DE102011122558B4 - Hydraulisches motor-ventilbetätigungssystem mitunabhängiger rückkopplungssteuerung - Google Patents

Hydraulisches motor-ventilbetätigungssystem mitunabhängiger rückkopplungssteuerung Download PDF

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic

Abstract

Motorbaugruppe (10), die umfasst: eine Motorstruktur (12), die eine Verbrennungskammer (30) definiert; ein Motorventil (34, 36), das durch die Motorstruktur (12) gelagert ist und mit der Verbrennungskammer (30) in Verbindung steht; und eine hydraulische Ventilbetätigungsbaugruppe (32), die an der Motorstruktur (12) gelagert ist und umfasst: ein Gehäuse (40), das eine erste Fluidkammer (64), eine zweite Fluidkammer (66) und eine dritte Fluidkammer (68) definiert; einen Kolben (42), der axial an dem Motorventil (34, 36) befestigt ist und in dem Gehäuse (40) angeordnet ist und eine erste Kolbenfläche (90), die der ersten Fluidkammer (64) ausgesetzt ist, eine zweite Kolbenfläche (92), die der zweiten Fluidkammer (66) ausgesetzt ist, sowie eine dritte Kolbenfläche (94) aufweist, die der dritten Fluidkammer (68) ausgesetzt ist; ein Zuführungssteuerventil (44), das mit einer ersten Hyraulikfluidzuführung (96), die bei einem ersten Druck (P1) arbeitet, und mit einer zweiten Hydraulikfluidzuführung (97) in Verbindung steht, die bei einem zweiten Druck (P2) arbeitet, der kleiner als der erste Druck (P1) ist; dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Ventilbetätigungsbaugruppe (32) ferner umfasst: ein Schließsteuerventil (46), das zwischen dem Zuführungssteuerventil (44) und der zweiten Fluidkammer (66) angeordnet ist, wobei das Schließsteuerventil (46) mit der ersten Fluidkammer (64), der zweiten Fluidkammer (66) und dem Zuführungssteuerventil (44) in Verbindung steht und eine Fluidströmung von der zweiten Fluidkammer (66) zu dem Zuführungssteuerventil (44) steuert; und ein Öffnungssteuerventil (48), das zwischen dem Zuführungssteuerventil (44) und der zweiten Fluidkammer (66) angeordnet ist, wobei das Öffnungssteuerventil (48) mit der zweiten Fluidkammer (66), der dritten Fluidkammer (68) und dem Zuführungssteuerventil (44) in Verbindung steht und eine Fluidströmung von dem Zuführungssteuerventil (44) zu der zweiten Fluidkammer (66) steuert.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft hydraulische Motor-Ventilbetätigungssysteme.
  • 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. Einlassventile können eine Luftströmung in eine Verbrennungskammer steuern, und Auslassventile können eine Abgasströmung aus der Verbrennungskammer steuern. Das Öffnen der Einlass- und der Auslassventile kann durch einen hydraulischen Betätigungsmechanismus gesteuert werden.
  • Aus der DE 10 2007 020 359 A1 ist eine Motorbaugruppe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
  • Eine ähnliche Motorbaugruppe ist in der DE 10 2005 032 512 A1 beschrieben.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Motorbaugruppe mit einer Ventilbetätigungsbaugruppe zu schaffen, bei der ein Motorventil mit möglichst geringem Aufwand zwischen mehreren Positionen verstellbar ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Diese Aufgabe wird durch eine Motorbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Eine Motorbaugruppe kann eine Motorstruktur, ein Motorventil und eine hydraulische Ventilbetätigungsbaugruppe umfassen. Die Motorstruktur kann eine Verbrennungskammer definieren, und das Motorventil kann durch die Motorstruktur gelagert sein und mit der Verbrennungskammer in Verbindung stehen. Die hydraulische Ventilbetätigungsbaugruppe kann an der Motorstruktur gelagert sein, und sie kann ein Gehäuse, einen Kolben, ein Zuführungssteuerventil, ein Schließsteuerventil und ein Öffnungssteuerventil umfassen. Das Gehäuse kann eine erste Fluidkammer, eine zweite Fluidkammer und eine dritte Fluidkammer definieren. Der Kolben kann axial an dem Motorventil befestigt und in dem Gehäuse angeordnet sein. Der Kolben kann eine erste Kolbenfläche, die der ersten Fluidkammer ausgesetzt ist, eine zweite Kolbenfläche, die der zweiten Fluidkammer ausgesetzt ist, und eine dritte Kolbenfläche aufweisen, die der dritten Fluidkammer ausgesetzt ist.
