DE102017201732A1

DE102017201732A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine im Schubbetrieb und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens

Info

Publication number: DE102017201732A1
Application number: DE102017201732.5A
Authority: DE
Inventors: Helmut Kindl; Andreas Kuske; Jörg Kemmerling; Vanco Smiljanovski; Franz Arnd Sommerhoff; Hanno Friederichs; Frank Wunderlich
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-02-03
Filing date: 2017-02-03
Publication date: 2018-08-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der- jeder Zylinder mindestens eine Einlassöffnung und mindestens eine Auslassöffnung aufweist,- die zylinderzugehörigen Öffnungen jeweils ausgestattet sind mit einem Ventiltrieb umfassend ein Ventil,- der Ventiltrieb der mindestens einen Auslassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das Auslassventil abschaltbar ist, wobei ein abgeschaltetes Auslassventil die Auslassöffnung versperrt und ein zugeschaltetes Auslassventil die Auslassöffnung im Rahmen eines Ladungswechsels während einer Öffnungsdauer freigibt, und- der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Einlassventil im Rahmen eines Ladungswechsels auf unterschiedliche Weise betätigbar ist.Es soll ein Verfahren aufgezeigt werden, mit dem im Schubbetrieb ein verstellbares Motorbremsmoment generiert werden kann.Erreicht wird dies mit einem Verfahren, bei dem zur Generierung eines Motorbremsmomentes im Schubbetrieb- das mindestens eine zylinderzugehörige Auslassventil abgeschaltet wird und die mindestens eine zylinderzugehörige Auslassöffnung im Rahmen eines Ladungswechsels nicht mehr freigeben wird, und- das Einlassventil mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung geöffnet wird, wenn der Kolben sich vom oberen Totpunkt auf den unteren Totpunkt zu bewegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens einem Zylinder, bei der

- jeder Zylinder mindestens eine Einlassöffnung zum Zuführen von Verbrennungsluft via Ansaugsystem und mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist und über einen Kolben verfügt, der entlang einer Kolbenlängsachse zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt bewegbar ist,
- die zylinderzugehörigen Öffnungen jeweils ausgestattet sind mit einem Ventiltrieb umfassend ein Ventil, das unter Verwendung einer Betätigungseinrichtung entlang einer Längsachse zwischen einer Ventilschließstellung und einer Ventiloffenstellung unter Vollführung eines maximalen Ventilhubs Δh_max bewegbar ist, um die Öffnung im Rahmen eines Ladungswechsels während einer Öffnungsdauer Δt freizugeben oder zu versperren,
- der Ventiltrieb der mindestens einen zylinderzugehörigen Auslassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Auslassventil abschaltbar ist, wobei ein abgeschaltetes Auslassventil die zugehörige Auslassöffnung versperrt und im Rahmen eines Ladungswechsels nicht mehr freigibt und sich ein zugeschaltetes Auslassventil zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung unter Ausbildung eines Ventilhubs bewegt und dabei die zugehörige Auslassöffnung während einer Öffnungsdauer freigibt, und
- der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Einlassventil im Rahmen eines Ladungswechsels auf unterschiedliche Weise betätigbar ist.

Eine Brennkraftmaschine der genannten Art wird als Antrieb für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine Ottomotoren, Dieselmotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, die ein Hybrid-Brennverfahren nutzen, sowie Hybrid-Antriebe, die neben der Brennkraftmaschine eine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbare Elektromaschine umfassen, welche Leistung von der Brennkraftmaschine aufnimmt oder als zuschaltbarer Hilfsantrieb zusätzlich Leistung abgibt.
Brennkraftmaschinen verfügen über einen Zylinderblock und mindestens einen Zylinderkopf, die zur Ausbildung mindestens eines Zylinders miteinander verbunden werden.
Der Zylinderblock weist zur Aufnahme der Kolben eine entsprechende Anzahl an Zylinderrohren auf. Der Kolben jedes Zylinders einer Brennkraftmaschine wird entlang der Zylinderlängsachse axial beweglich in einem Zylinderrohr geführt und begrenzt zusammen mit dem Zylinderrohr und dem Zylinderkopf den Brennraum eines Zylinders. Der Kolbenboden bildet dabei einen Teil der Brennrauminnenwand und dichtet zusammen mit den Kolbenringen den Brennraum gegen den Zylinderblock bzw. das Kurbelgehäuse ab, so dass keine Verbrennungsgase bzw. keine Verbrennungsluft in das Kurbelgehäuse gelangen und kein Öl in den Brennraum gelangt.
Die Kolben dienen der Übertragung der durch die Verbrennung generierten Gaskräfte auf die Kurbelwelle. Hierzu ist jeder Kolben mittels eines Kolbenbolzens mit einer Pleuelstange gelenkig verbunden, die wiederum an der Kurbelwelle beweglich gelagert ist.
Die im Kurbelgehäuse in mindestens zwei Kurbelwellenlagern gelagerte Kurbelwelle nimmt die Pleuelstangenkräfte auf, die sich aus den Gaskräften infolge der Kraftstoffverbrennung im Brennraum und den Massenkräften infolge der ungleichförmigen Bewegung der Triebwerksteile zusammensetzen. Dabei wird die oszillierende Hubbewegung der Kolben zwischen einem unteren und oberen Totpunkt in eine rotierende Drehbewegung der Kurbelwelle transformiert. Die Kurbelwelle überträgt das Drehmoment an den Antriebsstrang. Ein Teil der auf die Kurbelwelle übertragenen Energie wird zum Antrieb von Hilfsaggregaten wie der Ölpumpe und der Lichtmaschine verwendet oder dient dem Antrieb der Nockenwelle und damit der Betätigung der Ventiltriebe.
