DE102011119911A1

DE102011119911A1 - Motorbaugruppe mit einer Anordnung mit variablem Ventilhub

Info

Publication number: DE102011119911A1
Application number: DE102011119911A
Authority: DE
Inventors: Alan W. Hayman
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2012-06-14
Also published as: CN102562203A; US9032921B2; US20120137997A1; CN102562203B

Abstract

Eine Motorbaugruppe kann eine Motorstruktur umfassen, die eine erste Verbrennungskammer, eine erste Öffnung, die mit der ersten Verbrennungskammer in Verbindung steht, und eine zweite Öffnung definiert, die mit der ersten Verbrennungskammer in Verbindung steht. Ein erstes Ventil kann in der ersten Öffnung angeordnet sein, und ein zweites Ventil kann in der zweiten Öffnung angeordnet sein. Ein erster mehrstufiger Ventilhubmechanismus kann an der Motorstruktur gelagert sein und mit dem ersten Ventil in Eingriff stehen. Ein zweiter mehrstufiger Ventilhubmechanismus kann an der Motorstruktur gelagert sein und mit dem zweiten Ventil in Eingriff stehen. Der erste und der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus können unabhängig voneinander zwischen einem Modus mit niedrigem Hub und einem Modus mit hohem Hub umgeschaltet werden.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Motorbaugruppen, die Anordnungen mit variablem Ventilhub aufweisen.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt liefert auf die vorliegende Offenbarung bezogene Hintergrundinformation, die nicht notwendigerweise Stand der Technik darstellt.
Verbrennungsmotoren können ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern verbrennen und dadurch ein Antriebsdrehmoment erzeugen. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs erzeugt Abgase. Ventilhubmechanismen können das Öffnen und Schließen von Einlass- und Auslassöffnungen steuern, um eine Luftströmung in die Verbrennungskammer und eine Abgasströmung aus der Verbrennungskammer zu steuern.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Motorbaugruppe kann eine Motorstruktur, ein erstes Ventil, ein zweites Ventil, einen ersten mehrstufigen Ventilhubmechanismus und einen zweiten mehrstufigen Ventilhubmechanismus umfassen. Die Motorstruktur kann eine erste Verbrennungskammer, eine erste Öffnung, die mit der ersten Verbrennungskammer in Verbindung steht, und eine zweite Öffnung definieren, die mit der ersten Verbrennungskammer in Verbindung steht. Das erste Ventil kann in der ersten Öffnung angeordnet sein, und das zweite Ventil kann in der zweiten Öffnung angeordnet sein. Der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus kann an der Motorstruktur gelagert sein und mit dem ersten Ventil in Eingriff stehen. Der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus kann in einem ersten Modus mit niedrigem Hub und in einem ersten Modus mit hohem Hub, der eine größere Verschiebung des ersten Ventils als der erste Modus mit niedrigem Hub liefert, betreibbar sein. Der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus kann an der Motorstruktur gelagert sein und mit dem zweiten Ventil in Eingriff stehen. Der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus kann in einem zweiten Modus mit niedrigem Hub und in einem zweiten Modus mit hohem Hub, der eine größere Verschiebung des zweiten Ventils als der erste Modus mit niedrigem Hub liefert, betreibbar sein. Der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus kann in dem ersten Modus mit hohem Hub betrieben werden, während der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus in dem zweiten Modus mit niedrigem Hub betrieben wird.
Gemäß einer anderen Anordnung kann eine Motorbaugruppe eine Motorstruktur, ein erstes Ventil, ein zweites Ventil, einen ersten mehrstufigen Ventilhubmechanismus und einen ersten Ventilhubmechanismus mit fester Verschiebung umfassen. Die Motorstruktur kann eine erste Verbrennungskammer, eine zweite Verbrennungskammer, eine erste Öffnung, die mit der ersten Verbrennungskammer in Verbindung steht, und eine zweite Öffnung definieren, die mit der zweiten Verbrennungskammer in Verbindung steht. Das erste Ventil kann in der ersten Öffnung angeordnet sein, und das zweite Ventil kann in der zweiten Öffnung angeordnet sein. Der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus kann an der Motorstruktur gelagert sein, und der kann mit dem ersten Ventil in Eingriff stehen. Der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus kann in einem ersten Modus mit niedrigem Hub und in einem ersten Modus mit hohem Hub, der eine größere Verschiebung des ersten Ventils als der erste Modus mit niedrigem Hub liefert, betreibbar sein. Der erste Ventilhubmechanismus mit fester Verschiebung kann an der Motorstruktur gelagert sein und mit dem zweiten Ventil in Eingriff stehen. Der erste Ventilhubmechanismus mit fester Verschiebung kann in einem Modus mit einem einzigen Hub betreibbar sein, der eine feste Verschiebung des zweiten Ventils liefert.
