DE102005015852A1 - Hubkolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

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Rüdiger Dipl.-Ing. Pfaff
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Abstract

Die Erfindung geht von einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit mindestens einem Einlassventil und einem Auslassventil je Zylinder aus, die zum Durchführen einer internen Abgasrückführung variabel ansteuerbar sind, wobei mindestens ein Auslassventil je Zylinder während der Öffnungsphase des zugeordneten Einlassventils noch einmal öffnet. Es wird vorgeschlagen, dass die Einlassventile und die Auslassventile durch Nocken jeweils einer Nockenwelle betätigt werden, wobei einem Auslassventil je Zylinder mindestens zwei Nocken zugeordnet sind, die über einen Schaltmechanismus wechselweise in Wirkverbindung mit dem Auslassventil gebracht werden können und von denen ein Nocken, der in einer Kaltlaufphase geschaltet ist, zwei Nockenerhebungen aufweist, von denen eine erste Nockenerhebung während der Auslassphase und eine zweite Nockenerhebung während einer Einlassphase das Auslassventil betätigen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenbrennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und 5.
  • Bei tiefen Temperaturen, z.B. in einem Bereich zwischen 0 und –25 °C, haben Dieselbrennkraftmaschinen mit sehr niedrigem Verdichtungsverhältnis nach dem Kaltstart zunehmend Aussetzer bzw. die Verbrennung erlischt komplett während der Kaltlaufphase der Brennkraftmaschine im Teillastbereich. Ferner steigen durch NOx-Reduktionsmaßnahmen die HC/CO-Emissionen im Startbereich eines Testzyklusses, z.B. NEFZ (Neuer Europäischer Fahrzyklus) oder FTP 75 (Federal Test Procedure) extrem an, sodass bei einer weiteren Verschärfung der gesetzlichen Grenzwerte diese nicht bzw. nur mit erheblichem Aufwand durch Abgasnachbehandlung unterschritten werden können. Der Startbereich des Testzyklusses ist durch Außentemperaturen im Bereich von +22 bis +29 °C gesetzlich vorgeschrieben. Insbesondere bei diesen Temperaturen entsteht bzw. verschärft sich die eben beschriebene HC-Problematik. Erschwerend kommt hinzu, dass die Abgaskatalysatoren der Abgasnachbehandlung aufgrund der kalten Brennkraftmaschine, den damit verbundenen niedrigen Abgastemperaturen und der kalten Abgasanlage noch nicht in der Lage sind, sowohl die HC- als auch die CO-Emissionen katalytisch zu konvertieren.
  • Zum Verbessern des Betriebsverhaltens von Hubkolbenbrennkraftmaschinen und deren Abgasqualität wird ein Teil des Abgases der Verbrennungsluft beigemischt. Man unterscheidet zwei Arten der so genannten Abgasrückführung, und zwar eine externe, kalte und eine interne, heiße Abgasrückführung. Bei der externen Abgasrückführung wird aus dem Abgassystem ein Teil des Abgases entnommen und über eine Abgasrückführungsleitung mit einem Regelventil in das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine eingespeist. Da dies nur möglich ist, wenn zwischen der Entnahmestelle des Abgases und der Einspeisestelle ein Druckgefälle besteht, müssen bei Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit einer Aufladung der Verbrennungsluft entsprechende Vorkehrungen getroffen werden. Die interne Abgasrückführung wird durch eine entsprechende Auslegung der Steuerzeiten der Gaswechselventile erreicht, indem ein Teil des Abgases im Zylinder zurückgehalten oder über die Einlassventile in die Einlasskanäle geschoben oder über die Auslassventile während der Einlassphase aus dem Abgassystem in den Zylinder zurückgesaugt wird. Um die interne Abgasrückführung den Erfordernissen der Brennkraftmaschine anpassen zu können, werden variabel betätigbare Einlass- und/oder Auslassventile verwendet. Es sind beispielsweise Einzelventilbetätigungen bekannt, die in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine ansteuerbar sind. Einfachere Lösungen ergeben sich in den ersten beiden Fällen durch ein Verschieben (Phasing) der Steuerzeiten der Gaswechselventile mittels eines Nockenwellenstellers oder im letzten Fall durch eine asymmetrische Nockenumschaltung gegebenenfalls mit einer Beeinflussung des Dralls.