Regelmäßig wird die obere Kurbelgehäusehälfte durch den Zylinderblock gebildet. Ergänzt wird das Kurbelgehäuse dabei durch die an die obere Kurbelgehäusehälfte montierbare und als Ölwanne dienende untere Kurbelgehäusehälfte.
Der Zylinderkopf dient üblicherweise zur Aufnahme der Ventiltriebe. Um den Ladungswechsel zu steuern, benötigt eine Brennkraftmaschine Steuerorgane und Betätigungseinrichtungen zur Betätigung der Steuerorgane. Im Rahmen des Ladungswechsels eines Zylinders erfolgt das Ausschieben der Verbrennungsgase über mindestens eine Auslassöffnung und das Füllen des Brennraums mit Verbrennungsluft über mindestens eine Einlassöffnung. Zur Steuerung des Ladungswechsels werden bei Viertaktmotoren nahezu ausschließlich Hubventile als Steuerorgane verwendet, die während des Betriebs der Brennkraftmaschine entlang ihrer Längsachse eine oszillierende Hubbewegung ausführen und auf diese Weise die Einlassöffnung bzw. Auslassöffnung freigeben und verschließen. Die für die Bewegung eines Ventils erforderliche Betätigungseinrichtung einschließlich des Ventils selbst wird als Ventiltrieb bezeichnet.
Es ist die Aufgabe des Ventiltriebs die mindestens eine Einlassöffnung und/oder Auslassöffnung eines Zylinders rechtzeitig freizugeben bzw. zu schließen, wobei eine schnelle Freigabe möglichst großer Strömungsquerschnitte angestrebt wird, um die Drosselverluste in den ein- bzw. ausströmenden Gasströmungen gering zu halten und eine möglichst gute Füllung des Zylinders bzw. ein vollständiges Abführen der Abgase zu gewährleisten. Nach dem Stand der Technik wird ein Zylinder daher auch häufig und zunehmend mit zwei oder mehr Einlassöffnungen bzw. Auslassöffnungen ausgestattet.
Die Brennkraftmaschine, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, verfügt über mindestens einen Zylinder, der mindestens eine Einlassöffnung und mindestens eine Auslassöffnungen aufweist.
Die Ansaugleitungen, die zu den Einlassöffnungen führen, und die Abgasleitungen, die sich an die Auslassöffnungen anschließen, sind nach dem Stand der Technik zumindest teilweise im Zylinderkopf integriert.
Stromabwärts der Auslassöffnungen werden die Abgase dann einer Abgasnachbehandlung und gegebenenfalls einer Turbine, beispielsweise der Turbine eines Abgasturboladers, zugeführt. Auch die Brennkraftmaschine, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, verfügt vorzugsweise über mindestens ein Abgasnachbehandlungssystem.
Aus unterschiedlichen Gründen kann bei einer unbefeuerten Brennkraftmaschine im Schubbetrieb Bedarf bestehen, ein Motorbremsmoment zu generieren. Vorzugsweise sollte sich dieses Motorbremsmoment noch bedarfsgerecht einstellen lassen.
Insbesondere bei einem Hybrid-Antrieb, d. h. einem Antrieb, der neben der Brennkraftmaschine eine Elektromaschine umfasst, besteht Bedarf für ein Verfahren zur Generierung eines Motorbremsmoments, falls die Elektromaschine im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine regelmäßig als Generator zur Energierückgewinnung einsetzt wird.
Dabei sollte das Bremsmoment möglichst klein sein, solange ein Energiespeicher des Hybrid-Antriebs, beispielsweise ein Akkumulator, die von der Elektromaschine im Generatorbetrieb zurückgewonnene elektrische Energie speichern kann.
Falls der Energiespeicher aber aufgrund seines momentanen Ladezustandes nicht mehr in der Lage ist, mittels Elektromaschine rückgewonne elektrische Energie aufnehmen, d. h. zu speichern, muss das von der Elektromaschine im Generatorbetrieb erzeugte Bremsmoment substituiert, d. h. ersetzt werden, da sich ansonsten für den Fahrer Änderungen im Fahrverhalten ergeben bzw. feststellen lassen, die als nachteilig empfunden werden und daher als nachteilig anzusehen sind.
Im Einzelfall kann die Elektromaschine eines Hybrid-Antriebs bei befeuerter Brennkraftmaschine als zuschaltbarer Hilfsantrieb einen angeforderten Leistungsmehrbedarf befriedigen und/oder als zuschaltbarer Generator einen von der befeuerten Brennkraftmaschine bereitgestellten Leistungsüberschuss aufnehmen.
Nach dem Stand der Technik können unterschiedliche Konzepte zur Generierung eines Motorbremsmomentes eingesetzt werden.
Die europäische Patentanmeldung EP 1 375 868 A1 beschreibt verschiedene Konzepte, beispielsweise die Rückführung von Abgasen zur Anhebung der Motorbremsleistung. Dabei wird Abgas aus dem Abgasabführsystem, welches während des unbefeuerten Motorbremsbetriebes üblicherweise unverbrannte Verbrennungsluft führt, die durch die Kompression in den Zylindern ein erhöhtes Temperaturniveau aufweist, wieder den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführt. Die von der Brennkraftmaschine geleistete Arbeit wird dabei in Wärme umgesetzt bzw. über Druckverluste abgebaut und als Motorbremsmoment wahrgenommen.
