DE102004050225A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Bekannte Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine haben mehrere Zylinder, in denen jeweils ein Kolben axial beweglich angeordnet ist, und den Zylindern zugeordnete Einlassventile und Auslassventile. Diese sind derart ansteuerbar, dass die Ventilsteuerzeiten zumindest der Auslassventile in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine variabel einstellbar sind, wobei zumindest eines der Auslassventile in einem Ausstoßtakt der Brennkraftmaschine geöffnet und vor Erreichen eines oberen Totpunktes des Kolbens zumindest teilweise geschlossen wird. In einem nachfolgenden Ansaugtakt wird zumindest eines der Einlassventile geöffnet. Die Brennkraftmaschine wird mit einer internen Abgasrückführung betrieben, indem eine sogenannte Ventilüberschneidung der Einlass- und Auslassventile vorgesehen ist. Ein wesentlicher Nachteil der internen Abgasrückführung mittels Ventilüberschneidung besteht darin, dass die Abgasrückführraten sehr begrenzt sind, da die Einlass- und Auslassventile in der Ventilüberschneidungsphase nur sehr kurz gleichzeitig geöffnet sind, so dass nur ein geringer Volumenstrom an Abgas wieder in den Brennraum zurückgeführt werden kann. DOLLAR A Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Abgasrückführrate erhöht, indem dem Auslassventil eine längere Ventilöffnungsdauer ermöglicht wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Ansaugtakt nochmals eines der Auslassventile (9.1, 9.2) geöffnet wird.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Es ist schon ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine aus der DE 103 44 913 A1 bekannt, mit mehreren Zylindern, in denen jeweils ein Kolben axial beweglich angeordnet ist, und mit den Zylindern zugeordneten Einlassventilen und Auslassventilen, die derart ansteuerbar sind, dass die Ventilsteuerzeiten zumindest der Auslassventile in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine variabel einstellbar sind, wobei zumindest eines der Auslassventile in einem Ausstoßtakt der Brennkraftmaschine geöffnet und vor Erreichen eines oberen Totpunktes des Kolbens zumindest teilweise geschlossen wird. In einem nachfolgenden Ansaugtakt wird zumindest eines der Einlassventile geöffnet. Die Brennkraftmaschine wird mit einer internen Abgasrückführung betrieben, indem eine sogenannte Ventilüberschneidung der Einlass- und Auslassventile vorgesehen ist. Eine Ventilüberschneidung liegt vor, wenn das Auslassventil am Ende eines Ausstoßtaktes der Brennkraftmaschine noch nicht geschlossen, also noch teilweise geöffnet ist, das Einlassventil aber schon beginnt zu öffnen, also schon teilweise geöffnet ist. Um eine Kollision der Einlass- und Auslassventile mit dem Kolben zu verhindern, müssen aufwendige Aussparungen im Kolben vorgesehen werden, die den Brennraum des Zylinders aber zerklüften und eine schlechtere Verbrennung bewirken können, so dass höhere Abgasemissionen die Folge sind. Ein wesentlicher Nachteil der internen Abgasrückführung mittels Ventilüberschneidung besteht darin, dass die Abgasrückführraten sehr begrenzt sind, da die Einlass- und Auslassventile in der Ventilüberschneidungsphase nur sehr kurz gleichzeitig geöffnet sind, so dass nur ein geringer Abgas-Volumenstrom wieder in den Brennraum zurückgeführt werden kann.
    •
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass wesentlich höhere Abgasrückführraten als beim Stand der Technik erzielbar sind, indem im Ansaugtakt nochmals eines der Auslassventile geöffnet wird. Im Ansaugtakt besteht keine Kollisionsgefahr mehr zwischen den Gaswechselventilen und dem Kolben, so dass die Öffnungsdauer eines der Auslassventile nicht zeitlich beschränkt ist und dadurch deutlich mehr Abgas in den Brennraum zurückgeführt werden kann.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist, wenn dasjenige Auslassventil geöffnet wird, das dem zumindest einen geöffneten Einlassventil diagonal bzw. schräg gegenüberliegt, da auf diese Weise eine bessere Durchmischung von angesaugter Frischluft, dem rückgeführten Abgas und gegebenenfalls dem Kraftstoff erreichbar ist.