Weitere Anwendungsgebiete werden anhand der hierin vorgesehenen Beschreibung offensichtlich werden. Die Beschreibung und die speziellen Beispiele in dieser Zusammenfassung sind nur zu Darstellungszwecken gedacht und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Darstellungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
1 ist eine schematische Schnittansicht einer Motorbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine zusätzliche Schnittansicht der Motorbaugruppe von 1;
3 ist eine fragmentarische Perspektivansicht der Ventiltriebbaugruppe, die in der Motorbaugruppe von 1 eingebunden ist;
4 ist eine zusätzliche fragmentarische Perspektivansicht der Ventiltriebbaugruppe von 3;
5 ist eine schematische Schnittansicht eines ersten mehrstufigen Ventilhubmechanismus aus der in 3 gezeigten Ventiltriebbaugruppe;
6 ist eine zusätzliche schematische Schnittansicht des in 5 gezeigten ersten mehrstufigen Ventilhubmechanismus;
7 ist eine schematische Schnittansicht eines zweiten mehrstufigen Ventilhubmechanismus aus der in 3 gezeigten Ventiltriebbaugruppe; und
8 ist eine zusätzliche schematische Schnittansicht des in 7 gezeigten zweiten mehrstufigen Ventilhubmechanismus.
Entsprechende Bezugszeichen geben überall in den verschiedenen Zeichnungsansichten entsprechende Teile an.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen vollständiger beschrieben. Die nachfolgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen nicht einschränken.
Beispielhafte Ausführungsformen sind vorgesehen, sodass diese Offenbarung sorgfältig sein wird und Fachleuten den Umfang vollständig übermitteln wird. Es werden zahlreiche spezielle Details dargelegt, wie etwa Beispiele spezieller Komponenten, Einrichtungen und Verfahren, um für ein genaues Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu sorgen. Fachleute werden einsehen, dass spezielle Details nicht verwendet werden müssen, dass die beispielhaften Ausführungsformen in vielen unterschiedlichen Formen verkörpert werden können und dass keine von diesen derart ausgelegt werden soll, dass sie den Umfang der Offenbarung einschränkt. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen werden wohlbekannte Prozesse, wohlbekannte Einrichtungsstrukturen und wohlbekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Wenn ein Element oder eine Lage als ”auf”, ”in Eingriff mit”, ”verbunden mit” oder ”gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Lage bezeichnet wird, kann sich dieses bzw. diese direkt auf dem anderen Element oder der anderen Lage befinden, mit dem anderen Element oder der anderen Lage in Eingriff stehen, verbunden oder gekoppelt sein, oder es können dazwischen liegende Elemente oder Lagen vorhanden sein. Wenn ein Element im Gegensatz dazu als ”direkt auf”, ”direkt in Eingriff mit”, ”direkt verbunden mit” oder ”direkt gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Lage bezeichnet wird, können keine dazwischen liegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Formulierungen, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten auf eine ähnliche Weise interpretiert werden (z. B. ”zwischen” gegenüber ”direkt zwischen”, ”benachbart” gegenüber ”direkt benachbart”, usw.). Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” eine beliebige oder alle Kombinationen eines oder mehrerer der dazugehörigen aufgelisteten Gegenstände.
