DE102013209041A1

DE102013209041A1 - Valve device for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102013209041A1
Application number: DE102013209041.2A
Authority: DE
Inventors: Gilles Compagnon De La Servette
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2014-11-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung (1) für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen Verbrennungsmotor mit Luftförderungsmodul (2, 20, 28), umfassend: Ein pneumatisch steuerbares Luftventil (3), um einem Brennraum (6) des Verbrennungsmotors Frischluft zuzuführen.The invention relates to a valve device (1) for an internal combustion engine, in particular for an internal combustion engine with an air delivery module (2, 20, 28), comprising: a pneumatically controllable air valve (3) for supplying fresh air to a combustion chamber (6) of the internal combustion engine.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft allgemein eine Ventilvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen Verbrennungsmotor mit Luftförderung. The invention generally relates to a valve device for an internal combustion engine, in particular for an internal combustion engine with air delivery.

Stand der TechnikState of the art

Bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren wird Luft über ein Einlassventil zugeführt. Insbesondere bei Ottomotoren resultiert die in die Brennräume der Zylinder strömende Frischluft aus der Ansaugwirkung, die durch eine Kolbenbewegung in den Zylindern des Verbrennungsmotors hervorgerufen wird. Die Menge der durch die Kolbenbewegung in den Zylindern angesaugten Frischluft wird durch eine im Luftzuführungsabschnitt vorgesehene Drosselklappe gesteuert, so dass die in den Brennräumen der Zylinder für die anstehende Verbrennung eines Kraftstoff-Luftgemisches vorhandene Luftmenge eingestellt werden kann.In conventional internal combustion engines, air is supplied via an inlet valve. Particularly in gasoline engines, the fresh air flowing into the combustion chambers of the cylinders results from the intake effect caused by a piston movement in the cylinders of the internal combustion engine. The amount of fresh air drawn by the piston movement in the cylinders is controlled by a throttle valve provided in the air supply section, so that the amount of air existing in the combustion chambers of the cylinders for the upcoming combustion of a fuel-air mixture can be adjusted.

Man kann vorsehen, dass in einem Motorsystem Frischluft wird von einem Verdichter komprimiert, gekühlt und unter Druck in einem Luftbehälter gelagert wird. Ein elektrisch geregeltes Ventil kann angesteuert werden, Luft direkt in den Zylinder einzulassen, insbesondere wenn sich ein Kolben in der Nähe des oberen Totpunkts befindet.It can be provided that in an engine system fresh air is compressed by a compressor, cooled and stored under pressure in an air tank. An electrically controlled valve may be energized to admit air directly into the cylinder, particularly when a piston is near top dead center.

Zur Steuerung von Einlassventilen und Auslassventilen an den Zylindern ist an einem herkömmlichen Verbrennungsmotor eine Nockenwelle vorgesehen. Die Nockenwelle ist mechanisch mit der Kurbelwelle verbunden. Ein Ventilhub, Öffnungswinkel und Öffnungszeit der Einlassventile und Auslassventile sind daher fest vorgegeben.For controlling intake valves and exhaust valves on the cylinders, a camshaft is provided on a conventional internal combustion engine. The camshaft is mechanically connected to the crankshaft. A valve lift, opening angle and opening time of the intake valves and exhaust valves are therefore fixed.

Um einen Motorbetrieb zu verbessern, sind mittlerweile verschiedene Systeme entwickelt worden, um die Einlassventile und Auslassventile mit mehr Flexibilität steuern zu können. Ein Beispiel ist ein sogenannter Nockenwellenphasensteller, mit dem ein Öffnungs- und/oder Schließwinkel von Einlass- und Auslassventilen verschoben werden kann, den Betrieb des Motors beispielsweise an eine Drehzahl oder eine Motorlast anzupassen. In order to improve engine operation, various systems have been developed to control intake valves and exhaust valves with greater flexibility. One example is a so-called camshaft phaser, with which an opening and / or closing angle of intake and exhaust valves can be shifted to adjust the operation of the engine, for example, to a speed or an engine load.

Wenn eine Einlassnockenwelle für die Einlassventile und eine separate Auslassnockenwelle für die Auslassventile mit einem Nockenwellenphasensteller versehen sind, können sie auch eine gleichzeitige Öffnung von Einlassventil und Auslassventil bewirken, um eine Füllung des Brennraums zu optimieren oder eine Turboaufladung schneller zu bewirken (Scavenging). Andere Systeme gestatten es auch, einen Ventilhub oder eine Öffnungszeit zu variieren. If an inlet camshaft for the intake valves and a separate exhaust camshaft for the exhaust valves are provided with a camshaft phaser, they may also cause simultaneous opening of the intake valve and exhaust valve to optimize filling of the combustion chamber or faster turbocharging (scavenging). Other systems also allow a valve lift or open time to be varied.

Ein Hauptnachteil der bekannten mechanischen Lösungen ist eine fehlende Flexibilität, die keinen optimierten Motorbetrieb gestattet. Jeder Freiheitsgrad wird nur mit komplizierten Systemen erreicht. A major disadvantage of the known mechanical solutions is a lack of flexibility that does not allow optimized engine operation. Each degree of freedom is achieved only with complicated systems.

Ein weiterer Nachteil der heutigen flexibleren Systeme ist ein hoher Energiebedarf, der elektromechanischen und / oder hydraulischen Aktuatoren. Ferner ist eine Betriebssicherheit nicht garantiert. Another disadvantage of today's more flexible systems is a high energy demand, the electromechanical and / or hydraulic actuators. Furthermore, operational safety is not guaranteed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß ist eine Ventilvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen Verbrennungsmotor mit Luftförderungsmodul, gemäß Anspruch 1 sowie ein Verbrennungsmotor gemäß dem nebengeordneten Anspruch vorgesehen.According to the invention, a valve device for an internal combustion engine, in particular for an internal combustion engine with an air delivery module, according to claim 1 and an internal combustion engine according to the independent claim is provided.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the present invention are specified in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt ist eine Ventilvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen Verbrennungsmotor mit Luftförderungsmodul, umfassend: Ein pneumatisch steuerbares Luftventil, um einem Brennraum des Verbrennungsmotors Frischluft zuzuführen. According to one aspect, a valve device for an internal combustion engine, in particular for an internal combustion engine with an air delivery module, comprises: A pneumatically controllable air valve for supplying fresh air to a combustion chamber of the internal combustion engine.

Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Ventilvorrichtung ferner ein elektrisch ansteuerbares Wechselventil umfasst, um das pneumatisch steuerbare Luftventil pneumatisch zu steuern. According to one embodiment it can be provided that the valve device further comprises an electrically controllable shuttle valve to pneumatically control the pneumatically controllable air valve.

Unter „Steuern“ wird im Folgenden insbesondere eine Steuerung des pneumatisch steuerbaren Luftventils verstanden, wobei die Steuerung ein Öffnen oder Schließen des Luftventils bewirken kann. Unter „Ansteuern“ wird im Folgenden insbesondere eine Ansteuerung des ansteuerbaren Wechselventils verstanden. Das Wechselventil kann derart ausgeführt sein, dass es elektrisch ansteuerbar ist. In the following, "control" is understood in particular to mean a control of the pneumatically controllable air valve, wherein the control can cause an opening or closing of the air valve. In the following, "activation" is understood in particular to mean activation of the controllable shuttle valve. The shuttle valve may be designed such that it is electrically controllable.

Es kann vorgesehen sein, dass das elektrisch ansteuerbare Wechselventil ausgebildet ist, um das pneumatisch steuerbare Luftventil wahlweise durch Herstellen einer pneumatischen Verbindung des pneumatisch steuerbaren Luftventils mit einem ersten Luftdruckreservoir oder mit einem zweiten Luftdruckreservoir pneumatisch zu steuern.It can be provided that the electrically controllable shuttle valve is designed to pneumatically control the pneumatically controllable air valve selectively by establishing a pneumatic connection of the pneumatically controllable air valve with a first air pressure reservoir or with a second air pressure reservoir.

Das elektrisch ansteuerbare Wechselventil kann also derart angeordnet sein, dass es in der Lage ist, die Beaufschlagung des pneumatisch steuerbaren Luftventils wahlweise mit einem ersten Druck oder einem zweiten Druck zu bewirken.The electrically controllable shuttle valve may thus be arranged such that it is able to effect the application of the pneumatically controllable air valve selectively with a first pressure or a second pressure.

Insbesondere kann durch eine Beaufschlagung des pneumatisch steuerbaren Luftventils mit einem bestimmten ersten Druck ein Öffnen, durch eine Beaufschlagung mit einem vom ersten Druck verschiedenen zweiten Druck ein Schließen des pneumatisch steuerbaren Luftventils bewirkt sein.In particular, by acting on the pneumatically controllable air valve with a certain first pressure opening, by acting on a second pressure different from the first pressure, closing of the pneumatically controllable air valve can be effected.

Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Zuführung von Frischluft durch ein Luftförderungsmodul bereitgestellt ist.According to one embodiment it can be provided that the supply of fresh air is provided by an air conveying module.

Eine Idee der obigen Vorrichtung ist es, das Luftventil, das als Einlassventil und / oder als Auslassventil an einem Zylinder des Verbrennungsmotors vorgesehen sein kann, pneumatisch zu steuern. Der Druck für das pneumatische Steuern des Luftventils wird durch das Luftförderungsmodul bereitgestellt. Auf diese Weise ist es möglich, das Luftventil mit einem verhältnismäßig geringen Energiebedarf zu pneumatisch steuern. Ferner ist eine Betriebssicherheit gegeben, weil das Luftventil durch denselben Luftdruck pneumatisch gesteuert wird, der auch am Einlass des Brennraums des Verbrennungsmotors vorliegt, so dass in einem Betrieb keine Gefahr für das Luftventil durch einen Kolben im Zylinder auftritt. One idea of the above device is to pneumatically control the air valve, which may be provided as an intake valve and / or as an exhaust valve on a cylinder of the internal combustion engine. The pressure for the pneumatic control of the air valve is provided by the air delivery module. In this way it is possible to pneumatically control the air valve with a relatively low energy requirement. Furthermore, operational safety is provided because the air valve is pneumatically controlled by the same air pressure, which is also present at the inlet of the combustion chamber of the internal combustion engine, so that in operation there is no danger to the air valve by a piston in the cylinder.

Dadurch kann eine verbesserte Steuerung der Einlassventile und Auslassventile als Luftventile für einen Verbrennungsmotor erreicht werden, insbesondere eine weitgehend flexible Steuerung von Einlass- und Auslassventilen, insbesondere eine Steuerung, die einen geringen Energiebedarf aufweist und eine hohe Betriebssicherheit bereitstellt. Thereby, an improved control of the intake valves and exhaust valves can be achieved as air valves for an internal combustion engine, in particular a largely flexible control of intake and exhaust valves, in particular a controller that has a low energy consumption and provides high reliability.

Weiterhin kann die Ventilvorrichtung derart ausgebildet sein, dass das pneumatisch steuerbare Luftventil ausgebildet ist, eine kommunikative Verbindung zwischen dem Brennraum des Verbrennungsmotors und dem ersten Luftdruckreservoir zu steuern oder wobei das pneumatisch steuerbare Luftventil ausgebildet ist, eine kommunikative Verbindung zwischen dem Brennraum des Verbrennungsmotors und dem zweiten Luftdruckreservoir zu steuern.Furthermore, the valve device can be designed such that the pneumatically controllable air valve is designed to control a communicative connection between the combustion chamber of the internal combustion engine and the first air pressure reservoir or wherein the pneumatically controllable air valve is formed, a communicative connection between the combustion chamber of the internal combustion engine and the second Control air pressure reservoir.

In dem Falle, dass das pneumatisch steuerbare Luftventil eine kommunikative Verbindung zwischen dem Brennraum des Verbrennungsmotors und dem ersten Luftdruckreservoir steuert, kann das pneumatisch steuerbare Luftventil der Zufuhr einer Frischluft in den Brennraum des Verbrennungsmotors dienen. In dem Falle, dass das pneumatisch steuerbare Luftventil ausgebildet ist, eine kommunikative Verbindung zwischen dem Brennraum des Verbrennungsmotors und dem zweiten Luftdruckreservoir zu steuern, kann das pneumatisch steuerbare Luftventil einem Auslass der Verbrennungsluft in einen Abgasabführungsabschnitt dienen. In the event that the pneumatically controllable air valve controls a communicative connection between the combustion chamber of the internal combustion engine and the first air pressure reservoir, the pneumatically controllable air valve can serve to supply a fresh air into the combustion chamber of the internal combustion engine. In the event that the pneumatically controllable air valve is designed to control a communicative connection between the combustion chamber of the internal combustion engine and the second air pressure reservoir, the pneumatically controllable air valve can serve an outlet of the combustion air into an exhaust gas discharge section.