  • Zum Verbessern der Abgasqualität der Brennkraftmaschine werden Partikelfilter, so genannte Rußfilter, NOx-Adsorberkatalysatoren, SCR-Katalysatoren und/oder Oxidationskatalysatoren verwendet, die nach gewissen Betriebszeiten in einem besonderen Betriebsmodus der Hubkolbenbrennkraftmaschine gegebenenfalls regeneriert und/oder entschwefelt werden müssen. Bei dem Regenerationsbetrieb, der in der Regel einen erheblichen Mehrverbrauch an Kraftstoff zufolge hat, wird bei erhöhten Temperaturen der im Partikelfilter eingelagerte Ruß abgebrannt. Für die Entschwefelung der NOx-Adsorberkatalysatoren bzw. SCR-Katalysatoren ist ebenfalls eine sehr hohe Abgastemperatur notwendig. Diese ist jedoch nicht in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine vorhanden, sodass sich die Regeneration der Filter und Katalysatoren ohne zusätzliche Maßnahmen auf relativ kleine Betriebsbereiche der Brennkraftmaschine beschränkt.
  • Aus der US 2003/005898 A1 ist eine mehrzylindrige Hubkolbenbrennkraftmaschine mit variabel elektronisch ansteuerbaren Gaswechselventilen, nämlich zwei Einlassventilen und zwei Auslassventilen je Zylinder, bekannt, von denen die entsprechenden Einlassventile während der normalen Auslassphase noch einmal öffnen können, sodass ein Teil des Abgases vom Zylinder in die Einlassungsöffnung strömt und bei der nächsten Einlassphase in den Zylinder zurückkehrt, während hier ein Teil der Abgase, der zuvor in die Auslassöffnung strömte, in den Zylinder zurückkehrt, wenn das Auslassventil während der Einlassphase zusätzlich öffnet. Bei üblichen Brennkraftmaschinen ist die innere Abgasrückführung nur in einem beschränkten Maße möglich, da sonst die Rotationsbewegung der Verbrennungsluft und der Brenngase gestört würde. Um die Schadstoffemission durch eine größere Toleranz der inneren Abgasrückführung herabzusetzen, sind je Zylinder zwei Einlasskanäle vorgesehen, von denen einer etwa tangential in den Zylinder mündet, während der andere eine spiralförmige Gestalt besitzt und somit in der einströmenden Luft einen Drall erzeugt. Die zugeordneten Einlassventile können unterschiedlich angesteuert werden, sodass die Stärke des Dralls im Zylinder moduliert werden kann. Durch die variable Ansteuerung der Gaswechselventile kann außerdem das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine herabgesetzt werden, z.B. bei Dieselbrennkraftmaschinen auf ein Verdichtungsverhältnis von 17:1 oder darunter.
  • Ferner wird vorgeschlagen, beim Kaltstart die Einlassventile früher zu schließen und/oder die Auslassventile früher zu öffnen. Beide Maßnahmen reduzieren den Luftdurchsatz durch die Brennkraftmaschine und erhöhen die Abgastemperatur. Dadurch können die Abgaskatalysatoren und Abgasfilter beim Kaltstart schnell aktiviert werden. Die interne, heiße Abgasrückführung kann neben einer externen, kalten Abgasrückführung angewendet werden, obwohl die interne weniger effektiv ist, um Stickstoffoxide zu reduzieren. Auf jeden Fall kann die interne Abgasrückführung in der Aufwärmphase angewendet werden, wenn die äußere Abgasrückführung wegen der niedrigen Temperaturen nicht optimal eingesetzt werden kann. Mit den variabel ansteuerbaren Gaswechselventilen ist es möglich, die Ladung so zu verdünnen, dass man angenähert ein stöchiometrisches Gemisch erreicht. Gleichzeitig kann man die Temperatur steuern, indem man eine externe Abgasrückführung beimischt. Die Temperatur der Ladung beeinflusst den Zündverzug, bedingt durch die hohe Verdünnung. Außerdem kann eine hohe Konzentration an aktiven Radikalen bei der heißen Abgasrückführung die Verbrennungsgeschwindigkeit beschleunigen.