Die in der EP 1 375 868 A1 für eine abgasturboaufgeladene Brennkraftmaschine vorgeschlagene Abgasrückführung verfügt über eine Rückführleitung, die stromaufwärts der Turbine eines Abgasturboladers vom Abgasabführsystem abzweigt und stromabwärts des Verdichters in das Ansaugsystem mündet. Es handelt sich um eine Hochdruck-AGR, mit der sich der Effekt der warmen rückgeführten Verbrennungsluft besonders effektiv und unmittelbar zur Anhebung der Motorbremsleistung nutzen lässt. Moderne Brennkraftmaschinen werden aber zwecks Abgasrückführung zunehmend mit einer Niederdruck-AGR ausgestattet, bei der die Rückführleitung stromabwärts der Turbine vom Abgasabführsystem abzweigt und stromaufwärts des Verdichters in das Ansaugsystem mündet, weshalb das Rückführsystem ein vergleichsweise großes Volumen aufweist. Wird warme Verbrennungsluft zur Anhebung der Motorbremsleistung via Niederdruck-AGR zurückgeführt, wird die Verbrennungsluft im Rahmen der Rückführung regelmäßig durch mindestens ein Abgasnachbehandlungssystem geleitet, wodurch das Nachbehandlungssystem ungewollt auskühlt; ein Effekt, der unerwünscht ist im Hinblick auf den befeuerten Betrieb der Brennkraftmaschine, der sich regelmäßig dem Schubbetrieb anschließt. Eine Hochdruck-AGR müsste daher, wenn auch nicht zur Rückführung heißer Abgase bei befeuerter Brennkraftmaschine, dann doch exklusiv zur Anhebung der Motorbremsleistung bei im Schubbetrieb befindlicher Brennkraftmaschine vorgesehen werden. Dies erscheint aber aus Kostengründen und auch hinsichtlich eines dichten Packagings wenig sinnvoll.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Abgasrückführung lässt sich gemäß der EP 1 375 868 A1 auch ein Verschlusskörper im Abgasabführsystem vorsehen, mit dem der Strömungsquerschnitt des Abgasabführsystems verringert werden kann, um den Abgasgegendruck stromaufwärts des Verschlusskörpers im Abgasabführsystem zu erhöhen und damit die Ladungswechselverluste, d. h. die von den Kolben während des Ausschiebens zu leistende Arbeit. Auch diese Vorgehensweise erfordert zusätzliche Bauteile, wobei eine motornahe Anordnung des Verschlusskörpers im Abgasabführsystem, die für eine effektive und spürbare Anhebung der Motorbremsleistung erforderlich ist, regelmäßig nicht realisiert werden kann.
Vor dem Hintergrund des Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, mit dem im Schubbetrieb der unbefeuerten Brennkraftmaschine ein verstellbares Motorbremsmoment generiert werden kann.
Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens bereitzustellen.
Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens einem Zylinder, bei der

- jeder Zylinder mindestens eine Einlassöffnung zum Zuführen von Verbrennungsluft via Ansaugsystem und mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist und über einen Kolben verfügt, der entlang einer Kolbenlängsachse zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt bewegbar ist,
- die zylinderzugehörigen Öffnungen jeweils ausgestattet sind mit einem Ventiltrieb umfassend ein Ventil, das unter Verwendung einer Betätigungseinrichtung entlang einer Längsachse zwischen einer Ventilschließstellung und einer Ventiloffenstellung unter Vollführung eines maximalen Ventilhubs Δh_max bewegbar ist, um die Öffnung im Rahmen eines Ladungswechsels während einer Öffnungsdauer Δt freizugeben oder zu versperren,
- der Ventiltrieb der mindestens einen zylinderzugehörigen Auslassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Auslassventil abschaltbar ist, wobei ein abgeschaltetes Auslassventil die zugehörige Auslassöffnung versperrt und im Rahmen eines Ladungswechsels nicht mehr freigibt und sich ein zugeschaltetes Auslassventil zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung unter Ausbildung eines Ventilhubs bewegt und dabei die zugehörige Auslassöffnung während einer Öffnungsdauer freigibt, und
- der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Einlassventil im Rahmen eines Ladungswechsels auf unterschiedliche Weise betätigbar ist, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Generierung und Einstellung eines Motorbremsmomentes im Schubbetrieb der unbefeuerten Brennkraftmaschine
- das mindestens eine zylinderzugehörige Auslassventil abgeschaltet wird und die mindestens eine zylinderzugehörige Auslassöffnung im Rahmen eines Ladungswechsels nicht mehr freigeben wird, und
- das Einlassventil mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung geöffnet wird, wenn der Kolben sich vom oberen Totpunkt auf den unteren Totpunkt zu bewegt.

Erfindungsgemäß wird im Schubbetrieb der unbefeuerten Brennkraftmaschine der zylinderzugehörige Auslass dauerhaft geschlossen, d. h. versperrt, indem das mindestens eine zylinderzugehörige Auslassventil abgeschaltet, d. h. deaktiviert wird. Ein Arbeitsspiel umfasst im Schubbetrieb nur zwei Takte, nämlich eine Ansaugphase bzw. Expansionsphase und eine Kompressionsphase. Die im Zylinder befindliche Verbrennungsluft wird in der Kompressionsphase bei geschlossenen Öffnungen komprimiert. Die erforderliche Kompressionsarbeit wird dabei von der im Schubbetrieb befindlichen Brennkraftmaschine geleistet und damit der Brennkraftmaschine entzogen. Mindestens ein zylinderzugehöriges Einlassventil wird in der darauffolgenden Ansaugphase, wenn der Kolben sich vom oberen Totpunkt auf den unteren Totpunkt zu bewegt, betätigt bzw. geöffnet, d. h. ist geöffnet.
