DE102015214115A1 - Hubvariabler valve drive for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Hubvariabler Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit einem Zwischenhebel, der einerseits schiebebeweglich auf einer Kulissenbahn einer Kulisse gelagert ist und andererseits eine Arbeitskurve aufweist, wobei die Arbeitskurve über ein Zwischenelement mit einem Gaswechselventil in Wirkverbindung steht, wobei eine erste Stellvorrichtung zum Verschwenken des Zwischenhebels um einen kulissennahen Punkt gegen eine Federkraft eines Federelementes vorgesehen ist, wobei der Zwischenhebel mit einer zweiten Stellvorrichtung entlang der Kulissenbahn verschiebbar ist, wobei die zweite Stellvorrichtung einen ersten Einstellbereich für einen Nullhub, einen zweiten Einstellbereich für einen Teilhub und einen dritten Einstellbereich für einen Vollhub des Gaswechselventils aufweist, wobei die zweite Stellvorrichtung ein Exzenter einer Exzenterwelle ist mit einem Ablegebereich in dem zweiten Einstellbereich. Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung des Exzenters ergibt sich eine betriebssichere, maximale Ventilbeschleunigung dort, wo sie funktional zweckmäßig ist.Hubvariabler valve drive for an internal combustion engine with an intermediate lever, which is mounted on the one hand sliding on a slide track a backdrop and on the other hand has a working curve, wherein the working curve via an intermediate element with a gas exchange valve is in operative connection, wherein a first adjusting device for pivoting the intermediate lever to a near-stage point is provided against a spring force of a spring element, wherein the intermediate lever is displaceable with a second adjusting device along the slide track, wherein the second adjusting device has a first adjustment range for a zero stroke, a second adjustment range for a partial stroke and a third adjustment range for a full stroke of the gas exchange valve, wherein the second adjusting device is an eccentric of an eccentric shaft with a depositing area in the second setting area. The proposed design of the eccentric results in a reliable, maximum valve acceleration where it is functionally appropriate.
Description
Die Erfindung betrifft einen hubvariablen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a variable-stroke valve drive for an internal combustion engine having the features of the preamble of patent claim 1.
Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die europäische Patentschrift
Weiter ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
- – einem Zwischenhebel, der einerseits schiebebeweglich auf einer Kulissenbahn einer Kulisse gelagert ist und andererseits eine Arbeitskurve aufweist, wobei
- – die Arbeitskurve über ein Zwischenelement mit einem Gaswechselventil in Wirkverbindung steht, wobei
- – eine erste Stellvorrichtung zum Drehen des Zwischenhebels um einen kulissennahen Punkt gegen eine Federkraft eines Federelements vorgesehen ist, wobei
- – der Zwischenhebel mit einer zweiten Stellvorrichtung entlang der Kulissenbahn verschiebbar ist, wobei
- – die zweite Stellvorrichtung einen ersten Einstellpunkt für einen Nullhub, zumindest einen zweiten Einstellpunkt für einen Teilhub und zumindest einen dritten Einstellpunkt für einen Vollhub des Gaswechselventils aufweist, wobei
- – dem Gaswechselventil des ersten Zylinders eine erste zweite Stellvorrichtung und dem Gaswechselventil des zweiten Zylinder eine zweite zweite Stellvorrichtung zugeordnet ist.
- - An intermediate lever, which is mounted on the one hand sliding on a slide track a backdrop and on the other hand has a working curve, said
- - The working curve is connected via an intermediate element with a gas exchange valve in operative connection, said
- - Is provided a first adjusting device for rotating the intermediate lever to a near-point point against a spring force of a spring element, wherein
- - The intermediate lever is displaceable with a second adjusting device along the slide track, wherein
- - The second adjusting device has a first set point for a zero stroke, at least a second set point for a partial lift and at least a third set point for a full lift of the gas exchange valve, wherein
- - The gas exchange valve of the first cylinder, a first second adjusting device and the gas exchange valve of the second cylinder is associated with a second second adjusting device.