  • Aus der US 2004/0074481 A1 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, deren Einlassventile und Auslassventile von Nocken jeweils einer Nockenwelle betätigt werden. Die Nocken besitzen Öffnungs- und Schließkurven, die so aufeinander abgestimmt sind, dass sich die Öffnungskurve des Einlassventils teilweise mit der Schließkurve des Auslassventils überlappen. Wenigstens eine Nockenwelle ist variabel verstellbar, um die durch die Abgasrückführung zurückgeführte Abgasmenge zu steuern. Die Erhebungskurven der Nocken verlaufen im erweiterten Überlappungsbereich sehr flach, um eine Kollision zwischen den Hubkolben und den Gaswechselventilen zu vermeiden. Die Steuerkurven der Gaswechselventile werden durch einen Nockenwellensteller relativ zum Drehwinkel einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verstellt.
  • Aus der US 6 439 210 B1 ist eine Brennkraftmaschine mit einer inneren Abgasrückführung bekannt, bei der eins der Auslassventile während der Auslassphase geschlossen wird. Ferner kann während der Auslassphase das Einlassventil geöffnet und geschlossen werden. Dabei ist es möglich, die Öffnungszeit des Auslassventils zu verkürzen. Schließlich kann während der Öffnungsphase des Einlassventils während des Einlasstakts das Auslassventil kurzzeitig öffnen. Die Gaswechselventile werden vorzugsweise individuell durch elektrische, elektromagnetische oder elektrohydraulische Aktuatoren betätigt, die von einer elektronischen Steuereinheit angesteuert werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln das Kaltstart- und Kaltlaufverhalten der Brennkraftmaschine zu verbessern. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Nach der Erfindung werden die Einlassventile und die Auslassventile durch Nocken jeweils einer Nockenwelle betätigt. Dabei sind einem der Auslassventile je Zylinder mindestens zwei Nocken zugeordnet, die über einen Schaltmechanismus wechselweise in Wirkverbindung mit dem Auslassventil gebracht werden können. Einer von den beiden Nocken, der in einer Kaltstart- und Kaltlaufphase geschaltet ist, weist zwei Nockenerhebungen auf, von denen eine erste Nockenerhebung während der Auslassphase und eine zweite Nockenerhebung während einer Einlassphase das Auslassventil betätigt.
  • Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird mit einfachen Mitteln eine intensive und wirkungsvolle innere Abgasrückführung während der sich an den Kaltstart anschließenden Kaltlaufphase der Brennkraftmaschine erreicht. Dadurch lässt sich eine Kaltlaufstabilisierung selbst bei niedrigen Minustemperaturen darstellen, was insbesondere für zukünftige Entwicklungen von Brennkraftmaschinen mit sehr niedrigem Verdichtungsverhältnis sehr vorteilhaft ist. Der Brennraum der Brennkraftmaschine wird durch die erheblich erhöhten Temperaturen des zurückgeführten Abgases während der Kaltlaufphase erheblich schneller erwärmt und erreicht somit in kürzerer Zeit seine optimale Betriebstemperatur mit guten Verbrauchswerten und Abgasqualitäten. Die schnelle Erwärmung der Brennkraftmaschine wirkt sich ebenfalls günstig auf die Heizung des Fahrgastraums eines Fahrzeugs aus, wodurch der Komfort wesentlich gesteigert wird.