Durch Freigeben mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung in der Ansaugphase strömt die im Zylinder befindliche und unter Druck stehende Verbrennungsluft teilweise via Einlassöffnung in das Ansaugsystem, so dass die in der Kompressionsphase komprimierte Verbrennungsluft in der Ansaugphase weniger Arbeit durch Expansion an dem sich nach unten bewegenden Kolben leisten kann als zuvor in der Kompressionsphase vom Kolben in die Verbrennungsluft eingebracht wurde. Die Differenz zwischen der Arbeit, die der Kolben an der Verbrennungsluft leistet, und der Arbeit, die die komprimierte Verbrennungsluft am Kolben verrichtet, ist Teil des generierten und vom Fahrer wahrgenommenen Motorbremsmoments. Das Öffnen des zylinderzugehörigen Einlasses in der Ansaugphase verhindert, dass die im Zylinder befindliche und unter Druck stehende Verbrennungsluft Expansionsarbeit am Kolben leistet bzw. vermindert die am Kolben geleistete Expansionsarbeit.
Hinzu kommen die Drosselverluste der via Einlassöffnung entweichenden Verbrennungsluft. Hat sich das Druckgefälle zwischen dem Zylinder und dem Ansaugsystem abgebaut, saugt der Kolben im Rahmen der Ansaugphase aus dem Ansaugsystem Verbrennungsluft an, gegebenenfalls Verbrennungsluft, die zuvor aus dem Zylinder entwichen ist. Dieser Ansaugvorgang von Verbrennungsluft aus dem Ansaugsystem im Rahmen eines einseitigen, nämlich einlassseitigen Ladungswechsels bringt weitere Ladungswechselverluste mit sich, die insbesondere durch die bereitgestellten einlassseitigen Strömungsquerschnitte beeinflusst sind bzw. beeinflusst werden können.
Sowohl auf die von der komprimierten Verbrennungsluft am Kolben geleistete Expansionsarbeit bzw. deren Verminderung als auch auf die erwähnten Ladungswechselverluste infolge des Entweichens und Ansaugens von Verbrennungsluft kann erfindungsgemäß Einfluss genommen werden, indem das Einlassventil mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung auf unterschiedliche Weise betätigt wird. D. h. durch Verändern bzw. Verstellen der Steuerzeiten, insbesondere der Öffnungszeit, des Ventilhubs und/oder der Öffnungsdauer können die Expansionsarbeit und die Ladungswechselverluste eingestellt bzw. verstellt werden und damit das Motorbremsmoment.
Das erfindungsgemäße Verfahren löst folglich die erste der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe, nämlich ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem im Schubbetrieb der unbefeuerten Brennkraftmaschine ein verstellbares Motorbremsmoment generiert werden kann.
Durch Verändern bzw. Verstellen der Öffnungszeit, bei der das mindestens eine Einlassventil im Schubbetrieb geöffnet wird, kann gegebenenfalls sogar auf die Kompressionsarbeit Einfluss genommen werden, wenn nämlich das mindestens eine Einlassventil bereits in der Kompressionsphase geöffnet wird, bevor der Kolben den oberen Totpunkt erreicht und sich im Rahmen der Ansaugphase wieder auf den unteren Totpunkt zu bewegt. Auch dabei ist bzw. wird das Einlassventil mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung geöffnet, wenn der Kolben sich vom oberen Totpunkt auf den unteren Totpunkt zu bewegt, d. h. in der Ansaugphase.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Einlassventil mit einem verkleinerten Hub Δh_intake,low mit Δh_intake,low < Δh_intake,max im Rahmen eines Ladungswechsels betätigbar ist, wobei mittels Veränderung des Hubes Δh_intake das Motorbremsmoment verändert wird.
Das Einlassventil mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung kann vorliegend in der Art auf unterschiedliche Weise betätigt werden, dass dieses Einlassventil zum einen im Rahmen eines normalen Ladungswechsels bei befeuertem Betrieb der Brennkraftmaschine die zugehörige Einlassöffnung unter Vollführung eines maximalen Ventilhubs Δh_intake,max freigibt oder zum anderen beim Schubbetrieb der Brennkraftmaschine im Rahmen eines einlassseitigen Ladungswechsels die zugehörige Einlassöffnung während der Ansaugphase unter Vollführung eines verkleinerten Ventilhubs Δh_intake,low freigibt.
Dies dient der Generierung eines Motorbremsmomentes bzw. dessen gezielter Veränderung. Im Gegensatz zu einem Abschalten des Einlassventils im Schubbetrieb, d. h. dem Absenken des Hubes auf null, hat die Verkleinerung des Hubs des Einlassventils bei geschlossenem Auslass den Effekt, dass das Motorbremsmoment vergrößert wird. Denn die Öffnung des Einlassventils in der Ansaugphase mindert die Expansionsarbeit und steigert die Ladungswechselverluste bzw. begründet diese Ladungswechselverluste; wie bereits erwähnt.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass der Hub Δh_intake des zugehörigen Einlassventils verstellbar ist, wobei mittels Verstellung des Hubes Δh_intake das Motorbremsmoment eingestellt wird.