Es befindet sich am oberen Ende (bei maximalem Gaswechselventilhub) der zweiten Einstellvorrichtung, die üblicherweise als Exzenterkontur ausgebildet ist, ein Ablegebereich, bei der der Gaswechselventilhub bei weiterer Verdrehung des Exzenters in Richtung größerem Gaswechselventilhub nicht weiter ansteigt (bzw. je nach mechanischer Auslegung sogar leicht absinken kann), d. h. in dieser Stellung verschwindet das Rückstellmoment der dort anliegenden Zwischenhebelrolle auf die Exzenterwelle (oder drückt sie gegen den Anschlag beim maximalen Exzenterwinkel, siehe
Wenn man die Brennkraftmaschine mit einem Brennverfahren betreiben möchte, bei dem im Bereich maximaler Leistung ein reduzierter Gaswechselventilhub anliegt (Miller-Verfahren), nutzt man die Dynamik des Ventiltriebs nicht voll aus, da auch der maximale Gaswechselventilhub bei maximaler Drehzahl aufgrund der oben beschriebenen Notlaufstrategie möglich sein muss.If you want to operate the internal combustion engine with a combustion process in which a reduced Gaswechselventilhub applied in the range of maximum power (Miller method), one does not fully exploits the dynamics of the valve train, as well as the maximum Gaswechselventilhub at maximum speed due to the above-described emergency operation strategy possible have to be.
Die Miller-Brennkraftmaschine ist eine nach Miller benannte Brennkraftmaschine, bei der der Kraftstoff während des Ansaugvorganges in die angesaugte Luft eingebracht wird, was wie beim Ottomotor ein zündfähiges Gemisch im Zylinder ergibt. Im Gegensatz zum Ottomotor zeichnet sich eine Miller-Brennkraftmaschine durch einen fünften Arbeitsschritt aus. Deshalb wird die Miller-Brennkraftmaschine auch als „Fünftakter” bezeichnet. Das Einlassventil wird schon während des Ansaugtaktes geschlossen, was eine unvollständige Brennraumfüllung zur Folge hat. Das früher geschlossene Gaswechseleinlassventil verhindert bzw. reduziert das sogenannte Klopfen.The Miller internal combustion engine is named after Miller internal combustion engine, in which the fuel is introduced during the intake into the intake air, resulting in an ignitable mixture in the cylinder as in the gasoline engine. In contrast to the gasoline engine, a Miller internal combustion engine is characterized by a fifth step. Therefore, the Miller internal combustion engine is also referred to as "five-stroke". The intake valve is already closed during the intake stroke, resulting in an incomplete combustion chamber filling result. The previously closed gas exchange inlet valve prevents or reduces the so-called knocking.
Beispielsweise ein Abgasturbolader, der den Zylindern zusätzliches Kraftstoff-Luft-Gemisch zuführt, gleicht Verluste und weniger Leistung gegenüber herkömmlichen Brennkraftmaschinen aus. Die Folge dieser Änderungen sind geringere Abgastemperatur, weniger Schadstoffe, geringe Klopfneigung und ein hoher Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine. Weitere Vorteile eine geringere Abgabe von Wärmeenergie und eine Reduzierung des Stickstoffoxidausstoßes, sowie eine größere Leistung bei geringerem Kraftstoffverbrauch bei vergleichsweise geringerem Hubraum.For example, an exhaust gas turbocharger, which supplies the cylinders with additional fuel-air mixture, compensates for losses and less power compared to conventional internal combustion engines. The result of these changes are lower exhaust gas temperature, fewer pollutants, low tendency to knock and high efficiency of the internal combustion engine. Other benefits include lower heat output and reduction of nitrogen oxide output, as well as greater performance lower fuel consumption with relatively less displacement.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es oben genannten Nachteil, beispielsweise für das Miller-Brennverfahren, zu vermeiden.The object of the present invention is to avoid the above-mentioned disadvantage, for example for the Miller combustion process.
Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the feature in the characterizing part of patent claim 1.
Erfindungsgemäß wird für die zweite Stellvorrichtung eine Exzenterkontur mit einem innerhalb des Verstellbereichs gelegenen Ablegebereich vorgeschlagen. Dieser kann z. B. bei einem Gaswechselventilhub, wie in
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des hubvariablen Ventiltriebs ergibt sich in vorteilhafter Weise eine betriebssichere maximale Gaswechselventilbeschleunigung dort, wo sie funktional zweckmäßig ist:
- – Vorteile bei RDE (Real Driving Emissions) tauglichen Brennverfahren, wie dem Miller-Brennverfahren,
- – Erschließen der Potenziale in nicht notwendig notlauftauglichen Gaswechselventilhubbereichen,
- – Kraftstoffverbrauchs- und Emissionsvorteile.
