置(相位)发生改变或位移。相位调节器54能够以已知的方式(例如参见DE 10 2013 223 112A1)分别集成在凸轮轴40的传动齿轮56中。相应地,凸轮轴40的相位调节器54可以分别具有叶片式转子(未示出),该叶片式转子抗扭地与相应的凸轮轴40连接并且分别在边界内可旋转地布置在相位调节器54的定子(未示出)内。所述定子在其基本上呈柱形的外表面上构成齿轮廓,用于啮合齿带传动器38的齿带的齿。在相位调节器54的叶片式转子和定子之间形成多个压力室,它们能够通过相位调节器阀(未示出)控制地有针对性地被填充液体、尤其是油,以使叶片式转子以规定的方式在定子内旋转,由此与改变相关的换气阀28、30的相位的目的相应地,改变在与叶片式转子相连的相应凸轮轴40和与曲轴32以旋转驱动的方式相连的定子之间的相位角。
内燃机还包括切换装置58,通过该切换装置可以既针对进气门28也针对排气门30从借助完全运行凸轮60的操作切换到借助部分运行凸轮62的操作。该切换装置58也可以由控制装置52控制并且只在图2中示意性地示出。切换装置58的功能基于套筒形凸轮架64的沿纵轴向的可移动性(也参见图3),所述套筒形凸轮架64抗扭地布置在基础轴66上,所述可移动性分别借助切换执行器68(参见图3)实现,其中,凸轮架64针对每个能够被其操作的换气阀28、30具有两个不同的凸轮60、62(参见图3和4),它们根据凸轮架64的所调节的移动位置交替地和与之相关的进气阀28和排气阀30配合作用。
在如图2和3所示的实施例中,各个凸轮架40包括总共四个凸轮对,所述凸轮对分别配属于内燃机的换气阀28、30。因此,借助于由这样的凸轮架64形成的凸轮60、62,操作根据图1和图2的内燃发动机10的总共两个相邻的燃烧室22的进气阀28或排气阀30,在内燃发动机中,每个燃烧室22配置有两个进气阀28和两个排气阀30。在配属于第一燃烧室22的换气阀28、30的两个凸轮对与配属于第二燃烧室22的换气阀28、30的两个凸轮对之间,在图3中所示的凸轮架64还构成Y形的导引槽70形式的变速滑槽。通过该导引槽70与所属的切换执行器68的拨杆72的共同作用,凸轮架64可轴向移动距离x,从而每个凸轮对中所选的凸轮60、62可以分别和与之相关的换气阀28、30有效连接。为此按照图3,例如可以从所示的功能位置开始(在该功能位置中换气阀28、30分别与每个凸轮对中设置在右侧的完全运行凸轮60有效连接),右边的拨杆72移出,并且凸轮架64由此通过与其旋转(在图3中向上)的配合作用向右移动距离x。由于Y形导引槽70在中间的、在图3中处于下部的区段中终止,所以右边的拨杆72在此再次返回到移入位置中。在凸轮架64如此移动距离x之后,每个凸轮对的设置在左侧的部分运行凸轮62分别和与之相关的换气阀28、30有效连接。凸轮架64的这种向右移动距离x的过程还导致了,左边的拨杆72与Y形导引槽70的左侧区段重叠,从而通过移出该拨杆72,凸轮架64能够再次向左移动距离x。
在此规定,对于内燃机的所谓的部分运行,一部分、尤其是燃烧室22的一半、具体在本实施例中是两个中间的燃烧室22可以被停用或者说去激活,方法是切断燃料向所属的喷射器26的输入,并且不再操作、即打开配属于它们的换气阀28、30。为此规定,配属于这种可停用的燃烧室22的换气阀28、30的每个凸轮对形成零凸轮形式的部分运行凸轮62,该零凸轮不具有凸轮突起并且因此不会导致配属于它的换气阀28、30打开。在按照图3的凸轮架64中(其相应于图2左侧所示的凸轮架),两个布置在导引槽70右侧的凸轮对的设置在左侧的部分运行凸轮62设计为相应的零凸轮。与之相对地,在图2的右侧所示的凸轮架64中,两个布置在凸轮架64的相应导引槽70(在图2中未示出)的左侧的凸轮对中的部分运行凸轮62分别设计为零凸轮。与之相对地,在内燃发动机10的运行期间,凸轮架64的其余的凸轮60、62引起相应配属的换气阀28、30的打开,其中,一方面所有的完全运行凸轮60产生按照完全运行气门升程曲线74的相同的气门升程曲线,并且另一方面,未设计为零凸轮的部分运行凸轮产生按照部分运行气门升程曲线76的相同的气门升程曲线。在此,完全运行气门升程曲线74和部分运行气门升程曲线76彼此不同,如图4所示。
图4在上排中示出了在内燃发动机10的完全运行状态中配属于四个燃烧室22的换气阀28、30的、根据由完全运行凸轮60作用产生的完全运行气门升程曲线74的打开运动,并且在下排中示出在内燃发动机10的部分运行中配属于四个燃烧室22的换气阀28、30的打开运动。
在内燃发动机10的部分运行中,配属于外部的燃烧室22的换气阀28、30根据部分运行气门升程曲线76打开,而配属于两个中间的燃烧室22的换气阀28、30由于随后与设计为零凸轮的部分运行凸轮62进行的共同作用而保持关闭。为了能够在部分运行气门升程曲线76和完全运行气门升程曲线74之间实现更好的比较,在图4的下排中,作为对配属于两个外部燃烧室22的换气阀28、30的补充,以虚线画出了在按照完全运行气门升程曲线74操作时可能形成的打开运动。