Werden Einlassventile verwendet, die nicht nur in der Art geschaltet werden können, dass das Einlassventil mit einem verkleinerten Hub Δh_intake,low betätigbar ist, sondern im Hinblick auf den Ventilhub Δh weitergehend verstellbar ist, kann der Ventilhub Δh sukzessive verkleinert bzw. vergrößert werden. Auf diese Weise kann im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine auf den einlassseitigen Ladungswechsel während der Ansaugphase mehr Einfluss genommen werde und flexibler vorgegangen werden. Das Motorbremsmoment lässt sich vielfältiger einstellen, d. h. stärker variieren.
Ein im vorstehenden Sinne im Hinblick auf den Ventilhub Δh verstellbares Einlassventil kann ein Hubventil sein, das mindestens drei unterschiedliche Ventilhübe Δh₁, Δh₂, Δh₃ zulässt. Ein solches im Ventilhub Δh verstellbares Hubventil ermöglicht erfindungsgemäß neben dem normalem Hub Δh_intake,max einen verkleinerten Hub Δh_intake,low,1 und einen weiteren Hub, d. h. einen andersartig verkleinerten Hub Δh_intake,low,2, gegebenenfalls eine Variante ohne Hub bzw. mit einem Nullhub Δh_intake = 0.
Vorteilhaft sind aus den vorstehend genannten Gründen daher auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass der Hub Δh_intake des zugehörigen Einlassventils mehrstufig verstellbar ist, wobei mittels Verstellung des Hubes Δh_intake das Motorbremsmoment eingestellt wird.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass der Hub Δh_intake des zugehörigen Einlassventils stufenlos verstellbar ist, wobei mittels Verstellung des Hubes Δh_intake das Motorbremsmoment eingestellt wird.
Bei Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen das mindestens eine Einlassventil mit einem verkleinerten Hub Δh_intake,low betätigbar ist bzw. der Hub Δh_intake des Einlassventils verstellbar ist, sind Verfahrensvarianten vorteilhaft, die dadurch gekennzeichnet sind, dass der Hub des zugehörigen Einlassventils vergrößert wird, um das Motorbremsmoment zu verkleinern. Wird der Hub des Einlassventils vergrößert, verringert sich der Strömungswiderstand, den dieses Einlassventil im Rahmen eines einlassseitigen Ladungswechsels während der Ansaugphase darstellt bzw. generiert. Das Motorbremsmoment sinkt mit abnehmendem Strömungswiderstand.
Bei Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen das mindestens eine Einlassventil mit einem verkleinerten Hub Δh_intake,low betätigbar ist bzw. der Hub Δh_intake des Einlassventils verstellbar ist, sind ebenfalls Verfahrensvarianten vorteilhaft, die dadurch gekennzeichnet sind, dass der Hub des zugehörigen Einlassventils verkleinert wird, um das Motorbremsmoment zu vergrößern. Wird der Hub des Einlassventils verkleinert, vergrößert sich der Strömungswiderstand, den dieses Einlassventil im Rahmen eines einlassseitigen Ladungswechsels während der Ansaugphase darstellt bzw. generiert. Das Motorbremsmoment nimmt mit größer werdendem Strömungswiderstand zu.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Einlassventil mit einer verkürzten Öffnungsdauer Δt_intake,short mit Δt_intake,short < Δt_intake im Rahmen eines Ladungswechsels betätigbar ist, wobei mittels Veränderung der Öffnungsdauer Δt_intake das Motorbremsmoment verändert wird.
Das zugehörige Einlassventil kann sowohl hinsichtlich des Hubes als auch hinsichtlich der Öffnungsdauer variabel, d. h. verstellbar sein.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass die Öffnungsdauer Δt_intake des zugehörigen Einlassventils verstellbar ist, wobei mittels Verstellung der Öffnungsdauer Δt_intake das Motorbremsmoment eingestellt wird.
Vorteilhaft sind insbesondere Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass eine Öffnungszeit des zugehörigen Einlassventils, zu der das Einlassventil geöffnet wird, verstellbar ist, wobei mittels Verstellung dieser Öffnungszeit das Motorbremsmoment eingestellt wird.
Die Öffnungszeit des Einlassventils bestimmt die Freigabe der zugehörigen Einlassöffnung, d. h. den Zeitpunkt, ab dem die im Zylinder befindliche und unter Druck stehende Verbrennungsluft via Einlassöffnung in das Ansaugsystem strömt bzw. strömen kann. Dadurch wird unmittelbar Einfluss genommen auf die Expansionsarbeit, welche die komprimierte Verbrennungsluft an dem sich nach unten bewegenden Kolben leisten kann, wobei diese Expansionsarbeit bzw. deren Veränderung wiederum maßgeblich das generierte Motorbremsmoment bestimmt.
Insofern ist die Öffnungszeit des Einlassventils, d. h. der Öffnungszeitpunkt, eine wesentliche bzw. die entscheidende Stellgröße bei der Generierung und Einstellung des vom Fahrer wahrgenommenen Motorbremsmoments.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Öffnungszeit des zugehörigen Einlassventils nach früh verschoben wird, um das Motorbremsmoment zu vergrößern. Je näher die Öffnungszeit am oberen Totpunkt liegt desto stärker wird die Expansionsarbeit reduziert und desto größer fällt das generierte Motorbremsmoment aus.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang daher auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Öffnungszeit des zugehörigen Einlassventils nach spät verschoben wird, um das Motorbremsmoment zu verkleinern.