  • Weiterhin vorteilhaft ist, wenn im Leerlauf und im unteren bis mittleren Teillastbereich während des Ansaugtaktes nur eines der Einlassventile geöffnet wird, da sich auf diese Weise eine besonders starke Drallströmung im Brennraum einstellt, die eine sehr gute Durchmischung von angesaugter Frischluft, dem rückgeführten Abgas und gegebenenfalls dem Kraftstoff erzielt.
  • Sehr vorteilhaft ist es, wenn im höheren Teillastbereich und bei Volllast während des Ansaugtaktes zusätzlich ein weiteres Einlassventil geöffnet wird, da auf diese Weise mehr Frischluft angesaugt wird.
  • Auch vorteilhaft ist, wenn sich die Ansaugleitung zum jeweiligen Zylinder hin in zwei Einlasskanäle verzweigt, wobei in einem der Einlasskanäle eine Steuerklappe zum Verschliessen dieses Einlasskanals vorgesehen ist, wobei während des Ansaugtaktes unabhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine jeweils beide Einlassventile geöffnet werden und im Leerlauf und im unteren bis mittleren Teillastbereich zusätzlich die Steuerklappe geschlossen wird. Auf diese Weise ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren mit einer kostengünstigeren und einfacheren Ausbildung der Brennkraftmaschine durchzuführen, da nur die Ventilsteuerzeiten der Auslassventile zeitlich variabel auszuführen sind.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, die Einlassventile und/oder die Auslassventile mittels von elektrohydraulischen oder elektromagnetischen Aktoren zu betätigen.
  • Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel wird zur Erreichung der variablen Ventilsteuerzeiten ein Flüssigkeitsvolumen zwischen einem Nocken einer Nockenwelle und einem dem Nocken zugeordneten Einlassventil oder Auslassventil vorgesehen, das mittels eines Steuerventils verändert wird.
  • Nach einer dritten Ausgestaltung sind zumindest einem der Einlassventile und/oder zumindest einem der Auslassventile mehrere Nocken einer Nockenwelle zugeordnet und wird zur Erreichung der variablen Ventilsteuerzeiten zwischen den jeweils auf das Einlassventil oder das Auslassventil wirkenden Nocken umgeschaltet.
  • Außerdem vorteilhaft ist, wenn im Ausstosstakt und im Ansaugtakt jeweils ein anderes Auslassventil geöffnet wird, da das Auslassventil auf diese Weise im Ansaugtakt schneller geöffnet werden kann, als wenn das gleiche Auslassventil zwei Schaltvorgänge hintereinander ausführen müßte.
  • Zeichnung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen 1 eine erste schematische Ansicht und 2 eine zweite schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine.
    •
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines der Zylinder der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, die beispielsweise als Dieselmotor oder als Ottomotor ausgeführt sein kann.
  • Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine weist mehrere Zylinder 1 auf, in denen jeweils ein Kolben 2 axial beweglich angeordnet ist. Der Kolben 2 führt in den Zylindern 1 jeweils eine periodische Auf- und Abbewegung aus.