  • Das Zuführungssteuerventil kann mit einer ersten Hyraulikfluidzuführung, die bei einem ersten Druck arbeitet, und mit einer zweiten Hydraulikfluidzuführung in Verbindung stehen, die bei einem zweiten Druck arbeitet, der kleiner als der erste Druck ist. Das Schließsteuerventil kann zwischen dem Zuführungssteuerventil und der zweiten Fluidkammer angeordnet sein. Das Schließsteuerventil kann mit der ersten Fluidkammer, der zweiten Fluidkammer und dem Zuführungssteuerventil in Verbindung stehen. Das Schließsteuerventil kann eine Fluidströmung von der zweiten Fluidkammer zu dem Zuführungssteuerventil steuern. Das Öffnungssteuerventil kann zwischen dem Zuführungssteuerventil und der zweiten Fluidkammer angeordnet sein. Das Öffnungssteuerventil kann mit der zweiten Fluidkammer, der dritten Fluidkammer und dem Zuführungssteuerventil in Verbindung stehen. Das Öffnungssteuerventil kann eine Fluidströmung von dem Zuführungssteuerventil zu der zweiten Fluidkammer steuern.
  • 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 Darstellung einer Motorbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
  • 2 ist eine Schnittansicht der Motorbaugruppe von 1;
  • 3 ist eine zusätzliche Schnittansicht der Motorbaugruppe von 1;
  • 4 ist eine zusätzliche Schnittansicht der Motorbaugruppe von 1; und
  • 5 ist eine zusätzliche Schnittansicht der Motorbaugruppe von 1.
  • 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.
  • Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Motorbaugruppe 10 schematisch dargestellt. Die Motorbaugruppe 10 kann eine Motorstruktur 12, Kolben 14 (von denen einer gezeigt ist), eine Kurbelwelle 16 und eine Ventiltriebbaugruppe 18 umfassen. Die Motorstruktur 12 kann einen Motorblock 20 und einen Zylinderkopf 22 umfassen. Der Motorblock 20 kann Zylinderbohrungen 24 definieren. Die Kolben 14 können mit der Kurbelwelle 16 in Eingriff stehen und in den Zylinderbohrungen 24 angeordnet sein. Ein einzelner Kolben 14 und eine einzelne Zylinderbohrung 24 sind der Einfachheit halber dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Offenbarung gleichermaßen für eine beliebige Anzahl von Kolben-Zylinder-Anordnungen und auch für Motorkonfigurationen gilt, die Reihen- und V-Konfigurationen umfassen, ohne auf diese beschränkt zu sein.
  • Der Zylinderkopf 22 kann mit dem Motorblock 20 in Eingriff stehen, und er kann Einlass- und Auslassöffnungen 26, 28 definieren. Die Motorstruktur 12 kann eine Verbrennungskammer 30 definieren. Spezieller können der Kolben 14, die Zylinderbohrung 24 und der Zylinderkopf 22 zusammenwirken, um die Verbrennungskammer 30 zu definieren. Die Ventiltriebbaugruppe 18 kann durch die Motorstruktur 12 gelagert sein, und sie kann selektiv eine Verbindung zwischen den Einlass- und den Auslassöffnungen 26, 28 und der Verbrennungskammer 30 herstellen.
  • Die Ventiltriebbaugruppe 18 kann hydraulische Ventilbetätigungsbaugruppen 32, Motorventile 34, 36 und Ventilfedern 38 umfassen, die mit den Motorventilen 34, 36 in Eingriff stehen und die Motorventile 34, 36 in eine geschlossene Position der Motorventile vorspannen. Die Motorventile 34, 36 können durch die Motorstruktur 12 gelagert sein, und sie können mit der Verbrennungskammer 30 in Verbindung stehen. Das Motorventil 34 kann ein Einlassventil bilden, und das Motorventil 36 kann ein Auslassventil bilden. Die hydraulische Ventilbetätigungsbaugruppe 32 kann für jedes von den Motorventilen 34, 36 die gleiche sein. Der Einfachheit halber diskutiert die nachfolgende Beschreibung die hydraulische Ventilbetätigungsbaugruppe 32, die dem Motorventil 36 (Auslassventil) zugeordnet ist, mit dem Verständnis, dass die Beschreibung gleichermaßen für die hydraulische Ventilbetätigungsbaugruppe 32 gilt, die dem Motorventil 34 (Einlassventil) zugeordnet ist.