Insbesondere kann die Ventilvorrichtung derart ausgebildet sein, dass das zweite Luftdruckreservoir durch einen Umgebungsluftdruck gebildet ist. Mit anderen Worten kann auf diese Weise eine kommunikative Verbindung von dem Brennraum des Verbrennungsmotors zu einer Umgebung des Fahrzeugs bereitgestellt sein. In particular, the valve device can be designed such that the second air pressure reservoir is formed by an ambient air pressure. In other words, a communicative connection from the combustion chamber of the internal combustion engine to an environment of the vehicle can be provided in this way.

Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Luftförderungsmodul einen Druckbehälter zum Bereitstellen eines Luftdruckreservoirs, eine Luftzuführung zum Bereitstellen der kommunikativen Verbindung zwischen dem Druckbehälter und dem Brennraum des Verbrennungsmotors und einen Verbindungsabschnitt zum Bereitstellen des pneumatischen Steuerdrucks am elektrisch ansteuerbaren Wechselventil umfasst. Mit anderen Worten kann es vorgesehen sein, dass der Druckbehälter, der in dem Verbrennungsmotor mit Luftförderung vorgesehen ist, über dies einen Druck zur pneumatischen Steuerung des pneumatisch steuerbaren Luftventils bereitstellt. According to one embodiment, it can be provided that the air delivery module comprises a pressure vessel for providing an air pressure reservoir, an air supply for providing the communicative connection between the pressure vessel and the combustion chamber of the internal combustion engine and a connecting section for providing the pneumatic control pressure to the electrically controllable shuttle valve. In other words, it may be provided that the pressure vessel, which is provided in the internal combustion engine with air delivery, via this provides a pressure for the pneumatic control of the pneumatically controllable air valve.

Es kann vorgesehen sein, dass das pneumatisch steuerbare Ventil umfasst: einen Ventilkörper, welcher einen Ventilteller zum Verschließen der kommunikativen Verbindung von der Luftzuführung zum Brennraum des Verbrennungsmotors, einen Ventilschaft, an dem das Ventil beweglich gelagert ist, sowie eine Ventilstößel zum Empfangen eines pneumatischen Steuerdrucks aufweist; und einen pneumatischen Zylinder, in dem der Ventilstößel verschiebbar und mit einer eine Rückstellkraft aufweisenden Ventilfeder versehen ist, wobei zwischen dem verschiebbaren Ventilstößel und der Innenwand des pneumatischen Zylinders ein variabler Ventilraum gebildet ist. It can be provided that the pneumatically controllable valve comprises: a valve body which has a valve disk for closing the communicative connection from the air supply to the combustion chamber of the internal combustion engine, a valve stem on which the valve is movably mounted, and a valve tappet for receiving a pneumatic control pressure having; and a pneumatic cylinder in which the valve stem is slidably and provided with a return spring having a valve spring, wherein between the slidable valve stem and the inner wall of the pneumatic cylinder, a variable valve space is formed.

Gemäß einer Ausführungsform kann eine Rückstellkraft der Ventilfeder derart bemessen sein, dass, wenn ein pneumatischer Steuerdruck im variablen Ventilraum größer ist als der Druck im Brennraum des Verbrennungsmotors, der Ventilkörper derart in Richtung des Brennraums des Verbrennungsmotors bewegt wird, dass die kommunikative Verbindung zwischen dem Brennraum des Verbrennungsmotors und der Luftzuführung bereitgestellt wird, und, wenn der pneumatische Steuerdruck um variablen Ventilraum kleiner oder gleich dem Druck im Brennraum des Verbrennungsmotors ist, der Ventilkörper derart aus dem Brennraum herausgedrückt wird, dass der Ventilteller die kommunikative Verbindung zwischen dem Brennraum des Verbrennungsmotors und der Luftzuführung schließt.According to one embodiment, a restoring force of the valve spring may be dimensioned such that, when a pneumatic control pressure in the variable valve chamber is greater than the pressure in the combustion chamber of the internal combustion engine, the valve body is moved in the direction of the combustion chamber of the internal combustion engine, that the communicative connection between the combustion chamber the internal combustion engine and the air supply is provided, and, when the pneumatic control pressure to variable valve chamber is less than or equal to the pressure in the combustion chamber of the internal combustion engine, the valve body is pushed out of the combustion chamber such that the valve disc, the communicative connection between the combustion chamber of the internal combustion engine and the Air supply closes.

Weiterhin kann die Ventilvorrichtung derart ausgebildet sein, dass eine Nockenwelle zum Verhindern einer Kollision zwischen Ventilteller und einem im Brennraum des Verbrennungsmotors angeordneten Kolben vorgesehen ist. Auf diese Weise kann eine Betriebssicherheit bereitgestellt sein. Furthermore, the valve device may be designed such that a camshaft is provided for preventing a collision between the valve disk and a piston arranged in the combustion chamber of the internal combustion engine. In this way, a reliability can be provided.

Ein Merkmal einer pneumatische Betätigung ist, dass damit nur eine bestimmte Kraft auf das Ventil übertragen wird und nicht eine feste Position. Die Summe der durch die Druckverhältnisse vorgegebenen Kräfte bestimmt dann die tatsächliche Bewegung des Ventils. Ein Druckunterschied zwischen der Luftzuführung und dem Brennraum des Verbrennungsmotors bewirkt eine Kraft auf die Ventilvorrichtung, die ebenfalls verwendet werden kann. Somit wird eine erforderliche Betätigungskraft noch geringer und eine Betriebssicherheit gewährleistet:
Ansaugtakt: der Druck im Zylinder ist geringer als in der Luftzuführung oder im Abgasabführungsabschnitt: Öffnung der Ventile ist möglich, Einlassventil kann nach Bedarf geöffnet werden;
Komprimierungs- oder Arbeitstakt: Druck im Brennraum des Verbrennungsmotors ist erheblich höher als in der Luftzuführung oder im Abgasabführungsabschnitt: Öffnung der Ventile kann unmöglich sein; und
Ausstoßtakt: Der Druck im Zylinder ist ähnlich wie im Brennraum des Verbrennungsmotors oder im Abgasabführungsabschnitt: Öffnung der Ventile kann möglich sein und das Auslassventil kann nach Bedarf geöffnet werden. A feature of pneumatic actuation is that it transfers only a certain force to the valve rather than a fixed position. The sum of the forces given by the pressure conditions then determines the actual movement of the valve. A pressure difference between the air supply and the combustion chamber of the internal combustion engine causes a force on the valve device, which can also be used. Thus, a required operating force is even lower and ensures reliability:
Intake stroke: the pressure in the cylinder is lower than in the air supply or in the exhaust gas discharge section: opening of the valves is possible, intake valve can be opened as required;
Compression or power stroke: Pressure in the combustion chamber of the internal combustion engine is considerably higher than in the air supply or exhaust gas discharge section: opening of the valves may be impossible; and
Exhaust stroke: The pressure in the cylinder is similar to that in the combustion chamber of the combustion engine or in the exhaust gas discharge section: opening of the valves may be possible and the exhaust valve may be opened as required.