Die zweite der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe, nämlich eine Brennkraftmaschine zur Durchführung eines Verfahrens einer vorstehend beschriebenen Art bereitzustellen, wird gelöst durch eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens einem Zylinder, bei der

Das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Gesagte gilt ebenfalls für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen mindestens eine Abgasrückführung vorgesehen ist, die eine Rückführleitung umfasst, welche vom Abgasabführsystem abzweigt und in das Ansaugsystem mündet. Die Abgasrückführung, d. h. die Rückführung von Verbrennungsgasen, ist ein geeignetes Mittel die Stickoxidemissionen zu reduzieren, wobei mit zunehmender Abgasrückführrate die Stickoxidemissionen deutlich gesenkt werden können.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst.
Die Aufladung ist ein geeignetes Mittel, bei unverändertem Hubraum die Leistung einer Brennkraftmaschine zu steigern oder bei gleicher Leistung den Hubraum zu reduzieren. In jedem Fall führt die Aufladung zu einer Erhöhung der Bauraumleistung und einer günstigeren Leistungsmasse. Wird der Hubraum reduziert, lässt sich bei gleichen Fahrzeugrandbedingungen das Lastkollektiv zu höheren Lasten hin verschieben, bei denen der spezifische Kraftstoffverbrauch niedriger ist. Die Aufladung einer Brennkraftmaschine unterstützt folglich die Bemühungen, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren, d. h. den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine zu verbessern.
Durch eine geeignete Getriebeauslegung kann zusätzlich ein sogenanntes Downspeeding realisiert werden, wodurch ebenfalls ein geringerer spezifischer Kraftstoffverbrauch erzielt wird. Beim Downspeeding wird der Umstand ausgenutzt, dass der spezifische Kraftstoffverbrauch bei niedrigen Drehzahlen regelmäßig niedriger ist, insbesondere bei höheren Lasten.
Bei gezielter Auslegung der Aufladung können auch Vorteile bei den Abgasemissionen erzielt werden. So können mittels geeigneter Aufladung beispielsweise beim Dieselmotor die Stickoxidemissionen ohne Einbußen beim Wirkungsgrad verringert werden. Gleichzeitig können die Kohlenwasserstoffemissionen günstig beeinflusst werden. Die Emissionen an Kohlendioxid, die direkt mit dem Kraftstoffverbrauch korrelieren, nehmen mit sinkendem Kraftstoffverbrauch ebenfalls ab.
Die Auslegung der Abgasturboaufladung bereitet häufig Schwierigkeiten, wobei grundsätzlich eine spürbare Leistungssteigerung in allen Drehzahlbereichen angestrebt wird. Nach dem Stand der Technik wird aber ein Drehmomentabfall bei Unterschreiten einer bestimmten Drehzahl beobachtet. Verständlich wird dieser Drehmomentabfall, wenn berücksichtigt wird, dass das Ladedruckverhältnis vom Turbinendruckverhältnis abhängt. Wird beispielsweise die Motordrehzahl verringert, führt dies zu einem kleineren Abgasmassenstrom und damit zu einem kleineren Turbinendruckverhältnis. Dies hat zur Folge, dass zu niedrigeren Drehzahlen hin das Ladedruckverhältnis und der Ladedruck ebenfalls abnehmen, was gleichbedeutend ist mit einem Drehmomentabfall.
Grundsätzlich kann dem Abfall des Ladedrucks dadurch entgegengewirkt werden, dass ein kleiner Abgasturbolader, d. h. ein Abgasturbolader mit einem kleinen Turbinenquerschnitt eingesetzt wird, um auch bei kleinen Abgasströmen einen ausreichenden Ladedruck generieren zu können. Letztendlich wird der Drehmomentabfall damit nur zu geringeren Drehzahlen hin verschoben. Zudem sind dieser Vorgehensweise, d. h. der Verkleinerung des Turbinenquerschnitts, Grenzen gesetzt, da die gewünschte Aufladung und Leistungssteigerung auch bei hohen Drehzahlen uneingeschränkt und in dem gewünschten Maße möglich sein soll.
Die Drehmomentcharakteristik einer aufgeladenen Brennkraftmaschine wird nach dem Stand der Technik durch unterschiedliche Maßnahmen zu verbessern versucht, beispielsweise durch eine kleine Auslegung des Turbinenquerschnitts in Kombination mit einer Abgasabblasung oder die Verwendung mehrerer Abgasturbolader.
Die Drehmomentcharakteristik kann mittels mehrerer in Reihe geschalteter Abgasturbolader vorteilhaft beeinflusst werden. Durch das in Reihe Schalten von zwei Abgasturboladern, von denen ein Abgasturbolader als Hochdruckstufe und ein Abgasturbolader als Niederdruckstufe dient, kann das Motorkennfeld in vorteilhafter Weise aufgeweitet werden und zwar sowohl hin zu kleineren Verdichterströmen als auch hin zu größeren Verdichterströmen.
Die Drehmomentcharakteristik einer aufgeladenen Brennkraftmaschine kann des Weiteren durch mehrere parallel angeordnete Turbolader, d. h. durch mehrere parallel angeordnete Turbinen mit kleinerem Turbinenquerschnitt verbessert werden, wobei mit steigender Abgasmenge Turbinen sukzessive zugeschaltet werden.