  • Unter Bezugnahme auf 25 kann die hydraulische Ventilbetätigungsbaugruppe 32 an der Motorstruktur 12 gelagert sein, und sie kann ein Gehäuse 40, einen Kolben 42, ein Zuführungssteuerventil 44, ein Schließsteuerventil 46, ein Öffnungssteuerventil 48, ein erstes Entlüftungsventil 50, ein zweites Entlüftungsventil 52, ein erstes Rückschlagventil 54 und ein zweites Rückschlagventil 56 umfassen. Das Gehäuse 40 kann ein erstes, ein zweites und ein drittes Ventilgehäuse 58, 60, 62, eine erste Fluidkammer 64, eine zweite Fluidkammer 66, eine dritte Fluidkammer 68, einen ersten und einen zweiten Auslassdurchgang 70, 72, einen ersten und einen zweiten Zuführungsdurchgang 74, 76, einen ersten und einen zweiten Steuerdurchgang 78, 80 sowie einen ersten und einen zweiten Entlüftungsdurchgang 82, 84 definieren.
  • Der erste Auslassdurchgang 70 kann sich von dem ersten Ventilgehäuse 58 bis zu dem zweiten Ventilgehäuse 60 erstrecken, und der zweite Auslassdurchgang 72 kann sich von dem zweiten Ventilgehäuse 60 bis zu der zweiten Fluidkammer 66 erstrecken. Der erste Steuerdurchgang 78 kann sich von dem zweiten Ventilgehäuse 60 bis zu der ersten Fluidkammer 64 erstrecken. Der erste Entlüftungsdurchgang 82 kann sich von der ersten Fluidkammer 64 bis zu einem Fluidakkumulator 86 erstrecken.
  • Der erste Zuführungsdurchgang 74 kann sich von dem ersten Ventilgehäuse 58 bis zu dem dritten Ventilgehäuse 62 erstrecken, und der zweite Zuführungsdurchgang 76 kann sich von dem dritten Ventilgehäuse 62 bis zu der dritten Fluidkammer 68 erstrecken. Der zweite Steuerdurchgang 80 kann sich von dem dritten Ventilgehäuse 62 bis zu der dritten Fluidkammer 68 erstrecken. Der zweite Entlüftungsdurchgang 84 kann sich von der dritten Fluidkammer 68 bis zu dem Fluidakkumulator 86 erstrecken.
  • Der Kolben 42 kann an dem Motorventil 36 axial befestigt und in dem Gehäuse 40 angeordnet sein. Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel wirkt der Kolben 42 mit dem Gehäuse zusammen, um die erste, die zweite und die dritte Fluidkammer 64, 66, 68 zu definieren. Der Kolben 42 kann eine erste Kolbenfläche 90, die der ersten Fluidkammer 64 ausgesetzt ist, eine zweite Kolbenfläche 92, die der ersten Fluidkammer 66 ausgesetzt ist, und eine dritte Kolbenfläche 94 aufweisen, die der dritten Fluidkammer 68 ausgesetzt ist. Die erste Kolbenfläche 90 und die zweite Kolbenfläche 92 können jeweils in einer ersten axialen Richtung (A1) ausgerichtet sein, und die dritte Kolbenfläche 94 kann in einer zweiten axialen Richtung (A2) entgegengesetzt zu der ersten axialen Richtung (A1) ausgerichtet sein. Die erste axiale Richtung (A1) kann die Schließrichtung für das Motorventil 36 sein, wie es in 4 dargestellt ist, und die zweite axiale Richtung (A2) kann die Öffnungsrichtung für das Motorventil 36 sein, wie es in 5 dargestellt ist.