Voraussetzung für ein Betreiben der Ventilvorrichtung ist das Vorhandensein eines pneumatischen Steuerdrucks. Die Höhe dieses Drucks hängt von der zu bildenden Kraft auf die Ventilvorrichtung ab, die wiederum von den Druckunterschieden zwischen dem Brennraum des Verbrennungsmotors und der Luftzuführung bzw. Abgasabführungsabschnitt abhängt, sowie von der nötigen Ventilöffnungsgeschwindigkeit. The prerequisite for operating the valve device is the presence of a pneumatic control pressure. The amount of this pressure depends on the force to be formed on the valve device, which in turn depends on the pressure differences between the combustion chamber of the internal combustion engine and the air supply or Abgasabführungsabschnitt, as well as the necessary valve opening speed.

Der pneumatische Steuerdruck kann durch ein separates System mit Luftpumpe und/oder Verdichter bereitgestellt werden. Um einen Energiebedarf dieses Systems gering zu halten, kann der Steuerdruck regelbar gestaltet werden, in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl oder anderen Umgebungsvariablen, die eine Wirkung auf die Ventilöffnungsgeschwindigkeit haben. The pneumatic control pressure can be provided by a separate system with air pump and / or compressor. In order to minimize the energy demand of this system, the control pressure may be made controllable, depending on an engine speed or other environmental variables having an effect on the valve opening speed.

Zum Erzielen einer erhöhten Betriebssicherheit ist eine Kollision zwischen dem Luftventil und einem im Brennraum des Verbrennungsmotors arbeitenden Kolben zu vermeiden. Hierfür kann eine Nockenwelle vorgesehen werden, die die Öffnung des Luftventils in entsprechenden Bereichen mechanisch blockiert. Diese Nockenwelle würde erforderlichenfalls das Ventil schließen – im Normalfall verursacht sie nur geringe Reibungsverluste. To achieve increased operational reliability, a collision between the air valve and a piston operating in the combustion chamber of the internal combustion engine is to be avoided. For this purpose, a camshaft can be provided which mechanically blocks the opening of the air valve in corresponding areas. If necessary, this camshaft would close the valve - normally causing only minor friction losses.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verbrennungsmotor mit mindestens einer der obigen Ventilvorrichtungen vorgesehen, wobei die Ventilvorrichtung als Einlassventil und/oder als Auslassventil vorgesehen ist.According to a further aspect, an internal combustion engine with at least one of the above valve devices is provided, wherein the valve device is provided as an inlet valve and / or as an outlet valve.

Im Falle eines Verbrennungsmotors mit Luftförderung kann die Druckluft vom Luftbehälter verwendet werden, so dass ein zusätzliches System nicht unbedingt erforderlich ist. In the case of a combustion engine with air delivery, the compressed air can be used by the air tank, so that an additional system is not essential.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine Ventilvorrichtung in einem Zustand, in dem der Brennraum des Verbrennungsmotors nicht mit Frischluft versorgt wird; 1 a valve device in a state in which the combustion chamber of the internal combustion engine is not supplied with fresh air;

2 die Ventilvorrichtung der 1 in einem Zustand, in dem der Brennraum des Verbrennungsmotors mit einer Frischluft aus einem Luftförderungsmodul versorgt wird; und 2 the valve device of 1 in a state where the combustion chamber of the internal combustion engine is supplied with fresh air from an air-conveying module; and

3 eine weitere Ausführungsform der Ventilvorrichtung mit einer Nockenwelle zur Ansteuerung des Ventils. 3 a further embodiment of the valve device with a camshaft for controlling the valve.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

1 zeigt eine Ventilvorrichtung 1 für einen Verbrennungsmotor mit Luftförderungsmodul in einem Zustand, in dem die Ventilvorrichtung 1 schließt, also eine Frischluftzufuhr in einen Brennraum 6 des Verbrennungsmotors unterbunden wird. 1 shows a valve device 1 for an internal combustion engine with air delivery module in a state in which the valve device 1 closes, so a fresh air supply into a combustion chamber 6 the internal combustion engine is stopped.

Die Ventilvorrichtung 1 umfasst ein pneumatisch steuerbares Luftventil 3, sowie ein elektrisch ansteuerbares Wechselventil 4, das das Luftventil 3 pneumatisch steuert. The valve device 1 includes a pneumatically controllable air valve 3 , as well as an electrically controllable shuttle valve 4 that the air valve 3 pneumatically controlled.

Das pneumatisch steuerbare Luftventil 3 weist einen Ventilkörper 5 auf, der beweglich gelagert ist. Der Ventilkörper 5 ist mit einem Ventilteller 16 versehen, der in der Lage ist, eine an einem Zylinderkopf 7 des Verbrennungsmotors vorgesehene Öffnung, die zur Zufuhr von Frischluft vorgesehen ist, so zu verschließen, dass keine kommunikative Verbindung zwischen einem Brennraum 6 des Verbrennungsmotors und einem Luftreservoir vorliegt, insbesondere also keine Frischluftzufuhr in den Brennraum 6 möglich ist. The pneumatically controllable air valve 3 has a valve body 5 on, which is movably mounted. The valve body 5 is with a valve plate 16 provided that is capable of one on a cylinder head 7 the combustion engine provided opening, which is provided for the supply of fresh air to close so that no communicative connection between a combustion chamber 6 the internal combustion engine and an air reservoir is present, in particular so no fresh air supply into the combustion chamber 6 is possible.