Die Drehmomentcharakteristik einer aufgeladenen Brennkraftmaschine kann auch dadurch verbessert werden, dass der mindestens eine Abgasturbolader durch einen mechanischen bzw. elektrischen Lader ergänzt wird.
Wird eine Abgasrückführung vorgesehen, sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine vorteilhaft, bei denen die Rückführleitung stromabwärts der Turbine vom Abgasabführsystem abzweigt und stromaufwärts des Verdichters in das Ansaugsystem mündet.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Einlassventil mit einem verkleinerten Hub Δh_intake,low mit Δh_intake,low < Δh_intake,max im Rahmen eines Ladungswechsels betätigbar ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Variante des Verfahrens und den Figuren 1a und 1b näher beschrieben. Hierbei zeigt:

1a in einem Diagramm die Ventilerhebungskurve E eines Einlassventils gemäß einer ersten Ausführungsform des Verfahrens sowie den Druckverlauf p_Zyl im Zylinder über den Kurbelwinkel, und
1b in einem p-V-Diagramm zwei Ladungswechselschleifen A und B während des Schubbetriebs.

1a zeigt in einem Diagramm die Ventilerhebungskurve E eines Einlassventils gemäß einer ersten Ausführungsform des Verfahrens sowie den Druckverlauf p_Zyl im Zylinder über den Kurbelwinkel.
Im Schubbetrieb der unbefeuerten Brennkraftmaschine umfasst ein Arbeitsspiel zwei Takte, nämlich eine Ansaugphase, die auch als Expansionsphase bezeichnet werden kann, und eine Kompressionsphase. Der zylinderzugehörige Auslass ist im Schubbetrieb dauerhaft geschlossen, d. h. versperrt. Die im Zylinder befindliche Verbrennungsluft wird in der Kompressionsphase bei geschlossenen Öffnungen komprimiert. Mindestens ein Einlassventil wird in der darauffolgenden Ansaugphase, wenn der Kolben sich vom oberen Totpunkt OT auf den unteren Totpunkt UT zu bewegt, entsprechend der Ventilerhebungskurve E betätigt, d. h. geöffnet.
Durch Freigeben der Einlassöffnung in der Ansaugphase strömt die im Zylinder befindliche und unter Druck stehende Verbrennungsluft teilweise via Einlassöffnung in das Ansaugsystem, so dass sich der Zylinderdruck p_Zyl abbaut. Die in der Kompressionsphase komprimierte Verbrennungsluft kann in der Ansaugphase weniger Expansionsarbeit an dem sich nach unten bewegenden Kolben leisten als zuvor in der Kompressionsphase vom Kolben in die Verbrennungsluft eingebracht wurde. Die Differenz zwischen der Kompressionsarbeit und der Expansionsarbeit ist Teil des generierten Motorbremsmoments. Hinzu kommen die Drosselverluste beim Durchströmen der Einlassöffnung. Zunächst entweicht die unter Druck stehende Verbrennungsluft via Einlassöffnung. Sobald sich das Druckgefälle zwischen dem Zylinder und dem Ansaugsystem abgebaut hat, saugt der Kolben im Rahmen der Ansaugphase aus dem Ansaugsystem Verbrennungsluft an. Dieses Ansaugen bringt weitere Drosselverluste bzw. Ladungswechselverluste mit sich. Mittels der Ventilerhebungskurve E lässt sich sowohl auf die Expansionsarbeit als auch auf die Ladungswechselverluste Einfluss nehmen und damit auf das Motorbremsmoment.
1b zeigt in einem p-V-Diagramm zwei Ladungswechselschleifen A und B während des Schubbetriebs.
Die Ladungswechselschleife A resultiert aus einer Vorgehensweise, bei der die zylinderzugehörigen Öffnungen im Schubbetrieb dauerhaft geschlossen, d. h. deaktiviert sind. Die im Zylinder befindliche Verbrennungsluft wird in der Kompressionsphase komprimiert und entspannt sich wieder in der darauffolgenden Expansionsphase, wobei sich als Ladungswechselverluste insbesondere Wandwärmeverluste einstellen.
Die Ladungswechselschleife B resultiert aus einer Vorgehensweise gemäß Figur 1a, bei der der zylinderzugehörige Auslass dauerhaft geschlossen ist und das Einlassventil in der Ansaugphase entsprechend der Ventilerhebungskurve E geöffnet wird. Die von der Brennkraftmaschine geleistete Arbeit, d. h. die schraffierte Fläche, vergrößert sich und damit auch das Motorbremsmoment.