  • Das Zuführungssteuerventil 44 kann in dem ersten Ventilgehäuse 58 angeordnet sein, und es kann mit einer ersten Hydraulikfluidzuführung 96, die bei einem ersten Druck (P1) arbeitet, und mit einer zweiten Hydraulikfluidzuführung 97 in Verbindung stehen, die bei einem zweiten Druck (P2) arbeitet, der kleiner als der erste Druck (P1) ist. Die zweite Hydraulikfluidzuführung 97 kann ein Fluidreservoir bilden. Das Zuführungssteuerventil 44 kann ein elektronisch gesteuertes Ventil sein. Spezieller kann das Zuführungssteuerventil 44 ein Schieberventil 98, ein Solenoid 100, das mit dem Schieberventil 98 in Eingriff steht, und ein Vorspannelement 102 umfassen, das mit dem Schieberventil 98 in Eingriff steht. Das Zuführungssteuerventil 44 kann zwischen einer Ventilöffnungsposition und einer Ventilschließposition verschiebbar sein. Spezieller kann dem Solenoid 100 durch das Steuermodul 104 die Ventilöffnungsposition angewiesen werden, um das Schieberventil 98 gegen das Vorspannelement 102 zu verschieben und eine Verbindung zwischen der ersten Hydraulikfluidzuführung 96 und dem ersten Auslassdurchgang 70 sowie dem ersten Zuführungsdurchgang 74 herzustellen.
  • Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis der Schaltungslogik und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
  • Das Schließsteuerventil 46 kann zwischen dem Zuführungssteuerventil 44 und der zweiten Fluidkammer 66 angeordnet sein, und es kann mit der ersten Fluidkammer 64, der zweiten Fluidkammer 66 und dem Zuführungssteuerventil 44 in Verbindung stehen. Das Schließsteuerventil 46 kann eine Fluidströmung von der zweiten Fluidkammer 66 zu dem Zuführungssteuerventil 44 steuern, und es kann in dem zweiten Ventilgehäuse 60 angeordnet sein. Das Schließsteuerventil 46 kann ein durch einen mechanischen Druck betätigtes Ventil sein, und es kann ein erstes Schieberventil 106 und ein erstes Vorspannelement 108 aufweisen.
  • Das erste Schieberventil 106 kann ein erstes Ende 110, das mittels des ersten Steuerdurchgangs 78 mit der ersten Fluidkammer 64 in Verbindung steht, und ein zweites Ende 112 aufweisen, das mit dem ersten Vorspannelement 108 in Eingriff steht. Das erste Vorspannelement 108 kann das erste Schieberventil 106 in eine erste Schieberöffnungsposition drücken und einen ersten Strömungspfad 114 zwischen dem Zuführungssteuerventil 44 und der zweiten Fluidkammer 66 schaffen. Der Strömungspfad 114 kann durch den ersten und den zweiten Auslassdurchgang 70, 72 sowie durch das zweite Ventilgehäuse 60 definiert werden.
  • Das Öffnungssteuerventil 48 kann zwischen dem Zuführungssteuerventil 44 und der zweiten Fluidkammer 66 angeordnet sein, und es kann mit der zweiten Fluidkammer 66, der dritten Fluidkammer 68 und dem Zuführungssteuerventil 44 in Verbindung stehen. Das Öffnungssteuerventil 48 kann eine Fluidströmung von dem Zuführungssteuerventil 44 zu der zweiten Fluidkammer 66 steuern, und es kann in dem dritten Ventilgehäuse 62 angeordnet sein. Das Öffnungssteuerventil 48 kann ein durch einen mechanischen Druck betätigtes Ventil sein, und es kann ein zweites Schieberventil 116 und ein zweites Vorspannelement 118 aufweisen.
  • Das zweite Schieberventil 116 kann ein erstes Ende 120, das mittels des zweiten Steuerdurchgangs 80 mit der dritten Fluidkammer 68 in Verbindung steht, und ein zweites Ende 122 aufweisen, das mit dem zweiten Vorspannelement 118 in Eingriff steht. Das zweite Vorspannelement 118 kann das zweite Schieberventil 116 in eine zweite Schieberöffnungsposition drücken und einen zweiten Strömungspfad 124 zwischen dem Zuführungssteuerventil 44 und der zweiten Fluidkammer 66 schaffen. Der zweite Strömungspfad 124 kann durch den ersten und den zweiten Zuführungsdurchgang 74, 76 sowie durch das dritte Ventilgehäuse 62 definiert werden.