In der 1 ist gezeigt, dass das Ventil 3 mit seinem Ventilteller 16 den Brennraum 6 des Verbrennungsmotors gegen eine Luftzuführung 20 abdichtet, die zum Bereitstellen einer kommunikativen Verbindung zwischen einem ersten Druckbehälter 2 (erstes Luftdruckreservoir) und dem Brennraum 6 bereitgestellt sein kann. An dem dem Ventilteller 16 gegenüberliegenden Ende weist der Ventilkörper 5 einen Ventilstößel 12 auf, welcher beweglich in einem pneumatischen Zylinder 8 gelagert ist. Eine in dem pneumatischen Zylinder 8 vorgesehene Ventilfeder 10 drückt den Ventilkörper 5 über den Ventilstößel 12 in eine Position, in der der Ventilteller 16 den Brennraum 6 des Verbrennungsmotors abdichtet. Der Ventilkörper 5 ist relativ im pneumatischen Zylinder 8 beweglich gelagert, so dass bei einer Bewegung des Ventilkörpers 5 ein Raum R zwischen dem Ventilstößel 12 und dem Inneren des Zylinders 8 ein variabler Ventilraum gebildet ist. In the 1 is shown that the valve 3 with his valve plate 16 the combustion chamber 6 of the internal combustion engine against an air supply 20 for providing a communicative connection between a first pressure vessel 2 (first air pressure reservoir) and the combustion chamber 6 can be provided. On the valve disk 16 opposite end, the valve body 5 a valve tappet 12 which is movable in a pneumatic cylinder 8th is stored. One in the pneumatic cylinder 8th provided valve spring 10 pushes the valve body 5 over the valve lifter 12 in a position where the valve plate 16 the combustion chamber 6 of the internal combustion engine seals. The valve body 5 is relatively in the pneumatic cylinder 8th movably mounted, so that upon movement of the valve body 5 a space R between the valve lifter 12 and the inside of the cylinder 8th a variable valve space is formed.

Der variable Ventilraum R ist kommunikativ mit dem elektrisch ansteuerbaren Wechselventil 4 verbunden. Das Wechselventil 4 wird durch ein Motorsteuergerät 22 über einen Aktuator 26 angesteuert und ist derart beweglich, dass eine mit V bezeichnete Öffnung des pneumatischen Zylinders 8 wahlweise über einen Luftkanal 32 eine kommunikative Verbindung zwischen dem pneumatischen Zylinder und dem Luftförderungsmodul 2 über einen Verbindungsabschnitt 28 bereitstellt. The variable valve chamber R is communicative with the electrically controllable shuttle valve 4 connected. The shuttle valve 4 is powered by an engine control unit 22 via an actuator 26 controlled and is movable such that an opening designated V of the pneumatic cylinder 8th optionally via an air duct 32 a communicative connection between the pneumatic cylinder and the air delivery module 2 via a connecting section 28 provides.

Alternativ kann das Wechselventil 4 über den Aktuator 26 in eine zweite Stellung gebracht werden, in welcher die mit V bezeichnete Öffnung des pneumatischen Zylinders 8 in Verbindung mit einem Verbindungsstück 30 steht, so dass eine Verbindung zwischen dem variablen Ventilraum R und dem Verbindungsstück 30 hergestellt ist. Alternatively, the shuttle valve 4 over the actuator 26 be brought into a second position in which the designated V opening of the pneumatic cylinder 8th in conjunction with a connector 30 stands, so that a connection between the variable valve chamber R and the connector 30 is made.

Zum Erzielen einer definierten Ruhelage ist das Wechselventil 4 mit einer Rückstellfeder 36 versehen. To achieve a defined rest position is the shuttle valve 4 with a return spring 36 Mistake.

In der in 1 gezeigten Stellung ist der variable Ventilraum R minimal ausgeprägt und die mit V bezeichnete Öffnung des pneumatischen Zylinders 8 ist in Kommunikation mit einem Umgebungsdruck U. In dieser Position dichtet der Ventilteller 16 demnach das Innere des Brennraums 6 des Verbrennungsmotors ab. In the in 1 shown position, the variable valve space R is minimally pronounced and designated V opening of the pneumatic cylinder 8th is in communication with an ambient pressure U. In this position the valve disk seals 16 hence the interior of the combustion chamber 6 of the internal combustion engine.

2 stellt die Ventilvorrichtung 1 aus der 1 in einem betätigten Zustand dar. In diesem Falle hat das Motorsteuergerät 22 über eine Signalleitung 24 den Aktuator 26 am elektrisch ansteuerbaren Wechselventil 4 derart betätigt, dass ein Luftkanal 32 zum Herstellen einer kommunikativen Verbindung zwischen dem pneumatischen Zylinder und dem Druckbehälter 2 bereitgestellt ist. 2 represents the valve device 1 from the 1 in an actuated state. In this case, the engine control unit 22 via a signal line 24 the actuator 26 on the electrically controllable shuttle valve 4 so actuated that an air duct 32 for establishing a communicative connection between the pneumatic cylinder and the pressure vessel 2 is provided.

Der aus dem Druckbehälter 2 bereitgestellte Luftdruck setzt sich über den Verbindungsabschnitt 28 und den Luftkanal 32, sowie durch die mit V‘ bezeichnete Öffnung hin zum variablen Ventilraum R fort. Mit anderen Worten ist in der hier gezeigten Konfiguration eine Frischluftzufuhr zum Brennraum 6 des Verbrennungsmotors bereitgestellt. The from the pressure vessel 2 provided air pressure settles on the connecting section 28 and the air duct 32 , as well as through the V 'designated opening to the variable valve chamber R on. In other words, in the configuration shown here is a fresh air supply to the combustion chamber 6 provided the internal combustion engine.

An der mit V‘ bezeichneten Öffnung liegt somit der Druck vor, der von dem Druckbehälter 2 bereitgestellt wird. In dem Fall, dass, wie vorgesehen, in dem Brennraum 6 des Verbrennungsmotors kein hoher Druck vorliegt, beispielsweise in einem Ansaugtakt oder einem Ausstoßtakt, ist somit der an dem mit V‘ bezeichneten Punkt vorliegende Druck größer als der Druck in dem Brennraum 6 des Verbrennungsmotors. At the designated V 'opening thus the pressure is present, that of the pressure vessel 2 provided. In the case that, as provided, in the combustion chamber 6 the internal combustion engine is not high pressure, for example, in an intake stroke or an exhaust stroke, thus, the present at the point designated V 'pressure is greater than the pressure in the combustion chamber 6 of the internal combustion engine.