Obwohl die Ausdrücke erster, zweiter, dritter, usw. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Lagen und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollten diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Lagen und/oder Abschnitte nicht durch diese Ausdrücke beschränkt sein. Diese Ausdrücke können lediglich verwendet werden, um ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Lage oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Lage oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Ausdrücke wie beispielsweise ”erster”, ”zweiter” und andere numerische Ausdrücke implizieren keine Sequenz oder Reihenfolge, wenn sie hierin verwendet werden, wenn dies nicht klar durch den Zusammenhang angegeben wird. Daher könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Lage oder ein erster Abschnitt, die nachstehend diskutiert werden, als ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Lage oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
Eine Motorbaugruppe 10 ist in 1 und 2 dargestellt und kann eine Motorstruktur 12, eine Kurbelwelle 14, einen ersten und einen zweiten Kolben 16, 18 sowie eine Ventiltriebbaugruppe 20 umfassen. Die Motorstruktur 12 kann einen Motorblock 22 und einen Zylinderkopf 24 umfassen. Die Motorstruktur 12 kann eine erste und eine zweite Zylinderbohrung 26, 28 in dem Zylinderblock 22 definieren.
Der erste Kolben 16 kann in der ersten Zylinderbohrung 26 angeordnet sein, und der zweite Kolben 18 kann in der zweiten Zylinderbohrung 28 angeordnet sein. Der Zylinderkopf 24 wirkt mit der ersten Zylinderbohrung 26 und dem ersten Kolben 16 zusammen, um eine erste Verbrennungskammer 30 zu definieren, und er wirkt mit der zweiten Zylinderbohrung 28 und dem zweiten Kolben 18 zusammen, um eine zweite Verbrennungskammer 32 zu definieren.
Der Einfachheit halber sind zwei Zylinder beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegenden Lehren für Anordnungen mit einer beliebigen Anzahl von Kolben und Zylindern und eine Vielzahl von Hubkolben-Motorkonfigurationen gelten, die V-Motoren, Reihenmotoren und horizontal entgegengesetzte Motoren und auch sowohl Konfigurationen mit obenliegenden Nocken als auch mit Nocken im Block umfassen, ohne auf diese beschränkt zu sein.
Die Motorstruktur 12 kann eine erste Öffnung 34 und eine zweite Öffnung 36, die mit der ersten Verbrennungskammer 30 in Verbindung stehen, sowie eine dritte Öffnung 38 und eine vierte Öffnung 40 definieren, die mit der zweiten Verbrennungskammer 32 in Verbindung stehen. Die erste, zweite, dritte und vierte Öffnung 34, 36, 38, 40 können Einlassöffnungen bilden. Die erste und die zweite Öffnung 34, 36 liefern eine Luftströmung (A) an die erste Verbrennungskammer 30, und die dritte und die vierte Öffnung 38, 40 liefern eine Luftströmung (A) an die zweite Verbrennungskammer 32.
Die Motorstruktur 12 kann zusätzlich eine erste Auslassöffnung 42 und eine zweite Auslassöffnung 44 definieren, die mit der ersten Verbrennungskammer in Verbindung stehen und ein Abgas (E1) aus der ersten Verbrennungskammer 30 leiten. Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel können die erste und die zweite Auslassöffnung 42, 44 auch mit der zweiten Verbrennungskammer 32 in Verbindung stehen und das Abgas (E1) aus der ersten Verbrennungskammer 30 für ein nachfolgendes Verbrennungsereignis an die zweite Verbrennungskammer 32 liefern. Die Motorstruktur 12 kann zusätzlich eine erste Auslassöffnung 46 und eine zweite Auslassöffnung 48 definieren, die ein Abgas (E2) aus der zweiten Verbrennungskammer 32 leiten.
Die erste Verbrennungskammer 30 kann eine Verbrennungskammer mit Zweitakt-Betriebszyklus bilden, die ein Verbrennungsereignis für jede Kurbelwellenumdrehung aufweist. Die zweite Verbrennungskammer 32 kann eine Verbrennungskammer mit Viertakt-Betriebszyklus bilden, die ein Verbrennungsereignis für zwei Kurbelwellenumdrehungen aufweist.
Die Ventiltriebbaugruppe 20 kann eine erste Nockenwelle 50, eine zweite Nockenwelle 52, ein erstes Ventil 54, das in der ersten Öffnung 34 angeordnet ist, ein zweites Ventil 56, das in der zweiten Öffnung 36 angeordnet ist, ein drittes Ventil 58, das in der dritten Öffnung 38 angeordnet ist, und ein viertes Ventil 60 umfassen, das in der vierten Öffnung 40 angeordnet ist. Das erste, zweite, dritte und vierte Ventil 54, 56, 58, 60 können Einlassventile bilden. Die Ventiltriebbaugruppe 20 kann zusätzlich Auslassventile 62 umfassen, die in den ersten Auslassöffnungen 42, 46 und in den zweiten Auslassöffnungen 44, 48 angeordnet sind.