  • Das erste Entlüftungsventil 50 kann mit der ersten Fluidkammer 64 in Verbindung stehen, und es kann zwischen einer ersten offenen Entlüftungsposition und einer ersten geschlossenen Entlüftungsposition verschiebbar sein. Das erste Entlüftungsventil 50 kann eine Verbindung zwischen der ersten Fluidkammer 64 und einem Bereich der hydraulisch betätigten Ventilbaugruppe (dem Fluidakkumulator 86) herstellen, der bei einem geringeren Druck als der ersten Druck (P1) arbeitet, wenn es sich in der ersten offenen Entlüftungsposition befindet. Das erste Entlüftungsventil 50 kann die erste Fluidkammer 64 von dem Fluidakkumulator 86 isolieren, wenn es sich in der geschlossenen Entlüftungsposition befindet. Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel ist das erste Entlüftungsventil 50 in dem ersten Entlüftungsdurchgang 82 angeordnet.
  • Das zweite Entlüftungsventil 52 kann mit der dritten Fluidkammer 68 in Verbindung stehen, und es kann zwischen einer zweiten offenen Entlüftungsposition und einer zweiten geschlossenen Entlüftungsposition verschiebbar sein. Das zweite Entlüftungsventil 52 kann eine Verbindung zwischen der dritten Fluidkammer 68 und einem Bereich der hydraulisch betätigten Ventilbaugruppe (dem Fluidakkumulator 86) herstellen, der bei einem Druck kleiner als der erste Druck (P1) arbeitet, wenn es sich in der zweiten offenen Entlüftungsposition befindet. Das zweite Entlüftungsventil 52 kann die dritte Fluidkammer 68 von dem Fluidakkumulator 86 isolieren, wenn es sich in der zweiten geschlossenen Entlüftungsposition befindet. Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel ist das zweite Entlüftungsventil 52 in dem zweiten Entlüftungsdurchgang 84 angeordnet. Der Fluidakkumulator 86 kann bei einem Druck kleiner als derjenige der ersten Hydraulikfluidzuführung 96 arbeiten.
  • Das Steuermodul 104 kann zusätzlich mit dem ersten und dem zweiten Entlüftungsventil 50, 52 in Verbindung stehen, und es kann das Öffnen des ersten und des zweiten Entlüftungsventils 50, 52 steuern, um das Öffnen und Schließen des Motorventils einzustellen, wie nachstehend diskutiert wird.
  • Das erste Rückschlagventil 54 kann in dem ersten Strömungspfad 114 angeordnet sein, und es kann eine Strömung von der zweiten Fluidkammer 66 zu dem Zuführungssteuerventil 44 verhindern. Das zweite Rückschlagventil 56 kann in dem zweiten Strömungspfad 124 angeordnet sein, und es kann eine Strömung von dem Zuführungssteuerventil 44 zu der zweiten Fluidkammer 66 verhindern. Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel ist das erste Rückschlagventil 54 in dem zweiten Auslassdurchgang 72 angeordnet, und das zweite Rückschlagventil 56 ist in dem zweiten Zuführungsdurchgang 76 angeordnet. Es versteht sich jedoch, dass das erste Rückschlagventil 54 in dem ersten Auslassdurchgang 70 angeordnet sein kann und dass das zweite Rückschlagventil 56 in dem ersten Zuführungsdurchgang 74 angeordnet sein kann.
  • Während des Betriebs kann das Motorventil 36 mittels des Zuführungssteuerventils 44 zwischen der Motorventil-Schließposition (2) und der Motorventil-Öffnungsposition (3) verschoben werden. Das Motorventil 36 während des Öffnens und Schließens des Motorventils durch das erste und das zweite Entlüftungsventil 50, 52 in einer Zwischenposition gehalten werden. Der Übergang des Schließsteuerventils 46 und des Öffnungssteuerventils 48 kann das Öffnungs- und Schließprofil des Motorventils 36 steuern. Das Schließsteuerventil 46 und das Öffnungssteuerventil 48 können unabhängig voneinander betrieben werden.
  • Spezieller kann das Zuführungssteuerventil 44 eine Fluidverbindung zwischen der ersten Hydraulikfluidzuführung 96 und dem ersten Schieberventil 106 herstellen, wenn es sich in der Ventilöffnungsposition befindet. Das Zuführungssteuerventil 44 kann eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Hydraulikfluidzuführung 97 und dem zweiten Schieberventil 116 herstellen, wenn es sich in der Ventilschließposition befindet.
  • Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel befindet sich das erste Entlüftungsventil 50 in der ersten offenen Entlüftungsposition und das Zuführungssteuerventil 44 in der Ventilschließposition, um eine Verschiebung des Motorventils 36 in die Motorventil-Schließposition durch die Ventilfeder 38 zu ermöglichen. Das Zuführungssteuerventil 44 kann eine Verbindung zwischen der zweiten Fluidkammer 66 und der zweiten Hydraulikfluidzuführung 97 herstellen, während das Motorventil 36 geschlossen ist.
  • Wie in 4 zu sehen ist, kann sich das Fluidzuführungs-Steuerventil 44 in der Ventilschließposition befinden, und das erste Entlüftungsventil 50 kann sich in der ersten geschlossenen Entlüftungsposition befinden, um das Motorventil 36 während einer Verschiebung des Motorventils 36 von der Motorventil-Öffnungsposition in die Motorventil-Schließposition (das Schließen des Ventils ist durch A1 angegeben) in einer Motorventil-Zwischenöffnungsposition zu halten. Das Motorventil 36 kann verschoben werden, wenn sich das erste Entlüftungsventil 50 in der ersten geschlossenen Entlüftungsposition befindet, bis Hydraulikfluid aus der ersten Fluidkammer 64 das erste Schieberventil 106 in eine erste Schieberschließposition drückt, in welcher der erste Strömungspfad 114 geschlossen ist.
  • Das Schließsteuerventil 46 kann einen Übergang von der Motorventil-Öffnungsposition in die Motorventil-Zwischenöffnungsposition liefern. Auf ähnliche Weise können das erste Entlüftungsventil 50 und das Schließsteuerventil 46 verwendet werden, um einen Schließübergang des Motorventils 36 von der Motorventil-Öffnungsposition (oder der Motorventil-Zwischenöffnungsposition) in die Motorventil-Schließposition zu steuern.
  • Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel befindet sich das zweite Entlüftungsventil 52 in der zweiten offenen Entlüftungsposition und das Zuführungssteuerventil 44 in der Ventilöffnungsposition, um die erste Hydraulikfluidzuführung 96 für die zweite Fluidkammer 66 vorzusehen und das Motorventil 36 von der Motorventil-Schließposition in die Motorventil-Öffnungsposition zu verschieben. Das Motorventil 36 kann durch das zweite Entlüftungsventil 52 bei einer Motorventil-Zwischenöffnungsposition gestoppt werden.
  • Wie in 5 zu sehen ist, kann sich das Zuführungssteuerventil 44 in der Ventilöffnungsposition befinden, und das zweite Entlüftungsventil 52 kann sich in der zweiten geschlossenen Entlüftungsposition befinden, um das Motorventil 36 während einer Verschiebung des Motorventils 36 von der Motorventil-Schließposition in die Motorventil-Öffnungsposition (das öffnen des Ventils ist durch A2 angegeben) in einer Motorventil-Zwischenöffnungsposition zu halten. Das Motorventil 36 kann verschoben werden, wenn sich das zweite Entlüftungsventil 52 in der zweiten geschlossenen Entlüftungsposition befindet, bis Hydraulikfluid aus der zweiten Fluidkammer das zweite Schieberventil 116 in eine zweite Schieberschließposition drückt, in welcher der zweite Strömungspfad 124 geschlossen ist.
  • Das Öffnungssteuerventil 48 kann einen Übergang von der Motorventil-Öffnungsposition in die Motorventil-Zwischenöffnungsposition liefern. Auf ähnliche Weise können das zweite Entlüftungsventil 52 und das Öffnungssteuerventil 48 verwendet werden, um einen Schließübergang des Motorventils 36 von der Motorventil-Schließposition (oder der Motorventil-Zwischenöffnungsposition) in die Motorventil-Öffnungsposition zu steuern.