  • Die Brennkraftmaschine arbeitet beispielsweise nach dem sogenannten Viertaktverfahren. In einem Ansaugtakt wird Frischluft oder Luft-Kraftstoffgemisch über eine Ansaugleitung 3 und zumindest ein geöffnetes Einlassventil 4 in einen Brennraum 5 des jeweiligen Zylinders 1 angesaugt, indem der Kolben 2 von einem oberen Totpunkt ausgehend sich nach unten bewegt und den Brennraum 5 auf diese Weise vergrößert. In einem unteren Totpunkt hat das Volumen des Brennraums 5 seine maximale Größe erreicht. In einem Verdichtungstakt sind das Einlassventil 4 und ein aus dem Brennraum 5 in eine Abgasleitung 8 führendes Auslassventil 9 geschlossen und der Kolben 2 führt eine den Brennraum 5 verkleinernde Aufwärtsbewegung aus. Dabei wird die Frischluft oder das Luft-Kraftstoffgemisch im Brennraum 5 verdichtet. In einem Arbeitstakt befindet sich ein Luft-Kraftstoffgemisch im Brennraum 5, das durch Einspritzen von Kraftstoff in die Frischluft gebildet wird. Der Kraftstoff kann bereits stromauf des Einlassventils 4 oder erst im Brennraum 5 durch Einspritzen der Frischluft beigemischt werden. Die Masse des Luft-Kraftstoffgemischs, die sich im Arbeitstakt nach Schließen der Einlassventile 4 im Brennraum 5 befindet, wird als Zylinderfüllung und die Masse der Luft, die sich im Arbeitstakt nach Schließen der Einlassventile 4 im Brennraum 5 befindet, als Frischluftfüllung bezeichnet. Das Luft-Kraftstoffgemisch zündet im Arbeitstakt oder wird gezündet, so dass der durch die Verbrennung entstehende Druck im Brennraum 5 den Kolben 2 nach unten bewegt. In einem Ausstosstakt öffnet zumindest ein Auslassventil 9 und die bei der Verbrennung entstandenen heißen Gase strömen aus dem Brennraum 5 über das Auslassventil 9 in die Abgasleitung 8 aus.
  • Die Einlassventile 4 und die Auslassventile 9 werden allgemein auch als Gaswechselventile bezeichnet. Die Gaswechselventile wirken jeweils mit einem im Brennraum 5 angeordneten Ventilsitz 6 zusammen.
  • Die Einlassventile 4 und/oder die Auslassventile 9 der Brennkraftmaschine sind erfindungsgemäß derart zeitlich variabel betätigbar, dass der Zeitpunkt des Öffnens und des Schliessens zumindest der Auslassventile 9 und beispielsweise der Einlassventile 4 in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine veränderlich einstellbar ist. Außerdem kann vorgesehen sein, den Hub der Einlassventile 4 und/oder der Auslassventile 9 und die Geschwindigkeit des Öffnens und Schliessens der Einlassventile 4 und/oder der Auslassventile 9 in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine variabel auszuführen.
  • Die Gaswechselventile der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine können beispielsweise mittels einer Nockenwelle 10 gesteuert sein, die über Nocken 11 mittelbar auf die Gaswechselventile wirkt und diese öffnet und schliesst.
  • Beispielsweise ist es möglich, zwischen dem Nocken 11 der Nockenwelle 10 und dem Einlassventil 4 und/oder Auslassventil 9 jeweils eine hydraulische Fluidkammer 12 vorzusehen, wie es beispielhaft in der 1 für die Auslassventile 9 gezeigt ist. Der Nocken 11 wirkt dabei über einen Hydraulikkolben 15 und das Fluid der Fluidkammer 12 mittelbar auf die Gaswechselventile. Der Hub des Nockens 11 kann dabei über die Fluidkammer 12 verkleinert werden, indem Flüssigkeit durch das Öffnen eines mit der Fluidkammer 12 strömungsverbundenen Steuerventils 16 aus der Fluidkammer 12 ausströmt und in einem Speicher 17 zwischengespeichert wird. Zur Wiederbefüllung der Fluidkammer 12 fördert eine Förderpumpe 18 Fluid aus einem Vorratsbehälter 19 über ein erstes Rückschlagventil 22 und ein parallel zum Steuerventil 16 angeordnetes zweites Rückschlagventil 23 in die Fluidkammer 12. Diese Ausführung wird im Stand der Technik auch als Lost-Motion-System bezeichnet. Eine Brennkraftmaschine mit Lost-Motion ist beispielsweise aus der US 4,889,084 bekannt, wobei deren Inhalt ausdrücklich Teil der Offenbarung dieser Anmeldung sein soll.
  • Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine kann auch ohne Nockenwelle ausgeführt sein und beispielsweise elektromagnetische oder elektrohydraulische Aktoren 24, die die Einlassventile 4 und/oder die Auslassventile 9 betätigen, aufweisen, wie es in 1 beispielhaft für die Einlassventile 4 gezeigt ist. Dies ermöglicht eine variable Ventilsteuerung mit mehr Freiheitsgraden als bei den Brennkraftmaschinen mit Nockenwelle. Beispielsweise ist nicht nur der Zeitpunkt des Öffnens und des Schliessens oder der Hub der Gaswechselventile, sondern auch die Geschwindigkeit des Öffnens und Schliessens der Einlassventile und/oder der Auslassventile variabel einstellbar.