  • Außerdem lässt sich ein deutliches HC-Absenkungspotential bei kalter Brennkraftmaschine nachweisen, d.h. bei Testbedingungen und Temperaturen zwischen +22 und +29 °C. Auf Grund der erheblich gesteigerten Abgastemperatur wird das Anspringen der Abgaskatalysatoren beschleunigt, was wiederum zu einer weiteren Absenkung der HC/CO-Emissionen führt.
  • Damit die während der Einlassphase in den Zylinder zurückströmenden Abgase die Bewegung der einströmenden Luft nicht stören, wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass das Auslassventil, das mit zwei Nocken zusammenwirkt, in geschlossener Stellung auf einem Teil des Umfangs seines Ventiltellers von einer Auslassabdeckung umgeben ist, die sich am Zylinderkopf vom Ventilsitz aus ein wenig in Richtung in den Zylinder erstreckt und den Ventilteller während der ersten Öffnungsphase mit geringem Spiel umfasst.
  • In dem Umfangsbereich des Ventiltellers, der nicht von der Auslassabdeckung umfasst ist, kann das Abgas ungehindert in den Zylinder zurückströmen, wobei sich in diesem Bereich zweckmäßigerweise die Öffnung des Auslasskanals über eine Phase zum Zylinder hin erweitert. Beide Maßnahmen geben dem zurückströmenden Abgas die gewünschte Richtung, durch die die Drallbewegung der einströmenden Verbrennungsluft nicht gestört, sondern unterstützt und verstärkt wird. Der erhöhte Drall kann bei geeigneter Brennraumgeometrie zu einer erheblichen Reduktion der Partikel- und CO-Emissionen genutzt werden. Dadurch kann ein Nachteil der HC-Absenkung durch innere Abgasrückführung wieder kompensiert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können die erfinderischen Maßnahmen auch mit einer Nockenwellenverstellung der Auslassventile und/oder der Einlassventile kombiniert werden. Die innere Abgasrückführung wird hier durch eine Drehung der Nockenwelle der Auslassventile relativ zur Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Richtung frühes Öffnen der Auslassventile und/oder eine Drehung der Nockenwelle der Einlassventile in Richtung spätes Öffnen der Einlassventile verstellt. Damit wird ein größerer Restgasanteil im Zylinder eingeschlossen. Bei ausschließlichem Drehen der Nockenwelle der Auslassventile wird das Restgas im Zylinder zunächst eingeschlossen und bei Öffnen der Einlassventile in die Einlasskanäle ausgeschoben, um dann wieder während der Einlassphase in den Zylinder gesaugt zu werden. Werden die Nockenwellen der Einlassventile und der Auslassventile in entgegengesetzter Richtung verdreht, so entfällt das Ausschieben in die Einlasskanäle, d.h. das Restgas verbleibt im Zylinder. Diese Maßnahmen unterstützen die zuerst genannten Maßnahmen, können aber auch gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung in einigen Anwendungsfällen ohne diese sinnvoll eingesetzt werden.