Claims (10)

  1. Motorbaugruppe (10), die umfasst: eine Motorstruktur (12), die eine Verbrennungskammer (30) definiert; ein Motorventil (34, 36), das durch die Motorstruktur (12) gelagert ist und mit der Verbrennungskammer (30) in Verbindung steht; und eine hydraulische Ventilbetätigungsbaugruppe (32), die an der Motorstruktur (12) gelagert ist und umfasst: ein Gehäuse (40), das eine erste Fluidkammer (64), eine zweite Fluidkammer (66) und eine dritte Fluidkammer (68) definiert; einen Kolben (42), der axial an dem Motorventil (34, 36) befestigt ist und in dem Gehäuse (40) angeordnet ist und eine erste Kolbenfläche (90), die der ersten Fluidkammer (64) ausgesetzt ist, eine zweite Kolbenfläche (92), die der zweiten Fluidkammer (66) ausgesetzt ist, sowie eine dritte Kolbenfläche (94) aufweist, die der dritten Fluidkammer (68) ausgesetzt ist; ein Zuführungssteuerventil (44), das mit einer ersten Hyraulikfluidzuführung (96), die bei einem ersten Druck (P1) arbeitet, und mit einer zweiten Hydraulikfluidzuführung (97) in Verbindung steht, die bei einem zweiten Druck (P2) arbeitet, der kleiner als der erste Druck (P1) ist; dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Ventilbetätigungsbaugruppe (32) ferner umfasst: ein Schließsteuerventil (46), das zwischen dem Zuführungssteuerventil (44) und der zweiten Fluidkammer (66) angeordnet ist, wobei das Schließsteuerventil (46) mit der ersten Fluidkammer (64), der zweiten Fluidkammer (66) und dem Zuführungssteuerventil (44) in Verbindung steht und eine Fluidströmung von der zweiten Fluidkammer (66) zu dem Zuführungssteuerventil (44) steuert; und ein Öffnungssteuerventil (48), das zwischen dem Zuführungssteuerventil (44) und der zweiten Fluidkammer (66) angeordnet ist, wobei das Öffnungssteuerventil (48) mit der zweiten Fluidkammer (66), der dritten Fluidkammer (68) und dem Zuführungssteuerventil (44) in Verbindung steht und eine Fluidströmung von dem Zuführungssteuerventil (44) zu der zweiten Fluidkammer (66) steuert.
  2. Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 1, wobei das Schließsteuerventil (46) und das Öffnungssteuerventil (48) unabhängig voneinander arbeiten.
  3. Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 1, wobei das Zuführungssteuerventil (44) ein elektronisch gesteuertes Ventil ist und das Schließsteuerventil (46) und das Öffnungssteuerventil (48) durch einen mechanischen Druck betätigte Ventile sind.
  4. Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 3, wobei das Schließsteuerventil (46) ein erstes Schieberventil (106) und ein erstes Vorspannelement (108) umfasst und das Öffnungssteuerventil (48) ein zweites Schieberventil (116) und ein zweites Vorspannelement (118) umfasst, wobei das erste Schieberventil (106) ein erstes Ende (110), das mit der ersten Fluidkammer (64) in Verbindung steht, und ein zweites Ende (112) aufweist, das mit dem ersten Vorspannelement (108) in Eingriff steht, wobei das zweite Schieberventil (116) ein erstes Ende (120), das mit der dritten Fluidkammer (68) in Verbindung steht, und ein zweites Ende (122) aufweist, das mit dem zweiten Vorspannelement (118) in Eingriff steht.
  5. Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 4, wobei das erste Vorspannelement (108) das erste Schieberventil (106) in eine erste Schieberöffnungsposition drückt und einen ersten Strömungspfad (114) zwischen dem Zuführungssteuerventil (44) und der zweiten Fluidkammer (66) schafft und wobei das zweite Vorspannelement (118) das zweite Schieberventil (116) in eine zweite Schieberöffnungsposition drückt und einen zweiten Strömungspfad (124) zwischen dem Zuführungssteuerventil (44) und der zweiten Fluidkammer (66) schafft.