Bezugszeichenliste

h_intake: Ventilhub eines Einlassventils
Δh: Ventilhub
Δh_intake,max: maximaler Ventilhub eines Einlassventils
Δh_intake,low: verkleinerter Ventilhub eines Einlassventils
p: Druck
p_Zyl: Druck im Zylinder
°KW: Grad Kurbelwinkel
Δt: Öffnungsdauer
V: Zylindervolumen
A: Ladungswechselarbeit bei geschlossenen Zylinderöffnungen
B: Ladungswechselarbeit bei geöffneter Einlassöffnung
E: Ventilerhebungskurve eines Einlassventils

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1375868 A1 [0019, 0020, 0021]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens einem Zylinder, bei der - jeder Zylinder mindestens eine Einlassöffnung zum Zuführen von Verbrennungsluft via Ansaugsystem und mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist und über einen Kolben verfügt, der entlang einer Kolbenlängsachse zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt bewegbar ist, - die zylinderzugehörigen Öffnungen jeweils ausgestattet sind mit einem Ventiltrieb umfassend ein Ventil, das unter Verwendung einer Betätigungseinrichtung entlang einer Längsachse zwischen einer Ventilschließstellung und einer Ventiloffenstellung unter Vollführung eines maximalen Ventilhubs Δh_max bewegbar ist, um die Öffnung im Rahmen eines Ladungswechsels während einer Öffnungsdauer Δt freizugeben oder zu versperren, - der Ventiltrieb der mindestens einen zylinderzugehörigen Auslassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Auslassventil abschaltbar ist, wobei ein abgeschaltetes Auslassventil die zugehörige Auslassöffnung versperrt und im Rahmen eines Ladungswechsels nicht mehr freigibt und sich ein zugeschaltetes Auslassventil zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung unter Ausbildung eines Ventilhubs bewegt und dabei die zugehörige Auslassöffnung während einer Öffnungsdauer freigibt, und - der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Einlassventil im Rahmen eines Ladungswechsels auf unterschiedliche Weise betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Generierung und Einstellung eines Motorbremsmomentes im Schubbetrieb der unbefeuerten Brennkraftmaschine - das mindestens eine zylinderzugehörige Auslassventil abgeschaltet wird und die mindestens eine zylinderzugehörige Auslassöffnung im Rahmen eines Ladungswechsels nicht mehr freigeben wird, und - das Einlassventil mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung geöffnet wird, wenn der Kolben sich vom oberen Totpunkt auf den unteren Totpunkt zu bewegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Einlassventil mit einem verkleinerten Hub Δh_intake,low mit Δh_intake,low < Δh_intake,max im Rahmen eines Ladungswechsels betätigbar ist, wobei mittels Veränderung des Hubes Δh_intake das Motorbremsmoment verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass der Hub Δh_intake des zugehörigen Einlassventils verstellbar ist, wobei mittels Verstellung des Hubes Δh_intake das Motorbremsmoment eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass der Hub Δh_intake des zugehörigen Einlassventils mehrstufig verstellbar ist, wobei mittels Verstellung des Hubes Δh_intake das Motorbremsmoment eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass der Hub Δh_intake des zugehörigen Einlassventils stufenlos verstellbar ist, wobei mittels Verstellung des Hubes Δh_intake das Motorbremsmoment eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub des zugehörigen Einlassventils vergrößert wird, um das Motorbremsmoment zu verkleinern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub des zugehörigen Einlassventils verkleinert wird, um das Motorbremsmoment zu vergrößern.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Einlassventil mit einer verkürzten Öffnungsdauer Δt_intake,short mit Δt_intake,short < Δt_intake im Rahmen eines Ladungswechsels betätigbar ist, wobei mittels Veränderung der Öffnungsdauer Δt_intrake das Motorbremsmoment verändert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass die Öffnungsdauer Δt_intake des zugehörigen Einlassventils verstellbar ist, wobei mittels Verstellung der Öffnungsdauer Δt_intake das Motorbremsmoment eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass eine Öffnungszeit des zugehörigen Einlassventils, zu der das Einlassventil geöffnet wird, verstellbar ist, wobei mittels Verstellung dieser Öffnungszeit das Motorbremsmoment eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungszeit des zugehörigen Einlassventils nach früh verschoben wird, um das Motorbremsmoment zu vergrößern.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungszeit des zugehörigen Einlassventils nach spät verschoben wird, um das Motorbremsmoment zu verkleinern.
Brennkraftmaschine zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche mit mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens einem Zylinder, bei der - jeder Zylinder mindestens eine Einlassöffnung zum Zuführen von Verbrennungsluft via Ansaugsystem und mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist und über einen Kolben verfügt, der entlang einer Kolbenlängsachse zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt bewegbar ist, - die zylinderzugehörigen Öffnungen jeweils ausgestattet sind mit einem Ventiltrieb umfassend ein Ventil, das unter Verwendung einer Betätigungseinrichtung entlang einer Längsachse zwischen einer Ventilschließstellung und einer Ventiloffenstellung unter Vollführung eines maximalen Ventilhubs Δh_max bewegbar ist, um die Öffnung im Rahmen eines Ladungswechsels während einer Öffnungsdauer Δt freizugeben oder zu versperren, - der Ventiltrieb der mindestens einen zylinderzugehörigen Auslassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Auslassventil abschaltbar ist, wobei ein abgeschaltetes Auslassventil die zugehörige Auslassöffnung versperrt und im Rahmen eines Ladungswechsels nicht mehr freigibt und sich ein zugeschaltetes Auslassventil zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung unter Ausbildung eines Ventilhubs bewegt und dabei die zugehörige Auslassöffnung während einer Öffnungsdauer freigibt, und - der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Einlassventil im Rahmen eines Ladungswechsels auf unterschiedliche Weise betätigbar ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Abgasrückführung vorgesehen ist, die eine Rückführleitung umfasst, welche vom Abgasabführsystem abzweigt und in das Ansaugsystem mündet.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführleitung stromabwärts der Turbine vom Abgasabführsystem abzweigt und stromaufwärts des Verdichters in das Ansaugsystem mündet.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiltrieb mindestens einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass das zugehörige Einlassventil mit einem verkleinerten Hub Δh_intake,low mit Δh_intake,low < Δh_intake,max im Rahmen eines Ladungswechsels betätigbar ist.