根据本发明规定,部分运行气门升程曲线76在(上)半部(其包括打开运动和关闭运动之间的过渡或者说与之相关的换气阀28、30的最大打开冲程的位置)中、在换气阀28、30即将达到最大打开冲程之前的打开运动中具有与根据完全运行气门升程曲线74的打开运动相比相对较大的斜率(上升斜率)。以相同的方式,在关闭运动中、在已经达到最大打开冲程之后不久,存在与完全运行气门升程曲线74相比相对较大的斜率(下降斜率)。由此可以实现,在内燃发动机10运行时在部分运行状态下被继续操作的换气阀28、30与按照完全运行气门升程曲线74的操作相比分别相对较快地、相对更大地被打开,并且还保持相对较长时间地相对较大地打开,由此能够将仍激活的燃烧室22的气体交换中的节流损失保持较小。
在图4中示出,根据部分运行气门升程曲线76的打开持续时间等于根据完全运行气门升程曲线74的打开持续时间,由此,结合换气阀28、30的同样相同的最大打开冲程,一方面在包含打开运动和关闭运动之间的过渡的半部中形成部分运行气门升程曲线76的更大的宽度,另一方面形成更大的由部分运行气门升程曲线76围成的面积。但是这种设计方案不是绝对必要的。而是也可以规定,根据部分运行气门升程曲线76的打开持续时间比根据完全运行气门升程曲线74的打开持续时间更短或更长。同样地,也可以针对一方面根据部分运行气门升程曲线76的对换气阀28、30的操作和另一方面根据完全运行气门升程曲线74的对换气阀28、30的操作设置不同的最大打开冲程。由此,气门升程曲线74、76的宽度和由它们围成的面积的大小也可以任意地不同,其中,用于部分运行气门升程曲线76的值相比于用于完全运行气门升程曲线74的值既可以更小、也可以更大。
附图标记清单
10 内燃发动机
12 气缸曲轴箱
14 气缸盖
16 气缸
18 进气管
20 排气歧管
22 燃烧室
24 活塞
26 喷射器
28 换气阀/进气阀
30 换气阀/排气阀
32 曲柄销
34 曲轴
36 连杆
38 齿带传动器
40 凸轮轴
42 涡轮
44 压缩机
46 轴
48 废气旁通阀
50 废气后处理装置
52 控制装置
54 相位调整器
56 带轮
58 切换装置
60 (完全运行)凸轮
62 (部分运行)凸轮
64 凸轮架
66 基础轴
68 切换执行器
70 导引槽
72 拨杆
74 完全运行气门升程曲线
76 部分运行气门升程曲线

Claims (8)

1.一种用于运行内燃机的方法,该内燃机包括形成至少两个燃烧室(22)的内燃发动机(10),在所述燃烧室中在内燃机运行时能够实施热力学循环过程,其中,随即借助于换气阀(28、30)控制燃烧室(22)中的换气,借助一个或多个凸轮轴(40)的凸轮(60、62)操作所述换气阀,并且其中,
-设置完全运行状态,在所述完全运行状态中,在第一燃烧室(22)以及在第二燃烧室(22)中都实施热力学循环过程,并且
-设置部分运行状态,在所述部分运行状态中,在第一燃烧室(22)中实施热力学循环过程,并且在第二燃烧室(22)中不实施热力学循环过程,
并且其中,为了在完全运行状态和部分运行状态之间进行切换、为了操作至少一个配属于第一燃烧室(22)的换气阀(28、30),在使用完全运行凸轮(60)和使用部分运行凸轮(62)之间转换,所述完全运行凸轮的凸轮轮廓作用产生完全运行气门升程曲线(74),所述部分运行凸轮的凸轮轮廓作用产生部分运行气门升程曲线(76),其特征在于,部分运行气门升程曲线(76)在包含处于换气阀(28、30)的打开运动和关闭运动之间的过渡的半部中、在至少一个区段中具有比完全运行气门升程曲线(74)更大的斜率,其中,在超过内燃发动机(10)的切换运行转速时,从部分运行状态切换至完全运行状态。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,换气阀(28、30)的根据部分运行气门升程曲线(76)的相位和/或最大打开冲程与根据完全运行气门升程曲线(74)的相应值相符。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据部分运行气门升程曲线(76)的打开持续时间与根据完全运行气门升程曲线(74)的相应值相符,和/或由部分运行气门升程曲线(76)围成的面积的大小与由完全运行气门升程曲线(74)围成的面积的大小相符。
4.一种内燃机,具有内燃发动机(10),该内燃发动机形成至少两个燃烧室(22),在所述燃烧室中在内燃机运行时能够实施热力学循环过程,其中,借助于换气阀(28、30)能够控制燃烧室(22)中的换气,借助一个或多个凸轮轴的凸轮(60、62)操作所述换气阀,并且其中,分别为了操作配属于第一燃烧室(22)和第二燃烧室的换气阀(28、30)而设置有完全运行凸轮(60)和部分运行凸轮(62),通过切换装置(58)能够在完全运行凸轮的使用和部分运行凸轮的使用之间进行切换,其中,设置用于操作配属于第二燃烧室(22)的换气阀(28、30)的部分运行凸轮(62)是零凸轮,其中,切换装置(58)设计成,使得能够要么通过完全运行凸轮(60)要么通过部分运行凸轮(62)同时操作配属于第一燃烧室(22)和第二燃烧室(22)的换气阀(28、30),并且其中,设置用于操作配属于第一燃烧室(22)的换气阀(28、30)的部分运行凸轮(62)的凸轮轮廓作用产生部分运行气门升程曲线(76),并且设置用于操作配属于第一燃烧室(22)的换气阀(28、30)的完全运行凸轮(60)的凸轮轮廓作用产生完全运行气门升程曲线(74),其特征在于,这些凸轮轮廓设计为,使得部分运行气门升程曲线(76)在包含处于换气阀(28、30)的打开运动和关闭运动之间的过渡的半部中、在至少一个区段中具有比完全运行气门升程曲线(74)更大的斜率,其中,在超过内燃发动机(10)的切换运行转速时,从部分运行状态切换至完全运行状态。