  6. Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 5, die ferner ein erstes Entlüftungsventil (50) und ein zweites Entlüftungsventil (52) umfasst, wobei das erste Entlüftungsventil (50) mit der ersten Fluidkammer (64) in Verbindung steht und zwischen einer ersten offenen Entlüftungsposition und einer ersten geschlossenen Entlüftungsposition verschiebbar ist und wobei das zweite Entlüftungsventil (52) mit der dritten Fluidkammer (68) in Verbindung steht und zwischen einer zweiten offenen Entlüftungsposition und einer zweiten geschlossenen Entlüftungsposition verschiebbar ist, wobei das erste Entlüftungsventil (50) eine Verbindung zwischen der ersten Fluidkammer (64) und einem Bereich der hydraulisch betätigten Ventilbaugruppe (32) schafft, der bei einem Druck arbeitet, der kleiner als der erste Druck (P1) ist, wenn es sich in der ersten offenen Entlüftungsposition befindet, und wobei das zweite Entlüftungsventil (52) eine Verbindung zwischen der dritten Fluidkammer (68) und einem Bereich der hydraulisch betätigten Ventilbaugruppe (32) schafft, der bei einem Druck arbeitet, der kleiner als der erste Druck (P1) ist, wenn es sich in der zweiten offenen Entlüftungsposition befindet.
  7. Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 6, wobei das Zuführungssteuerventil (44) zwischen einer Ventilöffnungsposition und einer Ventilschließposition verschiebbar ist, wobei die Ventilöffnungsposition eine Fluidverbindung zwischen der ersten Hydraulikfluidzuführung (96) und dem ersten Schieberventil (106) schafft und wobei die Ventilschließposition eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Hydraulikfluidzuführung (97) und dem zweiten Schieberventil (116) schafft.
  8. Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 7, die ferner eine Ventilfeder (38) umfasst, die mit dem Motorventil (34, 36) in Eingriff steht und das Motorventil (34, 36) in eine Motorventil-Schließposition vorspannt, wobei sich das erste Entlüftungsventil (50) in der ersten offenen Entlüftungsposition befindet und sich das Zuführungssteuerventil (44) in der Ventilschließposition befindet, wenn die Ventilfeder (38) das Motorventil (34, 36) von der Motorventil-Öffnungsposition in die Motorventil-Schließposition verschiebt, wobei sich das erste Entlüftungsventil (50) in der ersten geschlossenen Entlüftungsposition befindet, um das Motorventil (34, 36) während einer Verschiebung des Motorventils (34, 36) von der Motorventil-Öffnungsposition in die Motorventil-Schließposition in einer Motorventil-Zwischenöffnungsposition zu halten, wobei das Motorventil (34, 36) verschoben wird, wenn sich das erste Entlüftungsventil (50) in der ersten geschlossenen Entlüftungsposition befindet, bis Hydraulikfluid aus der ersten Fluidkammer (64) das erste Schieberventil (106) in eine erste Schieberschließposition drückt, in welcher der erste Strömungspfad (114) geschlossen ist.
  9. Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 7, die ferner eine Ventilfeder (38) umfasst, die mit dem Motorventil (34, 36) in Eingriff steht und das Motorventil (34, 36) in eine Motorventil-Schließposition vorspannt, wobei sich das zweite Entlüftungsventil (52) in der zweiten offenen Entlüftungsposition befindet und sich das Zuführungssteuerventil (44) in der Ventilöffnungsposition befindet, um die erste Hydraulikfluidzuführung (96) für die zweite Fluidkammer (66) vorzusehen und das Motorventil (34, 36) von der Motorventil-Schließposition in eine Motorventil-Öffnungsposition zu verschieben, wobei sich das zweite Entlüftungsventil (52) in der zweiten geschlossenen Entlüftungsposition befindet, um das Motorventil (34, 36) während einer Verschiebung des Motorventils (34, 36) von der Motorventil-Schließposition in die Motorventil-Öffnungsposition in einer Motorventil-Zwischenöffnungsposition zu halten, wobei das Motorventil (34, 36) verschoben wird, wenn sich das zweite Entlüftungsventil (52) in der zweiten geschlossenen Entlüftungsposition befindet, bis Hydraulikfluid aus der zweiten Fluidkammer (66) das zweite Schieberventil (116) in eine zweite Schieberschließposition drückt, in welcher der zweite Strömungspfad (124) geschlossen ist.
  10. Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 6, die ferner ein erstes Rückschlagventil (54) und ein zweites Rückschlagventil (56) umfasst, wobei das erste Rückschlagventil (54) in dem ersten Strömungspfad (114) angeordnet ist und eine Strömung von der zweiten Fluidkammer (66) zu dem Zuführungssteuerventil (44) verhindert, und wobei das zweite Rückschlagventil (56) in dem zweiten Strömungspfad (124) angeordnet ist und eine Strömung von dem Zuführungssteuerventil (44) zu der zweiten Fluidkammer (66) verhindert.
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