Die Ventiltriebbaugruppe 20 kann einen ersten und einen zweiten mehrstufigen Ventilhubmechanismus 64, 66 sowie einen ersten und einen zweiten Ventilhubmechanismus 68, 70 mit fester Verschiebung umfassen. Der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus 66 kann an der Motorstruktur 12 gelagert sein und mit dem ersten Ventil 54 in Eingriff stehen, und der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus 66 kann an der Motorstruktur 12 gelagert sein und mit dem zweiten Ventil 56 in Eingriff stehen. Der erste Ventilhubmechanismus 68 mit fester Verschiebung kann an der Motorstruktur 12 gelagert sein und mit dem dritten Ventil 58 in Eingriff stehen, und der zweite Ventilhubmechanismus 70 mit fester Verschiebung kann an der Motorstruktur 12 gelagert sein und mit dem vierten Ventil 60 in Eingriff stehen. Der erste und der zweite Ventilhubmechanismus 68, 70 mit fester Verschiebung können in einem Modus mit einem einzigen Hub betreibbar sein, der eine feste Verschiebung des dritten und des vierten Ventils 58, 60 liefert. Der erste und der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus 64, 66 und der erste sowie der zweite Ventilhubmechanismus 68, 70 mit fester Verschiebung können Einlassventilhubmechanismen bilden.
Die Ventiltriebbaugruppe 20 kann zusätzlich mehrstufige Ventilhubmechanismen 72 und Ventilhubmechanismen 74 mit fester Verschiebung umfassen, die an der Motorstruktur 12 gelagert sind und mit den Auslassventilen 62 in Eingriff stehen. Obgleich die erste Verbrennungskammer 30 derart dargestellt ist, dass sie mehrstufige Ventilhubmechanismen 72, die dieser zugeordnet sind, für das Öffnen und Schließen der Auslassventile 62 aufweist, versteht es sich, dass alternativ Ventilhubmechanismen mit fester Verschiebung verwendet werden könnten.
Die erste Nockenwelle 50 kann eine Einlassnockenwelle bilden, und sie kann einen ersten Satz von Einlassnocken 76 und einen zweiten Satz von Einlassnocken 78 umfassen. Der erste Satz von Einlassnocken 76 und der zweite Satz von Einlassnocken 78 können zur Drehung miteinander an der ersten Nockenwelle 50 fixiert sein. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann die erste Nockenwelle 50 zur Drehung mit der Kurbelwelle 14 fixiert sein (d. h. ohne Nockenphasensteller). Gemäß einem anderen nicht einschränkenden Beispiel kann die erste Nockenwelle 50 mittels eines Nockenphasenstellers relativ zu der Kurbelwelle 14 drehbar sein. Gemäß einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel können der erste Satz von Nocken 76 und der zweite Satz von Nocken 78 mittels eines Nockenphasenstellers relativ zueinander und relativ zu der Kurbelwelle 14 drehbar sein. Die zweite Nockenwelle 52 kann eine Auslassnockenwelle bilden, und sie kann einen ersten Satz von Auslassnocken 80 und einen zweiten Satz von Auslassnocken 82 aufweisen. Der erste Satz von Auslassnocken 80 und der zweite Satz von Auslassnocken 82 können zur Drehung miteinander an der zweiten Nockenwelle 52 fixiert sein. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann die zweite Nockenwelle 52 zur Drehung mit der Kurbelwelle 14 fixiert sein (d. h. ohne Nockenphasensteller). Gemäß einem anderen nicht einschränkenden Beispiel kann die zweite Nockenwelle 52 mittels eines Nockenphasenstellers relativ zu der Kurbelwelle 14 drehbar sein. Gemäß einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel können der erste Satz von Auslassnocken 80 und der zweite Satz von Auslassnocken 82 mittels eines Nockenphasenstellers relativ zueinander und relativ zu der Kurbelwelle 14 drehbar sein.