5.根据权利要求4所述的内燃机,其特征在于,设置用于操作配属于第一燃烧室(22)的换气阀(28、30)的部分运行凸轮(62)和完全运行凸轮(60)的凸轮轮廓设计为,使得根据部分运行气门升程曲线(76)的相位和/或最大打开冲程与根据完全运行气门升程曲线(74)的相应值相符。
6.根据权利要求4或5所述的内燃机,其特征在于,设置用于操作配属于第一燃烧室(22)的换气阀(28、30)的部分运行凸轮(62)和完全运行凸轮(60)的凸轮轮廓设计为,使得根据部分运行气门升程曲线(76)的打开持续时间与根据完全运行气门升程曲线(74)的相应值相符,和/或由部分运行气门升程曲线(76)围成的面积的大小与由完全运行气门升程曲线(74)围成的面积的大小相符。
7.根据权利要求4所述的内燃机,其特征在于,所述切换装置(58)包括套筒状的凸轮架(64)和切换执行器(68),所述套筒状的凸轮架(64)抗扭地布置在所述凸轮轴(40)的基础轴(66)上,其中,凸轮架(64)针对每个配属于其的换气阀(28、30)均具有与之相关的完全运行凸轮(60)和与之相关的部分运行凸轮(62),所述完全运行凸轮和部分运行凸轮根据凸轮架(64)的能够借助切换执行器(68)调节的移动位置交替地和与之相关的换气阀(28、30)共同作用。
8.根据权利要求4所述的内燃机,其特征在于,控制装置(52)被这样编程,使得所述控制装置能够自动化地执行根据权利要求1至3中任一项所述的方法。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57148014A (en) * 1981-03-07 1982-09-13 Mazda Motor Corp Device for driving intake valve of engine
JPS57188716A (en) * 1981-05-15 1982-11-19 Honda Motor Co Ltd Variable valve timing device
EP0450332A1 (en) * 1990-03-08 1991-10-09 Suzuki Kabushiki Kaisha Valve actuating mechanism in four-stroke cycle engine
WO2013124020A1 (de) * 2012-02-21 2013-08-29 Daimler Ag Brennkraftmaschinenventiltriebverstellvorrichtung
CN104160121A (zh) * 2012-03-08 2014-11-19 戴姆勒股份公司 内燃机气门机构调节装置
CN104685169A (zh) * 2012-11-07 2015-06-03 日立汽车系统株式会社 内燃机的可变气门装置
CN104903553A (zh) * 2012-11-05 2015-09-09 伊顿公司 用于内燃发动机中的气缸停闭的转换辊式指状随动件的开发
WO2016036936A1 (en) * 2014-09-04 2016-03-10 Cummins Inc. Systems and methods for cylinder deactivation
DE102014013664A1 (de) * 2014-09-16 2016-03-17 Promescon Gmbh Ventiltriebsvorrichtung zur unabhängigen vollvariablen Öffnungszeitverstellung der Gaswechselventile einer Verbrennungskraftmaschine
DE102015118209A1 (de) * 2014-11-24 2016-05-25 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Nockenwellenbaugruppe für einen verbrennungsmotor
DE102016201499A1 (de) * 2016-02-01 2017-08-03 Mtu Friedrichshafen Gmbh Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine mit einem solchen Ventiltrieb, und Verfahren zum Betreiben eines Ventiltriebs