  • Bei einem kontinuierlichen Brennverfahren hat die äußere Abgasrückführung Vorteile gegenüber der inneren Abgasrückführung. Da aber die äußere Abgasrückführung bei einem Wechsel der Brennverfahren träge reagiert, ist es gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, ein Verfahren zu verwenden, bei dem die innere Abgasrückführung in Kombination mit einer äußeren Abgasrückführung verwendet wird, wobei während eines Umschaltens zwischen zwei Brennverfahren vorwiegend die innere Abgasrückführung verwendet wird. Dadurch kann die Abgasrückführung im jeweiligen Brennverfahren sehr schnell, verzögerungsfrei angepasst werden.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Dabei zeigen:
  • 1 ein Diagramm mit einer Steuerkurve eines Auslassventils, das während der Öffnungszeit des Einlassventils noch einmal öffnet,
  • 2 eine Ventilbetätigung zweier Auslassventile in einer schematischen, perspektivischen Ansicht,
  • 3 eine schematische Draufsicht auf einen Zylinder mit 2 Einlassventilen und zwei Auslassventilen,
  • 4 einen schematischen Schnitt in vergrößertem Maßstab entsprechend der Linie IV-IV in 3,
  • 5 eine perspektivische Ansicht entsprechend der 3 mit einem Schnitt durch die Gaswechselkanäle,
  • 6 eine vergrößerte Einzelheit entsprechend der Linie VI in 5,
  • 7 ein Diagramm mit einer Steuerkurve eines Auslassventils, dessen Öffnungszeit durch einen Nockenwellensteller nach früh verschoben werden kann und
  • 8 ein Diagramm entsprechend der 1 mit einer modifizierten Steuerkurve für ein Auslassventil nach 7.
  • In den Diagrammen nach 1, 7 und 8 ist ein Hub h von Auslassventilen 25, 26 und nicht näher dargestellten Einlassventilen, über einen Kurbelwinkel γ einer Kurbelwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine aufgetragen. Diese kann je Zylinder ein oder mehrere Einlassventile bzw. Auslassventile 25, 26 aufweisen. Eine normale Steuerkurve eines Auslassventils 25, 26 ist mit 10 bezeichnet, während die Steuerkurve eines zugeordneten Einlassventils die Kennziffer 11 trägt. Der Viertaktzyklus der Hubkolbenbrennkraftmaschine beginnt nach einer vorhergehenden Verdichtungsphase im oberen Totpunkt bei einem Kurbelwinkel γ 0°, an den sich bis zu einem Kurbelwinkel 180°, dem unteren Totpunkt, eine Verbrennungs-/Expansionsphase anschließt. In einem Winkelbereich von etwa 45° bis 60° vor dem unteren Totpunkt bei 180° Kurbelwinkel öffnet im Normalfall das Auslassventil 25, 26 und schließt in der Regel in einem Winkelbereich von 5° bis 20° nach dem oberen Totpunkt bei 360° Kurbelwinkel. Wie die Steuerkurve 11 für das Einlassventil zeigt, öffnet dieses kurz vor dem oberen Totpunkt bei 360°, und zwar in einem Winkelbereich von etwa 10° bis 15° vor dem oberen Totpunkt. Ein Bereich, in dem sich die Öffnungszeiten des Auslassventils 25, 26 und des Einlassventils überschneiden und in dem beide Ventile geöffnet sind, ist mit 12 gekennzeichnet. An den oberen Totpunkt bei 360° schließt sich die Einlassphase bis zum unteren Totpunkt bei 540° Kurbelwinkel an. Das Einlassventil wird in der Regel in einem Bereich von 40° bis 60° nach dem unteren Totpunkt bei 540° geschlossen. Von da ab beginnt bis zum oberen Totpunkt bei 720° Kurbelwinkel die Verdichtungsphase, an die sich ein neuer Viertaktzyklus periodisch anschließt.
  • Die dargestellte Brennkraftmaschine besitzt je Zylinder 40 zwei nicht dargestellte Einlassventile und zwei Auslassventile 25, 26, die jeweils von einer Nockenwelle 16 betätigt werden und Einlasskanäle 43, 44 bzw. Auslasskanäle 41, 42 steuern. Die Nockenwelle 16 für die Auslassventile 25, 26 besitzt zwei Nocken 18, 20 mit jeweils einer Nockenerhebung 19, 21, durch die die Auslassventile 25, 26 im Normalbetrieb während der Auslassphase geöffnet werden. Dabei dreht sich die Nockenwellung 16 in Drehrichtung 17.