Der erste Satz von Einlassnocken 78 kann einen ersten Nocken 84, einen zweiten Nocken 86 und einen dritten Nocken 88, die mit dem ersten mehrstufigen Ventilhubmechanismus 64 ein Eingriff stehen, sowie einen ersten Nocken 90, einen zweiten Nocken 92 und einen dritten Nocken 94 umfassen, die mit dem zweiten mehrstufigen Ventilhubmechanismus 66 in Eingriff stehen. Der erste, zweite und dritte Nocken 84, 86, 88 und der erste, zweite und dritte Nocken 90, 92, 94 können jeweils einen doppelten Nocken bilden, der eine erste und eine zweite Kuppe aufweist, um dem Zweitakt-Betriebszyklus der ersten Verbrennungskammer 30 Rechnung zu tragen. Auf ähnliche Weise können die Auslassnocken aus dem ersten Satz von Auslassnocken 80 jeweils einen doppelten Nocken bilden, der eine erste und eine zweite Kuppe aufweist, um dem Zweitakt-Betriebszyklus der ersten Verbrennungskammer 30 Rechnung zu tragen. Die Nocken 95, 97, die in dem zweiten Satz von Einlassnocken 78 und dem zweiten Satz von Auslassnocken 82 eingebunden sind, können jeweils einen einzelnen Nocken mit einer einzelnen Kuppe bilden.
Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel können sich die erste und die zweite Nockenwelle 50, 52 mit der Hälfte der Drehzahl der Kurbelwelle 14 drehen. Daher können das erste und das zweite Ventil 54, 56 (Einlassventile) und die Auslassventile 62, die der ersten Verbrennungskammer 30 zugeordnet sind, jeweils einmal pro Kurbelwellenumdrehung geöffnet werden. Das dritte und vierte Ventil 58, 60 (Einlassventile) und die Auslassventile 62 können jeweils einmal für zwei Kurbelwellenumdrehungen geöffnet werden, um der Anordnung mit mehreren Zyklen Rechnung zu tragen (mit Zweitakt- und Viertakt-Betriebszyklus).
Unter Bezugnahme auf 3–8 können der erste und der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus 64, 66 die Menge der Luft variieren, die in die erste Verbrennungskammer 30 eingeleitet wird, um das Abgas (E1) zu steuern, das an die zweite Verbrennungskammer 32 geliefert wird. Der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus 64 kann einen Kipphebel bilden, der ein erstes und ein zweites Element 96, 98 und einen ersten Verriegelungsmechanismus 100 aufweist. Der erste und der dritte Nocken 84, 88 können mit dem ersten Element 96 in Eingriff stehen, und der zweite Nocken 86 kann mit dem zweiten Element 98 in Eingriff stehen. Der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus 66 kann einen Kipphebel bilden, der ein erstes und ein zweites Element 102, 104 und einen zweiten Verriegelungsmechanismus 106 aufweist. Der erste und der dritte Nocken 90, 94 können mit dem ersten Element 102 in Eingriff stehen, und der zweite Nocken 92 kann mit dem zweiten Element 104 in Eingriff stehen.
Der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus 64 kann in einem ersten Modus mit niedrigem Hub und in einem ersten Modus mit hohem Hub, der eine größere Verschiebung des ersten Ventils 54 als der erste Modus mit niedrigem Hub liefert, betreibbar sein. Der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus 66 kann in einem zweiten Modus mit niedrigem Hub und in einem zweiten Modus mit hohem Hub, der eine größere Verschiebung des zweiten Ventils als der erste Modus mit niedrigem Hub liefert, betreibbar sein. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann der erste Verriegelungsmechanismus 100 das erste und das zweite Element 96, 98 während des ersten Modus mit hohem Hub für eine Verschiebung miteinander befestigen, und er kann während des ersten Modus mit niedrigem Hub eine relative Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Element 96, 98 ermöglichen. Auf ähnliche Weise kann der zweite Verriegelungsmechanismus 106 das erste und das zweite Element 102, 104 während des zweiten Modus mit hohem Hub für eine Verschiebung miteinander befestigen, und er kann während des zweiten Modus mit niedrigem Hub eine relative Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Element 102, 104 ermöglichen.