  • Ein elektrohydraulischer Aktor ist beispielsweise aus der US 6,321,702 bekannt, wobei deren Inhalt ausdrücklich Teil der Offenbarung dieser Anmeldung sein soll.
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines der Zylinder der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit zwei Einlassventilen und zwei Auslassventilen.
  • Bei der Brennkraftmaschine nach 2 sind die gegenüber der Brennkraftmaschine nach 1 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine weist beispielsweise pro Zylinder 1 zwei Einlassventile 4 und zwei Auslassventile 9 auf. Es können aber auch nur ein einziges Einlassventil 4 und ein einziges Auslassventil 9 pro Zylinder 1 vorgesehen sein. Beispielsweise hat die Brennkraftmaschine ein erstes Einlassventil 4.1, ein zweites Einlassventil 4.2, ein erstes Auslassventil 9.1 und ein zweites Auslassventil 9.2.
  • Die Ansaugleitung 3 verzweigt sich stromauf der Einlassventile 4.1, 4.2 in einzelne Einlasskanäle, beispielsweise in einen ersten Einlasskanal 3.1 und einen zweiten Einlasskanal 3.2, die stromab über Mündungsöffnungen 7.1 in den Brennraum 5 des jeweiligen Zylinders 1 münden. An den Mündungsöffnungen 7 ist jeweils der Ventilsitz 6 vorgesehen.
  • Ebenso verzweigt sich die Abgasleitung 8 in Richtung des jeweiligen Brennraums 5 in einzelne Auslasskanäle, beispielsweise in einen ersten Auslasskanal 8.1 und einen zweiten Auslasskanal 8.2, die über Mündungsöffnungen 7.2 in den Brennraum 5 des jeweiligen Zylinders 1 münden.
  • Bei der Brennkraftmaschine ist eine Abgasrückführung vorgesehen. Mittels der Abgasrückführung wird bereits verbranntes, inertes Abgas der Frischluft oder dem Luft-Kraftstoffgemisch im Brennraum 5 zugemischt. Auf diese Weise wird die Zylinderfüllung bei gleich bleibender Frischluftfüllung erhöht, so dass die Brennkraftmaschine weniger stark gedrosselt werden muss, um ein vorbestimmtes Drehmoment zu erreichen. Durch die Entdrosselung der Brennkraftmaschine mittels der Abgasrückführung ergibt sich ein höherer Wirkungsgrad und daher ein geringerer Kraftstoffverbrauch.
  • Die Abgasrückführung senkt die stark temperaturabhängigen Stickoxidemissionen, da durch das zugemischte inerte Abgas die Spitzentemperatur der Verbrennung verringert wird.
  • Beispielsweise ist eine sogenannte interne Abgasrückführung bei der Brennkraftmaschine vorgesehen, bei der verbranntes Restgas erfindungsgemäß während des Ansaugtaktes in den Brennraum zurückgesaugt wird.
  • Zusätzlich kann auch eine bekannte externe Abgasrückführung ausgebildet sein, die verbranntes Abgas aus der Abgasleitung 8 über eine Rückführleitung 8.3 in die Ansaugleitung 3 zurückführt.
  • Das Verhältnis von restlichem Abgas im Brennraum 5 zur angesaugten Frischluft wird im folgenden als Abgasrückführrate bezeichnet.