  • Die Auslassventile 25, 26 werden durch Ventilfedern 29, 30 in geschlossener Stellung gehalten. Dabei schließen die Auslassventile 25, 26 mit ihren Ventiltellern 45, 46 die Auslasskanäle 41, 42 an einer zylinderseitigen Öffnung 51 ab, indem die Ventilteller 45, 46 an ihrem Umfang an einem Ventilsitz 47, 48 im Zylinderkopf 52 anliegen. Die Ventilfedern 29, 30 stützen sich einerseits an dem Zylinderkopf 52 und andererseits an einem Ventilschaft 27, 28 der Auslassventile 25, 26 ab. Auf das dem Zylinder 40 abgewandte Ende des Ventilschafts 27, 28 wirkt mit einem Ende ein Schwinghebel 31, 32, dessen anderes Ende sich über eine gelenkige Stütze 37, 38 am Zylinderkopf 52 abstützt. Zwischen dem Ventilschaft 27, 28 und der Stütze 37, 38 ist am Schwinghebel 31, 32 eine Rolle 33, 34 auf einer Achse 35, 36 drehbar gelagert. Der Umfang des Nockens 18, 20 rollt an der Rolle 33, 34 ab. Bei der Drehung der Nockenwelle 16 in Drehrichtung 17 wird das Auslassventil 25, 26 durch die Nockenerhebung 19, 21 in eine geöffnete Position verstellt.
  • Eines der beiden Auslassventile 25, 26 im Ausführungsbeispiel nach 2, das Auslassventil 26, kann durch einen weiteren Nocken 22 wechselweise zum Nocken 20 betätigt werden. Aus Belastungsgründen sind im vorliegenden Fall zwei gleichartige Nocken 22 zu beiden Seiten des Nockens 20 angeordnet. Die Nocken 22 können durch Schaltnocken 39 zur Wirkung gebracht werden, indem diese durch eine nicht näher dargestellte Stelleinrichtung in eine Wirkstellung geschaltet werden. Die Schaltnocken 39 sind schwenkbar zu beiden Seiten des Schwinghebels 32 auf einer verlängerten Achse 36 gelagert, auf der ebenfalls die Rolle 34 gelagert ist. Die Schaltnocken 39 sind so ausgelegt, dass in ihrer Wirkstellung die Rolle 34 von dem Umfang des Nockens 20 abhebt.
  • Der Nocken 22 besitzt zwei Nockenerhebungen 23, 24, die in der wirksamen Stellung der Schaltnocken 39 das Auslassventil 26 in der Auslassphase steuern und in der Einlassphase ein zweites Mal öffnen. Die erweiterte Steuerkurve während der Einlassphase ist in 1 und 8 dargestellt und mit 13 bezeichnet. Während das Auslassventil 26 durch die zweite Nockenerhebung 24 geöffnet wird, strömt Abgas aus dem Auslasskanal 42 in den Zylinder 40 zurück und vermischt sich dort mit der durch die Einlasskanäle 43, 44 einströmenden Verbrennungsluft. Damit die in den Zylinder 40 zurückströmenden Abgase die Drallbewegung der einströmenden Verbrennungsluft nicht stören, ist an der Öffnung 51 des Auslasskanals 42 nach dem Ventilsitz 48 am Zylinderkopf 52 zum Zylinder 40 hin eine Auslassabdeckung 49 vorgesehen. Diese umfasst den Ventilteller 46 des Auslassventils 26 über einen Teil seines Umfangs mit einem geringen Spiel, sodass der in den Zylinder 40 zurückströmende Abgasstrom zur freien Seite des Umfangs gelenkt wird. Dabei wird die Öffnung 51 in der gewünschten Strömungsrichtung durch eine Fase 50 zum Zylinder 40 hin erweitert, sodass die Strömungsrichtung der zurückströmenden Abgase die Bewegung der einströmenden Verbrennungsluft unterstützt und verstärkt.