Auf diese Weise wird der Ventilkörper 5 über den auf den Ventilstößel 12, entgegen der Rückstellkraft der Ventilfeder 10, wirkenden Kraft, der Ventilkörper 5 in Richtung des Brennraums 6 des Verbrennungsmotors bewegt, so dass sich der variable Ventilraum R deutlich vergrößert. Ferner entfernt sich der Ventilteller 16 von seinem Dichtsitz am Zylinderkopf 7 des Verbrennungsmotors, so dass aus dem Druckbehälter 2 über die Luftzuführung 20 Frischluft 15 in den Brennraum 6 des Verbrennungsmotors eintreten kann. In this way, the valve body 5 over the on the valve lifter 12 , contrary to the restoring force of the valve spring 10 , acting force, the valve body 5 in the direction of the combustion chamber 6 of the internal combustion engine, so that the variable valve space R increases significantly. Furthermore, the valve plate is removed 16 from his seal seat on the cylinder head 7 of the internal combustion engine, leaving the pressure vessel 2 over the air supply 20 fresh air 15 in the combustion chamber 6 of the internal combustion engine can occur.

Mit anderen Worten, wenn das Wechselventil 4 den pneumatischen Zylinder 8 mit dem Umgebungsdruck U verbindet, wirkt die Federkraft der Ventilfeder 10 stärker als eine durch die Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck U und dem Druck in der Brennkammer 6, so dass selbst in dem Fall, in dem der Brennraum 6 des Verbrennungsmotors den Umgebungsdruck U aufweist, das Ventil schließt. In other words, when the shuttle valve 4 the pneumatic cylinder 8th connects with the ambient pressure U, the spring force of the valve spring acts 10 stronger than one by the pressure difference between the ambient pressure U and the pressure in the combustion chamber 6 so that even in the case where the combustion chamber 6 of the internal combustion engine has the ambient pressure U, the valve closes.

Umgekehrt, wenn das Wechselventil 4 über den Luftkanal 32 den pneumatischen Zylinder 8 mit dem Druckbehälter 2 verbindet, ist die Kraft der Ventilfeder 10 kleiner, so dass der Ventilkörper 5 über den auf den Ventilstößel 12 wirkenden Druck aus seiner Ruheposition hinausgedrückt wird und so einen Zustrom von Frischluft 15 in den Brennraum 6 des Verbrennungsmotors hinein ermöglicht, weil der Ventilteller 16 aus seinem Ventilsitz hinausgedrückt wurde. Conversely, when the shuttle valve 4 over the air duct 32 the pneumatic cylinder 8th with the pressure vessel 2 connects, is the force of the valve spring 10 smaller, leaving the valve body 5 over the on the valve lifter 12 acting pressure is pushed out of its rest position and so an influx of fresh air 15 in the combustion chamber 6 allows the internal combustion engine, because the valve plate 16 was pushed out of his valve seat.

Während eines Verbrennungs- oder Komprimierungstakts ist ein Abgasdruck im Brennraum 6 des Verbrennungsmotors höher als ein Luftdruck in der Luftzuführung 20. Umgekehrt ist während des Ansaug- oder Ausstoßtaktes der Abgasdruck im Brennraum 6 des Verbrennungsmotors geringer als der Luftdruck in der Luftzuführung 20. Beide Effekte summieren sich. During a combustion or compression stroke, there is an exhaust pressure in the combustion chamber 6 of the internal combustion engine higher than an air pressure in the air supply 20 , Conversely, during the intake or exhaust stroke, the exhaust gas pressure in the combustion chamber 6 of the internal combustion engine lower than the air pressure in the air supply 20 , Both effects add up.

Der pneumatische Zylinder 8 und die Ventilfeder 10 sind derart ausgelegt, dass eine derart bereitgestellte Kraft kleiner sein kann als die von einem Druckunterschied zwischen dem Brennraum 6 des Verbrennungsmotors und Luftzuführung 20 herrührende Kraftwirkung. Somit kann eine hohe Sicherheit bereitgestellt sein, vgl. hierzu die nachstehende Tabelle: Takt Druckunterschied Zylinderkopf / Verteiler Wechselventil geschlossen Wechselventil offen Ansaugtakt Hoch Luftventil schließt langsam Luftventil öffnet schnell Komprimierungstakt Niedrig Luftventil schließt schnell Luftventil schließt langsam Verbrennungstakt Hoch Luftventil schließt sehr schnell Luftventil schließt schnell Ausstoßtakt Niedrig Luftventil schließt langsam Luftventil öffnet langsam The pneumatic cylinder 8th and the valve spring 10 are designed such that a force provided in this way can be smaller than that of a pressure difference between the combustion chamber 6 the internal combustion engine and air supply 20 originating force effect. Thus, a high level of security can be provided, cf. see the table below: clock Pressure difference cylinder head / distributor Shuttle valve closed Shuttle valve open intake High Air valve closes slowly Air valve opens quickly compression stroke Low Air valve closes quickly Air valve closes slowly combustion stroke High Air valve closes very fast Air valve closes quickly exhaust stroke Low Air valve closes slowly Air valve opens slowly

In der vorstehenden Tabelle ist mit dem Ausdruck „Wechselventil geschlossen“ insbesondere gemeint, dass das Wechselventil 4 in einer Stellung ist, worin sich der variable Raum R des Ventils 3 in Kommunikation mit einem Umgebungsdruck U befindet, während mit dem Ausdruck „Wechselventil offen“ insbesondere gemeint ist, dass das Wechselventil 4 in einer Stellung ist, worin sich der variable Raum R des Ventils 3 in Kommunikation mit dem vom Luftförderungsmodul 2 bereitgestellten Druck befindet.In the above table, the expression "shuttle valve closed" specifically means that the shuttle valve 4 is in a position in which the variable space R of the valve 3 is in communication with an ambient pressure U, while with the expression "shuttle valve open" in particular it is meant that the shuttle valve 4 is in a position in which the variable space R of the valve 3 in communication with the air promotion module 2 provided pressure is located.