  • Eine interne Abgasrückführung oder -rückhaltung wird im Stand der Technik beispielsweise dadurch erzielt, dass nicht das gesamte Abgas im Ausstoßtakt aus dem Brennraum ausgestoßen wird, sondern ein vorbestimmter Anteil des Abgases im Brennraum 5 des jeweiligen Zylinders verbleibt oder in die Ansaugleitung 3 geleitet wird. Das Rückhalten des Abgases im Brennraum 5 wird beispielsweise durch zeitlich frühes Schließen der Auslassventile, d.h. bevor der Kolben 2 den oberen Totpunkt erreicht, im Ausstosstakt erreicht. Das Leiten der Abgase in die Ansaugleitung 3 wird dadurch erzielt, dass die Auslassventile 9 in einer Ventilüberschneidungsphase für den Ausstosstakt noch geöffnet und die Einlassventile 4 für den folgenden Ansaugtakt schon geöffnet sind. In dieser vergleichsweise kurzen Ventilüberschneidungsphase sind die Einlassventile 4 und die Auslassventile 9 gleichzeitig geöffnet. Die Ventilüberschneidungsphase beginnt, bevor der Kolben 2 den oberen Totpunkt erreicht. Die Abgasrückführung mittels Ventilüberschneidung hat den Nachteil, dass die erreichbaren Abgasrückführraten sehr begrenzt sind, da die Einlass- und Auslassventile in der Ventilüberschneidungsphase nur sehr kurz gleichzeitig geöffnet sind, so dass nur ein geringer Volumenstrom an Abgas wieder in den Brennraum zurückgeführt werden kann.
  • Stattdessen ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine vorgesehen, bei dem zumindest eines der Auslassventile 9.1, 9.2 in einem Ausstoßtakt der Brennkraftmaschine geöffnet und vor Erreichen eines oberen Totpunktes des Kolbens 2 zumindest teilweise wieder geschlossen wird und bei dem zumindest eines der Einlassventile 4.1, 4.2 in dem nachfolgenden Ansaugtakt geöffnet und in diesem Ansaugtakt zumindest eines der Auslassventile 9.1, 9.2 nochmals geöffnet wird.
  • Auf diese Weise wird sowohl Frischluft aus der Ansaugleitung 3 als auch Abgas aus der Abgasleitung 8 in den Brennraum 5 angesaugt. Die Frischluft und das Abgas strömen mit großer Turbulenz in den Brennraum 5 ein, so dass sich eine gute Durchmischung von Frischluft und Abgas einstellt. Mittels der erfindungsgemäßen internen Abgasrückführung sind sehr hohe Abgasrückführraten erreichbar, beispielsweise bis zu 50 Prozent. Die Abgasrückführrate wird durch die Öffnungszeitdauer des im Ansaugtakt geöffneten Auslassventils 9 geregelt. Das im Ansaugtakt geöffnete Auslassventil 9 wird wieder geschlossen, sobald genügend Abgas für die Zylinderfüllung angesaugt ist. Die Öffnungszeitdauer des im Ansaugtakt zu öffnenden Auslassventils 9 wird beispielsweise mittels eines elektronischen Steuergerätes 28 bestimmt.
  • Das durch die erfindungsgemäße interne Abgasrückführung in den Brennraum 5 rückgesaugte Abgas weist eine hohe Temperatur auf, so dass trotz einer hohen Abgasrückführrate eine schnelle Verdampfung und eine schnelle Verbrennung des Kraftstoffs im Brennraum 5 erreicht wird.
  • Erfindungsgemäß öffnet dasjenige Auslassventil 9.1, 9.2 im Ansaugtakt, das dem zumindest einen geöffneten Einlassventil 4.1, 4.2 diagonal bzw. schräg gegenüberliegt. Beispielsweise ist bei der internen Abgasrückführung zumindest das erste Einlassventil 4.1 und das diagonal gegenüberliegende Auslassventil 9.2 oder zumindest das zweite Einlassventil 4.2 und das erste Auslassventil 9.1 geöffnet. Da das erste Einlassventil 4.1 und das zweite Auslassventil 9.2 bzw. das zweite Einlassventil 4.2 und das erste Auslassventil 9.1 diagonal gegenüberliegen, wird eine besonders intensive Drallströmung mit hoher Turbulenz beim Einströmen der Frischluft und des Abgases in den Brennraum 5 erzeugt, so dass eine sehr gute Durchmischung der Frischluft mit dem Abgas erzielt wird. Außerdem ist durch die Öffnung der sich diagonal gegenüberliegenden Gaswechselventile sichergestellt, dass die Gaswechselventile beim Öffnen nicht aneinanderstoßen bzw. miteinander kollidieren. Durch das Öffnen von diagonal sich gegenüberliegenden Gaswechselventilen 4, 9 ergibt sich bei hohen Abgasrückführraten eine höhere Brenngeschwindigkeit im Brennraum 5 als beim Stand der Technik.
  • Abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine wird während des Ansaugtaktes nur eines der Einlassventile 4.1, 4.2 oder werden beide Einlassventile 4.1, 4.2 geöffnet. Im Leerlauf und im unteren bis mittleren Teillastbereich ist beispielsweise vorgesehen, dass während des Ansaugtaktes nur eines der Einlassventile 4.1, 4.2 und das diesem Einlassventil 4 diagonal gegenüberliegende Auslassventil 9 zum Zylinder 1 hin geöffnet werden und das andere Einlassventil 4 und das dem anderen Einlassventil 4 diagonal gegenüberliegende Auslassventil 9 zum Zylinder 1 hin geschlossen bleiben. Im höheren Teillastbereich und bei Volllast wird während des Ansaugtaktes beispielsweise zusätzlich das andere Einlassventil 4 geöffnet, um einen höheren Frischluftanteil ansaugen zu können.
  • Um eines der Auslassventile 9 zeitlich variabel öffnen zu können und die Einlassventile 4 abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu steuern, ist eine variable Ventilsteuerung erforderlich. Beispielsweise ist die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine nockenwellenlos mit elektromagnetischen oder elektrohydraulischen Aktoren 24 ausgeführt, die die Einlassventile 4 und/oder die Auslassventile 9 betätigen. Aber auch die Freiheitsgrade eines Lost-Motion-Systems mit Nockenwelle reichen aus, um die erfindungsgemäße Ausführung zu realisieren. Möglich ist auch, anstatt des Lost-Motion-Systems die Brennkraftmaschine derart auszuführen, dass die Nockenwelle 10 zur Steuerung der Auslassventile 9.1, 9.2 mehrere, beispielsweise zwei, unterschiedliche Nocken 11 pro Auslassventil 9 aufweist, wobei über einen Mechanismus zwischen diesen Nocken 11 umgeschaltet werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, unterschiedliche Hübe der Auslassventile 9 zu unterschiedlichen Steuerzeiten zu erreichen.
  • Bei einer ersten Ausführung ist vorgesehen, sowohl die Einlassventile 4 als auch die Auslassventile 9 zeitlich variabel zu steuern. Eine zweite Ausführung sieht die variable Ventilsteuerung nur für die Auslassventile 9 oder nur für eines der Auslassventile 9 vor.
  • Gemäß der zweiten Ausführung ist zumindest in einer der Einlasskanäle 3.1, 3.2 eine verschliessbare Steuerklappe 27 angeordnet. Im Unterschied zur ersten Ausführung werden bei der kostengünstigeren zweiten Ausführung unabhängig vom Betriebszustand im Ansaugtakt beide Einlassventile 4.1, 4.2 geöffnet. Zusätzlich wird während des Ansautaktes eines der Auslassventile 9.1, 9.2, beispielsweise dasjenige, das dem Einlasskanal 3.1, 3.2 ohne Steuerklappe 27 diagonal bzw. schräg gegenüberliegt, geöffnet und die Steuerklappe 27 analog zur ersten Ausführung derart gesteuert, dass im Leerlauf und im unteren bis mittleren Teillastbereich nur der Einlasskanal 3.1, 3.2 ohne Steuerklappe 27 zum Zylinder 1 hin durchströmbar ist und im höheren Teillastbereich und bei Volllast beide Einlasskanäle 3.1, 3.2 zum Zylinder 1 hin geöffnet werden. Dies wird erreicht, indem im Leerlauf und im unteren bis mittleren Teillastbereich zusätzlich die Steuerklappe 27 geschlossen wird, während sie im höheren Teillastbereich und bei Volllast geöffnet bleibt. Beispielsweise ist die Steuerklappe 27 im zweiten Einlasskanal 3.2 angeordnet, wobei im Leerlauf und im unteren bis mittleren Teillastbereich die Steuerklappe 27 geschlossen und das zweite Auslassventil 9.2 geöffnet wird.