  • Bei der Ausführung nach 7 besitzt die Nockenwelle 16 einen Nockenwellenversteller 53, durch den der Öffnungsbeginn der Auslassventile 25, 26 in Richtung eines Pfeils 15 nach früh verschoben wird. Dadurch ergibt sich die modifizierte Steuerkurve 14. In gleicher Weise kann die Nockenwelle für die Einlassventile durch einen Nockenwellensteller in die entgegengesetzte Richtung verstellt werden, sodass die Einlassventile später öffnen. Durch den Nockenwellensteller 53 kann erreicht werden, dass mehr oder weniger Restgas im Zylinder verbleibt. Die Maßnahmen nach 7 können allein oder zusammen mit den Maßnahmen nach 1 angewendet werden. Ein entsprechendes Steuerdiagramm ist in 8 dargestellt. Auch hierbei kann die Nockenwelle für die Einlassventile durch einen Nockenwellensteller in Richtung spät verstellt werden, sodass die Einlassventile später öffnen.

Claims (7)

  1. Hubkolbenbrennkraftmaschine mit mindestens einem Einlassventil und einem Auslassventil je Zylinder, die zum Durchführen einer internen Abgasrückführung variabel ansteuerbar sind, wobei mindestens ein Auslassventil je Zylinder während der Öffnungsphase des zugeordneten Einlassventils noch einmal öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventile und die Auslassventile (25, 26) durch Nocken (18, 20, 22) jeweils einer Nockenwelle (16) betätigt werden, wobei einem Auslassventil (26) je Zylinder (40) mindestens zwei Nocken (20, 22) zugeordnet sind, die über einen Schaltsmechanismus (32, 35, 39) wechselweise in Wirkverbindung mit dem Auslassventil (26) gebracht werden können und von denen ein Nocken (22), der in einer Kaltlaufphase geschaltet ist, zwei Nockenerhebungen (23, 24) aufweist, von denen eine erste Nockenerhebung (23) während der Auslassphase und eine zweite Nockenerhebung (24) während einer Einlassphase das Auslassventil (26) betätigen.
  2. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (26), das mit den zwei Nocken (20, 22) zusammenwirkt, in geschlossener Stellung auf einem Teil des Umfangs seines Ventiltellers (46) von einer Auslassabdeckung (49) umgeben ist, die sich am Zylinderkopf (52) vom Ventilsitz (48) aus ein wenig in Richtung in den Zylinder (40) erstreckt und den Ventilteller (46) während der ersten Öffnungsphase mit geringem Spiel umfasst und so am Umfang des Ventiltellers (46) angeordnet ist, dass die aus dem Auslasskanal (42) in den Zylinder (40) zurückströmenden Abgase die Bewegung der einströmenden Luft unterstützen.
  3. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Umfangsrichtung an die Auslassabdeckung (49) eine Fase (50) anschließt, über die sich die Öffnung (51) des Auslasskanals (42) zum Zylinder (40) hin erweitert.
  4. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (16) für die Auslassventile (25, 26) einen Nockenwellensteller (53) besitzt, der in der Startphase und/oder Kaltlaufphase die Winkellage der Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine nach früh verstellt.
  5. Hubkolbenbrennkraftmaschine mit mindestens einem Einlassventil und einem Auslassventil je Zylinder, die zum Durchführen einer internen Abgasrückführung variabel ansteuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (16) für die Auslassventile (25, 26) einen Nockenwellensteller (53) besitzt, der in der Startphase und/oder Kaltlaufphase die Winkellage der Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine nach früh verstellt.
  6. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle der Einlassventile einen Nockenwellensteller (53) besitzt, der in der Startphase und/oder Kaltlaufphase die Winkellage der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine nach spät verstellt.
  7. Verfahren zum Betrieb einer Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Abgasrückführung in Kombination mit einer äußeren Abgasrückführung verwendet wird, wobei während eines Umschaltens zwischen zwei Brennverfahren vorwiegend die innere Abgasrückführung verwendet wird.
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