Der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus 64 kann mit einer ersten Fluidzufuhr 108 in Verbindung stehen, und der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus 66 kann mit einer zweiten Fluidzufuhr 110 in Verbindung stehen, die von der ersten Fluidzufuhr 108 unabhängig ist. Spezieller kann der erste Verriegelungsmechanismus 100 mit der ersten Fluidzufuhr 108 in Verbindung stehen, und der zweite Verriegelungsmechanismus 106 kann mit der zweiten Fluidzufuhr 110 in Verbindung stehen. Die erste Fluidzufuhr 108 kann ein erstes Ventil 112 aufweisen, das mit einem unter Druck stehenden Fluid 132 in Verbindung steht, und die zweite Fluidzufuhr 110 kann ein zweites Ventil 114 aufweisen, das mit dem unter Druck stehenden Fluid 132 in Verbindung steht.
Wie in 5 und 6 zu sehen ist, kann der erste Verriegelungsmechanismus 100 einen ersten und einen zweiten Verriegelungsstift 116, 118 sowie ein erstes und ein zweites Vorspannelement 120, 122 aufweisen, die in dem zweiten Element 98 untergebracht sind. Der erste Verriegelungsmechanismus 100 kann zwischen einer ersten entriegelten Position (5) und einer ersten verriegelten Position (6) verschiebbar sein. Das erste Ventil 112 kann selektiv eine Verbindung zwischen dem unter Druck stehenden Fluid 132 und dem ersten mehrstufigen Ventilhubmechanismus 64 herstellen, um zwischen dem ersten Modus mit hohem Hub und dem ersten Modus mit niedrigem Hub umzuschalten.
In der ersten entriegelten Position können das erste und das zweite Vorspannelement 120, 122 den ersten und den zweiten Verriegelungsstift 116, 118 zueinander nach innen und aus dem Eingriff des ersten Elements 96 drücken, was eine relative Verschiebung zwischen dem ersten und zweiten Element 96, 98 während des ersten Modus mit niedrigem Hub ermöglicht (5). Wenn ein Betrieb in dem ersten Modus mit hohem Hub gewünscht ist (6), kann das erste Ventil 112 eine Verbindung zwischen dem unter Druck stehenden Fluid 132 und dem ersten mehrstufigen Ventilhubmechanismus 64 herstellen, um den ersten Verriegelungsmechanismus 100 in die erste verriegelte Position zu verschieben. Das unter Druck stehende Fluid 132 kann den ersten und den zweiten Verriegelungsstift 116, 118 gegen die Kraft, die durch das erste und das zweite Vorspannelement 120, 122 ausgeübt wird, voneinander weg nach außen und in einen Eingriff mit dem ersten Element 96 verschieben.
Auf ähnliche Weise und wie es in 7 und 8 zu sehen ist, kann der zweite Verriegelungsmechanismus 106 einen ersten und einen zweiten Verriegelungsstift 124, 126 sowie ein erstes und ein zweites Vorspannelement 128, 130 aufweisen, die in dem zweiten Element 104 untergebracht sind. Der zweite Verriegelungsmechanismus 106 kann zwischen einer zweiten entriegelten Position (7) und einer zweiten verriegelten Position (8) verschiebbar sein. Das zweite Ventil 114 kann selektiv eine Verbindung zwischen dem unter Druck stehenden Fluid 132 und dem zweiten mehrstufigen Ventilhubmechanismus 66 herstellen, um zwischen dem zweiten Modus mit hohem Hub und dem zweiten Modus mit niedrigem Hub umzuschalten.
In der zweiten entriegelten Position können das erste und das zweite Vorspannelement 128, 130 den ersten und zweiten Verriegelungsstift 124, 126 zueinander nach innen und aus dem Eingriff des ersten Elements 102 drücken, was eine relative Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Element 102, 104 während des zweiten Modus mit niedrigem Hub ermöglicht (7). Wenn ein Betrieb in dem zweiten Modus mit hohem Hub gewünscht ist (8), kann das zweite Ventil 114 eine Verbindung zwischen dem unter Druck stehenden Fluid 132 und dem zweiten mehrstufigen Ventilhubmechanismus 66 herstellen, um den zweiten Verriegelungsmechanismus 106 in die zweite verriegelte Position zu verschieben. Das unter Druck stehende Fluid 132 kann den ersten und den zweiten Verriegelungsstift 124, 126 gegen die Kraft, die durch das erste und das zweite Vorspannelement 128, 130 ausgeübt wird, voneinander weg nach außen und in einen Eingriff mit dem ersten Element 102 verschieben.