Die Tabelle unterscheidet in diesem Beispiel vier Zustände, die vier unterschiedlichen Takten entsprechen:The table distinguishes four states in this example, which correspond to four different measures:

In einem Ansaugtakt, bei dem ein großer Druckunterschied zwischen dem Brennraum 6 des Verbrennungsmotors und der Luftzuführung 20 vorliegen kann, schließt das Luftventil 3 langsam, sofern das Wechselventil 4 geschlossen ist. Ist hingegen das Wechselventil 4 offen, so liegt im variablen Raum R des Luftventils 3 der vom Luftförderungsmodul 2 bereitgestellte Druck vor, der in diesem Takt erheblich höher als der Druck im Brennraum 6 des Verbrennungsmotors ist, so dass das Luftventil 3 sich schnell öffnet und die Frischluft vom Luftförderungsmodul 2 in den Brennraum 6 eindringen kann.In an intake stroke in which a large pressure difference between the combustion chamber 6 the internal combustion engine and the air supply 20 may be present, closes the air valve 3 slow, provided the shuttle valve 4 closed is. Is, however, the shuttle valve 4 open, so lies in the variable space R of the air valve 3 the from the air promotion module 2 provided pressure in this tact significantly higher than the pressure in the combustion chamber 6 of the internal combustion engine is such that the air valve 3 opens quickly and the fresh air from the air conveyor module 2 in the combustion chamber 6 can penetrate.

In einem Komprimierungstakt, bei dem ein geringer Druckunterschied zwischen dem Brennraum 6 des Verbrennungsmotors und der Luftzuführung 20 vorliegen kann, schließt das Luftventil 3 schnell, sofern das Wechselventil 4 geschlossen ist. Ist hingegen das Wechselventil 4 offen, schließt das Luftventil 3 langsam. In beiden Fällen, unabhängig von der Stellung des Wechselventils 4, schließt also das Luftventil 3, so dass im Komprimierungstakt, worin der Kolben sich zur Kompression des Luft-Kraftstoffgemischs in Richtung des Luftventils 3 bewegt, in jedem Falle das Luftventil 3 mit seinem Ventilteller 16 sich in der Dichtungsposition befindet, so dass das Luftventil 3 nicht vom Zylinder beschädigt werden kann. Also, selbst falls eine Fehlersituation am Wechselventil 4 auftreten sollte, kann in jedem Fall die Sicherheit des Luftventils 3 gewährleistet sein.In a compression stroke, where there is a small pressure difference between the combustion chamber 6 the internal combustion engine and the air supply 20 may be present, closes the air valve 3 fast, provided the shuttle valve 4 closed is. Is, however, the shuttle valve 4 open, closes the air valve 3 slowly. In both cases, regardless of the position of the shuttle valve 4 so closes the air valve 3 in that in the compression stroke, wherein the piston is for compressing the air-fuel mixture in the direction of the air valve 3 moves, in any case, the air valve 3 with his valve plate 16 is in the sealing position, leaving the air valve 3 can not be damaged by the cylinder. So, even if an error situation at the shuttle valve 4 should occur in any case, the safety of the air valve 3 to be guaranteed.

Wird ein im Brennraum 6 des Verbrennungsmotors nun vorhandenes Luft-Kraftstoffgemisch gezündet wird, so befindet sich der Verbrennungsmotor im Verbrennungstakt. In diesem Verbrennungstakt ist der Druck im Brennraum 6 des Verbrennungsmotors hoch im Vergleich zum Druck an der Luftzuführung 20. Ist das Wechselventil 4 geschlossen, so schließt das Luftventil 3 sehr schnell, da das Luftventil 3 nun zwischen dem sehr hohen Druck, der dem Verbrennungstakt entspricht, und dem Umgebungsdruck operiert. Ist das Wechselventil 4 geöffnet, so schließt das Luftventil 3 schnell, da das Luftventil 3 nun zwischen dem sehr hohen Druck, der dem Verbrennungstakt entspricht, und dem Druck des Luftförderungsmoduls 2 operiert.Will one in the combustion chamber 6 the combustion engine now existing air-fuel mixture is ignited, then the internal combustion engine is in the combustion cycle. In this combustion cycle is the pressure in the combustion chamber 6 of the internal combustion engine high compared to the pressure at the air supply 20 , Is the shuttle valve 4 closed, the air valve closes 3 very fast, because the air valve 3 now operates between the very high pressure, which corresponds to the combustion stroke, and the ambient pressure. Is the shuttle valve 4 opened, then closes the air valve 3 fast, because the air valve 3 now between the very high pressure, which corresponds to the combustion stroke, and the pressure of the air delivery module 2 surgery.

Im Ausstoßtakt schließlich liegt ein eher geringer Druckunterschied zwischen dem Brennraum 6 des Verbrennungsmotors und der Luftzuführung 20 vor. In diesem Fall schließt das Luftventil 3 langsam, sofern das Wechselventil 4 geschlossen ist, und das Luftventil 3 öffnet sich langsam, sofern das Wechselventil 4 geöffnet ist.In the exhaust stroke finally there is a rather small pressure difference between the combustion chamber 6 the internal combustion engine and the air supply 20 in front. In this case, the air valve closes 3 slow, provided the shuttle valve 4 is closed, and the air valve 3 opens slowly, provided the shuttle valve 4 is open.

Als eine Alternative zu dem pneumatischen Zylinder 8 kann eine Konstruktion vorgesehen sein, in der der pneumatische Zylinder 8 in beiden Richtungen mit Luftdruck betätigt wird, so dass die Ventilfeder 10 entfallen kann. In diesem Falle kann das Luftventil 3 vergleichsweise schneller öffnen und schließen. Allerdings ist in diesem Falle ein Luftverbrauch aus dem Druckbehälter 2 erhöht. Ferner muss das Wechselventil dann beide Kammern des pneumatischen Zylinders 8 bedienen, so dass das Wechselventil 4 als 4/2-Schieber ausgestaltet werden muss.As an alternative to the pneumatic cylinder 8th may be provided a construction in which the pneumatic cylinder 8th is operated in both directions with air pressure, so that the valve spring 10 can be omitted. In this case, the air valve 3 open and close comparatively faster. However, in this case, an air consumption from the pressure vessel 2 elevated. Furthermore, the shuttle valve then has both chambers of the pneumatic cylinder 8th operate, so that the shuttle valve 4 must be designed as a 4/2 slider.