- - Advantages of RDE (Real Driving Emissions) suitable combustion processes, such as the Miller combustion process,
- - unlocking the potentials in gas emergency valve lifting areas that are not necessarily suitable for emergency
- - Fuel consumption and emission benefits.
Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform, bei der der Ablegebereich quasi eine „Kuhle” bildet, d. h. das auf die Exzenterwelle ausgeübte Drehmoment verschwindet in dieser Stellung der Exzenterwelle.The embodiment according to claim 2 is a preferred embodiment, in which the depositing area forms a quasi "Kuhle", d. H. The torque exerted on the eccentric shaft disappears in this position of the eccentric shaft.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von zwei Figuren näher erläutert.In the following the invention is explained in more detail with reference to two figures.
Ferner ist eine erste Stellvorrichtung
Erfindungsgemäß ist die zweite Stellvorrichtung
Somit wird eine Exzenterkontur mit einem innerhalb des Einstellbereichs gelegenen Ablegebereich vorgeschlagen. Dieser kann z. B. bei dem Gaswechselventilhub liegen, der bei der maximalen Drehzahl eingestellt wird.Thus, an eccentric contour is proposed with a lying within the adjustment range depositing area. This can z. B. at the Gaswechselventilhub, which is set at the maximum speed.
Da die Gaswechselventilbeschleunigung mit steigendem Ventilhub zunimmt und die Auslegung des Ventiltriebs für die maximale Drehzahl nur für diesen reduzierten Hub notwendig ist, kann dieser kürzer und somit fülliger gestaltet werden, was der gewünschten Funktion entgegenkommt. Gaswechselventilhübe oberhalb des Ablegebereichs können dort aufgrund der reduzierten Drehzahlanforderung freier gestaltet werden und können dort auch höhere Beschleunigungen ermöglichen.Since the gas exchange valve acceleration increases with increasing valve lift and the design of the valve train for the maximum speed is only necessary for this reduced stroke, this can be made shorter and thus fuller, which accommodates the desired function. Gas exchange valve lifts above the deposit area can be designed more freely there due to the reduced speed requirement and can also allow higher accelerations there.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des hubvariablen Ventiltriebs ergibt sich in vorteilhafter Weise eine betriebssichere maximale Gaswechselventilbeschleunigung dort, wo sie funktional zweckmäßig ist:
- – Vorteile bei RDE (Real Driving Emissions) tauglichen Brennverfahren, wie dem Miller-Brennverfahren,
- – Erschließen der Potenziale in nicht notwendig notlauftauglichen Gaswechselventilhubbereichen,
- – Kraftstoffverbrauchs- und Emissionsvorteile.
- - Advantages of RDE (Real Driving Emissions) suitable combustion processes, such as the Miller combustion process,
- - unlocking the potentials in gas emergency valve lifting areas that are not necessarily suitable for emergency
- - Fuel consumption and emission benefits.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Hubvariabler VentiltriebHubvariabler valve drive
- 22
- Zwischenhebelintermediate lever
- 33
- Kulissescenery
- 3'3 '
- Kulissenbahnlink path
- 44
- Arbeitskurveworking curve
- 55
- Zwischenelementintermediate element
- 66
- GaswechselventilGas exchange valve
- 77
- erste Stellvorrichtungfirst adjusting device
- 88th
- kulissennaher Punktscene near the point
- 99
- Federelementspring element
- 1010
- zweite Stellvorrichtungsecond adjusting device
- 1111
- erster Einstellbereichfirst setting range
- 1212
- zweiter Einstellbereichsecond setting range
- 1313
- dritter Einstellbereichthird setting range
- 1414
- Zylinderkopfcylinder head
- 1515
- StandardexzenterStandardexzenter
- 1616
- erfindungsgemäßer Exzentereccentric according to the invention
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1387928 B1 [0002] EP 1387928 B1 [0002]
- DE 102006033559 A1 [0003] DE 102006033559 A1 [0003]
Claims (2)
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DE102015214115.2A DE102015214115A1 (en) | 2015-07-27 | 2015-07-27 | Hubvariabler valve drive for an internal combustion engine |
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Date | Code | Title | Description |
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