Der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus 64 liefert während des ersten Modus mit niedrigem Hub einen ersten Ventilhub für das erste Ventil 54, und der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus 66 liefert während des zweiten Modus mit niedrigem Hub einen zweiten Ventilhub für das zweite Ventil 56. Der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus 64 liefert während des ersten Modus mit hohem Hub einen dritten Ventilhub für das erste Ventil 54, und der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus 66 liefert während des zweiten Modus mit niedrigem Hub einen vierten Ventilhub für das zweite Ventil 56.
Der erste und der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus 64, 66 schaffen einen ersten, einen zweiten und einen dritten Betriebsmodus. Der erste Betriebsmodus kann umfassen, dass der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus 64 in dem ersten Modus mit hohem Hub arbeitet und dass der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus in dem zweiten Modus mit hohem Hub arbeitet. Der zweite Betriebsmodus kann umfassen, dass der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus 64 in dem ersten Modus mit hohem Hub arbeitet und dass der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus 66 in dem zweiten Modus mit niedrigem Hub arbeitet. Der dritte Betriebsmodus kann umfassen, dass der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus 64 in dem ersten Modus mit niedrigem Hub arbeitet und dass der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus 66 in dem zweiten Modus mit niedrigem Hub arbeitet.
Die Variation in dem Ventilhub, die durch den ersten und den zweiten mehrstufigen Ventilhubmechanismus 64, 66 geschaffen wird, kann die Luftströmung steuern, die an die erste Verbrennungskammer 30 geliefert wird. Der erste Betriebsmodus kann eine zumindest um 25 Prozent größere Luftströmung an die erste Verbrennungskammer 30 liefern als der zweite Betriebsmodus. Der dritte Betriebsmodus kann eine zumindest um 25 Prozent geringere Luftströmung an die erste Verbrennungskammer 30 liefern als der zweite Betriebsmodus.
Gemäß einem ersten nicht einschränkenden Beispiel kann der erste Ventilhub gleich dem zweiten Ventilhub sein, und der dritte Ventilhub kann gleich dem vierten Ventilhub sein. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel und lediglich zu Darstellungszwecken können der erste und der zweite Ventilhub jeweils eine Ventilverschiebung von 2,0 Millimeter (mm) umfassen, und der dritte Ventilhub und der vierte Ventilhub können jeweils eine Ventilverschiebung von 6,0 mm umfassen.
Gemäß einem zweiten nicht einschränkenden Beispiel kann der zweite Ventilhub größer als der erste Ventilhub sein, und der dritte Ventilhub kann gleich dem vierten Ventilhub sein. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel und lediglich zu Darstellungszwecken kann der erste Ventilhub eine Ventilverschiebung von 2,0 mm umfassen, kann der zweite Ventilhub eine Ventilverschiebung von 3,0 mm umfassen und können der dritte Ventilhub sowie der vierte Ventilhub jeweils eine Ventilverschiebung von 6,0 mm umfassen.
Gemäß dem zweiten nicht einschränkenden Beispiel kann optional ein vierter Betriebsmodus vorgesehen sein, der umfasst, dass der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus 64 in dem ersten Modus mit niedrigem Hub arbeitet und dass der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus 66 in dem zweiten Modus mit hohem Hub arbeitet, um die Luftströmung zu der ersten Verbrennungskammer 30 weiter zu steuern. Die Motorbaugruppe 10 kann optional ferner einen Drosselmechanismus in Verbindung mit der ersten und der zweiten Öffnung 34, 36 und stromaufwärts von diesem umfassen, um eine zusätzliche Steuerung der Luftströmung zu der ersten Verbrennungskammer 30 zu liefern.