Ferner kann vorgesehen sein, um die Öffnungs- und Schließzeit des Luftventils 3 noch weiter zu erhöhen, die Niederdruckseite des Wechselventils 4 (zweites Luftdruckreservoir) mit Unterdruck anstelle Umgebungsdrucks zu versorgen. Es kann vorgesehen werden, den Unterdruck nur bei Bedarf an das Wechselventil 4 anzulegen, beispielsweise bei einer höheren Motordrehzahl oder Motorlast. Es kann vorgesehen sein, den Unterdruck von einem durch einen Bremsverstärker bereitgestellten Unterdruck zu verwenden.Further, it may be provided to the opening and closing time of the air valve 3 still further increase, the low pressure side of the shuttle valve 4 (Second air pressure reservoir) with negative pressure instead of ambient pressure to supply. It can be provided, the negative pressure only when needed to the shuttle valve 4 apply, for example at a higher engine speed or engine load. It may be provided to use the negative pressure of a provided by a brake booster vacuum.

3 zeigt eine Ausführungsform der Ventilvorrichtung 1, die zusätzlich mit einer Nockenwelle 40 versehen ist. Die Nockenwelle 40 ist mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Verbrennungsmotors gekoppelt und dreht sich synchronisiert zu dieser. 3 shows an embodiment of the valve device 1 additionally with a camshaft 40 is provided. The camshaft 40 is coupled to a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine and rotates synchronized therewith.

In der Ausführungsform der 3 ist der Ventilkörper 5 mit einem Widerlager 42 versehen, das gegen eine Nockenwelle 40 drückt, so dass in Abhängigkeit von einem Winkel der Nockenwelle das Luftventil 3 in eine geschlossene Position gezwungen werden kann, um eine Kollision zwischen dem Luftventil 3, insbesondere dem Ventilteller 16 des Luftventils 3 und einem in dem Brennraum 6 des Verbrennungsmotors arbeitenden Kolben zu vermeiden. In the embodiment of the 3 is the valve body 5 with an abutment 42 provided that against a camshaft 40 presses, so that depending on an angle of the camshaft, the air valve 3 in a closed position can be forced to make a collision between the air valve 3 , in particular the valve plate 16 of the air valve 3 and one in the combustion chamber 6 to avoid working piston of the internal combustion engine.

Claims

Valve device ( 1 ) for an internal combustion engine, in particular for an internal combustion engine with an air transport module ( 2 . 20 . 28 ), comprising: - a pneumatically controllable air valve ( 3 ) to a combustion chamber ( 6 ) supply the internal combustion engine fresh air.

Valve device ( 1 ) according to claim 1, further comprising: - an electrically controlled shuttle valve ( 4 ) to the pneumatically controllable air valve ( 3 ) to control pneumatically.

Valve device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the electrically controllable shuttle valve ( 4 ) is adapted to the pneumatically controllable air valve ( 3 ) optionally by establishing a pneumatic connection of the pneumatically controllable air valve ( 3 ) with a first air pressure reservoir ( 2 ) or with a second air pressure reservoir (U) to control pneumatically.

Valve device ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein the supply of fresh air through an air conveying module ( 2 . 20 . 28 ).

Valve device according to claim 4, wherein the air conveying module ( 2 . 20 . 28 ), the first air pressure reservoir ( 2 ).

Valve device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the pneumatically controllable air valve ( 3 ) is formed, a communicative connection between the combustion chamber ( 6 ) of the internal combustion engine and the first air pressure reservoir ( 2 ) or the pneumatically controllable air valve ( 3 ) is formed, a communicative connection between the combustion chamber ( 6 ) of the internal combustion engine and the second air pressure reservoir (U).

Valve device ( 1 ) according to one of claims 4 to 6, wherein the second air pressure reservoir (U) is formed by an ambient air pressure.

Valve device ( 1 ) according to one of claims 4 to 7, wherein the air promotion module ( 2 . 20 . 28 ) a pressure vessel ( 2 ) for providing the first air pressure reservoir ( 2 ), an air supply ( 20 ) for providing the communicative connection between the pressure vessel ( 2 ) and the combustion chamber ( 6 ) of the internal combustion engine and a connecting section ( 28 ) for providing the pneumatic control pressure on the electrically controllable shuttle valve ( 4 ).

Valve device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the pneumatically controllable valve ( 3 ) comprises: - a valve body ( 5 ), which a valve disc ( 16 ) for closing the communicative connection from the air supply ( 20 ) to the combustion chamber ( 6 ) of the internal combustion engine, a valve stem ( 14 ), on which the valve ( 3 ) is movably mounted, and a valve tappet ( 12 ) for receiving a pneumatic control pressure; and - a pneumatic cylinder ( 8th ), in which the valve stem ( 12 ) displaceable and with a return spring having a valve spring ( 10 ), wherein between the displaceable valve tappet ( 12 ) and the inner wall of the pneumatic cylinder ( 8th ) a variable valve chamber (R) is formed

Valve device according to claim 9, wherein a restoring force of the valve spring ( 10 ) is dimensioned such that when a pneumatic control pressure (V) in the variable valve chamber (R) is greater than the pressure in the combustion chamber ( 6 ) of the internal combustion engine, the valve body ( 5 ) in the direction of the combustion chamber ( 6 ) of the internal combustion engine is moved, so that the communicative connection between the combustion chamber ( 6 ) of the internal combustion engine and the air supply ( 20 ), and that when the pneumatic control pressure (V) in the variable valve chamber (R) is less than or equal to the pressure in the combustion chamber ( 6 ) of the internal combustion engine, the valve body ( 5 ) from the combustion chamber ( 6 ) is pushed out, so that the valve plate ( 16 ) the communicative connection between the combustion chamber ( 6 ) of the internal combustion engine and the air supply ( 20 ) closes.

Valve device according to one of the preceding claims, wherein a camshaft ( 40 ) for preventing a collision between the valve disc ( 16 ) and one in the combustion chamber ( 6 ) of the internal combustion engine arranged piston.

Internal combustion engine with at least one valve device according to one of claims 1 to 11, wherein the valve device is provided as an inlet valve and / or as an outlet valve for a cylinder of the internal combustion engine.