  • Durch die Steuerklappe 27 wird die Wirkung erzielt, als wären die Einlassventile 4.1, 4.2 zeitlich variabel steuerbar.
  • Um eines der Auslassventile 9.1, 9.2 im Ausstoßtakt zu schließen und kurz darauf im Ansaugtakt nochmals zu öffen, ist eine ausreichend große Zeitdauer erforderlich. Bei kleinen Drehzahlen ist diese Zeitspanne genügend groß, um das gleiche Auslassventil 9.1, 9.2 in den zwei aufeinanderfolgenden Arbeitstakten, dem Ausstoßtakt und dem Ansaugtakt, zu betätigen. Bei hohen Drehzahlen kann die Zeitspanne zu kurz sein, so dass es notwendig ist, dass im Ausstoßtakt und im Ansaugtakt jeweils ein anderes Auslassventil 9.1, 9.2 geöffnet wird. So wird nur dasjenige Auslassventil 9.1, 9.2 im Ausstoßtakt geöffnet, das im nachfolgenden Ansaugtakt nicht nochmals zu öffnen ist, also beispielsweise im Ausstoßtakt das erste Auslassventil 9.1 und im nachfolgenden Ansaugtakt das zweite Auslassventil 9.2. Das Abgas wird im Ausstoßtakt auf diese Weise nur über eines der Auslassventile 9 in die Abgasleitung 8 ausgestoßen.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, in denen jeweils ein Kolben axial beweglich angeordnet ist, und mit den Zylindern zugeordneten Einlassventilen und Auslassventilen, die derart ansteuerbar sind, dass die Ventilsteuerzeiten zumindest der Auslassventile in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine variabel einstellbar sind, wobei zumindest eines der Auslassventile in einem Ausstoßtakt der Brennkraftmaschine geöffnet und vor Erreichen eines oberen Totpunktes des Kolbens zumindest teilweise geschlossen wird und zumindest eines der Einlassventile in einem nachfolgenden Ansaugtakt geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Ansaugtakt nochmals eines der Auslassventile (9.1, 9.2) geöffnet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dasjenige Auslassventil (9.1, 9.2) geöffnet wird, das dem zumindest einen geöffneten Einlassventil (4.1, 4.2) diagonal bzw. schräg gegenüberliegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Leerlauf und im unteren bis mittleren Teillastbereich während des Ansaugtaktes nur eines der Einlassventile (4.1, 4.2) geöffnet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im höheren Teillastbereich und bei Volllast während des Ansaugtaktes zusätzlich ein weiteres Einlassventil (4.1, 4.2) geöffnet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ansaugleitung (3) zum jeweiligen Zylinder (1) hin in zwei Einlasskanäle (3.1, 3.2) verzweigt, wobei in einem der Einlasskanäle (3.1, 3.2) eine Steuerklappe (27) zum Verschliessen dieses Einlasskanals vorgesehen ist, wobei während des Ansaugtaktes unabhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine jeweils beide Einlassventile (4.1, 4.2) geöffnet werden und im Leerlauf und im unteren bis mittleren Teillastbereich zusätzlich die Steuerklappe (27) geschlossen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventile (4.1, 4.2) und/oder die Auslassventile (9.1, 9.2) mittels von elektrohydraulischen oder elektromagnetischen Aktoren (24) betätigt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erreichung der variablen Ventilsteuerzeiten ein Flüssigkeitsvolumen (12) zwischen einem Nocken (11) einer Nockenwelle (10) und einem dem Nocken (11) zugeordneten Einlassventil (4) oder Auslassventil (9) vorgesehen ist und mittels eines Steuerventils (16) verändert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einem der Einlassventile (4.1, 4.2) und/oder zumindest einem der Auslassventile (9.1, 9.2) mehrere Nocken (11) einer Nockenwelle (10) zugeordnet sind und zur Erreichung der variablen Ventilsteuerzeiten zwischen den jeweils auf das Einlassventil (4.1, 4.2) oder das Auslassventil (9.1, 9.2) wirkenden Nocken umgeschaltet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Ausstosstakt und im Ansaugtakt jeweils ein anderes Auslassventil (9.1, 9.2) geöffnet wird.
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