Claims

Motorbaugruppe, die umfasst: eine Motorstruktur, die eine erste Verbrennungskammer, eine erste Öffnung, die mit der ersten Verbrennungskammer in Verbindung steht, und eine zweite Öffnung definiert, die mit der ersten Verbrennungskammer in Verbindung steht; ein erstes Ventil, das in der ersten Öffnung angeordnet ist; ein zweites Ventil, das in der zweiten Öffnung angeordnet ist; einen ersten mehrstufigen Ventilhubmechanismus, der an der Motorstruktur gelagert ist und mit dem ersten Ventil in Eingriff steht, wobei der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus in einem ersten Modus mit niedrigem Hub und in einem ersten Modus mit hohem Hub, der eine größere Verschiebung des ersten Ventils als der erste Modus mit niedrigem Hub liefert, betreibbar ist; und einen zweiten mehrstufigen Ventilhubmechanismus, der an der Motorstruktur gelagert ist und mit dem zweiten Ventil in Eingriff steht, wobei der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus in einem zweiten Modus mit niedrigem Hub und in einem zweiten Modus mit hohem Hub, der eine größere Verschiebung des zweiten Ventils als der erste Modus mit niedrigem Hub liefert, betreibbar ist, wobei der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus in dem ersten Modus mit hohem Hub betrieben wird, während der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus in dem zweiten Modus mit niedrigem Hub betrieben wird.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus einen ersten Verriegelungsmechanismus aufweist, der mittels einer ersten Fluidzufuhr zwischen einer ersten verriegelten Position und einer ersten entriegelten Position verschiebbar ist, um zwischen dem ersten Modus mit hohem Hub und dem ersten Modus mit niedrigem Hub umzuschalten, und wobei der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus einen zweiten Verriegelungsmechanismus aufweist, der mittels einer zweiten Fluidzufuhr, die von der ersten Fluidzufuhr unabhängig ist, zwischen einer zweiten verriegelten und einer zweiten entriegelten Position verschiebbar ist, um zwischen dem zweiten Modus mit hohem Hub und dem zweiten Modus mit niedrigem Hub umzuschalten.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus während des ersten Modus mit niedrigem Hub einen ersten Ventilhub für das erste Ventil liefert und der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus während des zweiten Modus mit niedrigem Hub einen zweiten Ventilhub für das zweite Ventil liefert, der dem ersten Ventilhub gleich ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus während des ersten Modus mit niedrigem Hub einen ersten Ventilhub für das erste Ventil liefert und der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus während des zweiten Modus mit niedrigem Hub einen zweiten Ventilhub für das zweite Ventil liefert, der größer als der erste Ventilhub ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus und der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus einen ersten Betriebsmodus, der umfasst, dass der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus in dem ersten Modus mit hohem Hub arbeitet und dass der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus in dem zweiten Modus mit hohem Hub arbeitet, einen zweiten Betriebsmodus, der umfasst, dass der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus in dem ersten Modus mit hohem Hub arbeitet und dass der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus in dem zweiten Modus mit niedrigem Hub arbeitet, und einen dritten Betriebsmodus schaffen, der umfasst, dass der erste mehrstufige Ventilhubmechanismus in dem ersten Modus mit niedrigem Hub arbeitet und dass der zweite mehrstufige Ventilhubmechanismus in dem zweiten Modus mit niedrigem Hub arbeitet.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die erste Öffnung und die zweite Öffnung Einlassöffnungen sind.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Motorstruktur eine zweite Verbrennungskammer definiert, wobei die erste Verbrennungskammer eine Verbrennungskammer mit Zweitakt-Betriebszyklus definiert und die zweite Verbrennungskammer eine Verbrennungskammer mit Viertakt-Betriebszyklus definiert.
Motorbaugruppe nach Anspruch 7, die ferner ein drittes Ventil und einen ersten Ventilhubmechanismus mit fester Verschiebung umfasst, der an der Motorstruktur gelagert ist und mit dem dritten Ventil in Eingriff steht, wobei die Motorstruktur eine dritte Öffnung definiert, die mit der zweiten Verbrennungskammer in Verbindung steht, und das dritte Ventil aufweist, das in der dritten Öffnung angeordnet ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 7, wobei die Motorstruktur eine erste Auslassöffnung definiert, die mit der ersten Verbrennungskammer und der zweiten Verbrennungskammer in Verbindung steht und Abgas aus der ersten Verbrennungskammer an die zweite Verbrennungskammer liefert.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, die ferner eine erste Nockenwelle umfasst, die einen doppelten Nocken aufweist, der mit dem ersten mehrstufigen Ventilhubmechanismus in Eingriff steht und eine erste sowie eine zweite Kuppe definiert.