DE102016209957A1 (de) * 2016-06-07 2017-12-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19852209A1 (de) 1998-11-12 2000-05-18 Hydraulik Ring Gmbh Ventilsteuerung für Ein- und Auslaßventile von Verbrennungsmotoren
DE10061711B4 (de) 2000-03-09 2004-10-21 Levon Grigorjan Ventilsteuerung für ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine
DE10148347A1 (de) * 2001-09-29 2003-04-10 Bosch Gmbh Robert Momentenneutrale Zylinderabschaltung durch Deaktivierung von Gaswechselventilen
JP4423136B2 (ja) * 2004-08-20 2010-03-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の気筒停止制御装置
JP5682614B2 (ja) 2012-12-04 2015-03-11 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
DE202015004589U1 (de) 2015-06-26 2015-09-03 Tobias Klauß Verbrennungskraftmaschine mit selektiver Zylinderabschaltung und Abgasnachexpansion in den abgeschalteten Zylindern

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57148014A (en) * 1981-03-07 1982-09-13 Mazda Motor Corp Device for driving intake valve of engine
JPS57188716A (en) * 1981-05-15 1982-11-19 Honda Motor Co Ltd Variable valve timing device
EP0450332A1 (en) * 1990-03-08 1991-10-09 Suzuki Kabushiki Kaisha Valve actuating mechanism in four-stroke cycle engine
WO2013124020A1 (de) * 2012-02-21 2013-08-29 Daimler Ag Brennkraftmaschinenventiltriebverstellvorrichtung
CN104160121A (zh) * 2012-03-08 2014-11-19 戴姆勒股份公司 内燃机气门机构调节装置
CN104903553A (zh) * 2012-11-05 2015-09-09 伊顿公司 用于内燃发动机中的气缸停闭的转换辊式指状随动件的开发
CN104685169A (zh) * 2012-11-07 2015-06-03 日立汽车系统株式会社 内燃机的可变气门装置
WO2016036936A1 (en) * 2014-09-04 2016-03-10 Cummins Inc. Systems and methods for cylinder deactivation
DE102014013664A1 (de) * 2014-09-16 2016-03-17 Promescon Gmbh Ventiltriebsvorrichtung zur unabhängigen vollvariablen Öffnungszeitverstellung der Gaswechselventile einer Verbrennungskraftmaschine
DE102015118209A1 (de) * 2014-11-24 2016-05-25 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Nockenwellenbaugruppe für einen verbrennungsmotor
DE102016201499A1 (de) * 2016-02-01 2017-08-03 Mtu Friedrichshafen Gmbh Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine mit einem solchen Ventiltrieb, und Verfahren zum Betreiben eines Ventiltriebs
DE102016209957A1 (de) * 2016-06-07 2017-12-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine

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