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Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung und variablem Ventiltrieb sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenbrennkraftmaschine. Insbesondere betrifft die Erfindung Dieselmotoren.
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Aus
DE 10 2014 204 447 A1 ist ein Motorbetriebsverfahren für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges bekannt. Standardmäßig wird die Hubkolbenbrennkraftmaschine in einem Lastmodus betrieben. In einem Abschaltmodus werden als Bereitschaftszylinder bezeichnete Zylinder der Hubkolbenbrennkraftmaschine nicht mit Kraftstoff versorgt. In diesem Abschaltmodus soll ein Ventil eines abgeschalteten Bereitschaftszylinders mit Maximalhub geöffnet werden, der kleiner ist als ein Maximalhub, mit dem das gleiche Ventil im Lastmodus geöffnet wird.
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Aus
DE 10 2015 224 759 A1 ist ein Verbrennungsmotor mit einer Nockenwelle bekannt, die zumindest ein Einlassventil antreibt, wobei die Nockenwelle zumindest einen Nocken aufweist, der eine Ventilöffnungserhebung und einen Steuervorsprung aufweist. Dabei ist der Steuervorsprung derart ausgebildet, dass das Einlassventil zumindest während eines Teils der Verdichtungsbewegung eines dem Einlassventil zugeordneten Kolbens geöffnet ist, um den Zylinder zu dekomprimieren.
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Aus
DE 103 28 834 A1 sind eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine sowie ein Steuerungsverfahren einer solchen Steuervorrichtung bekannt. Die Steuervorrichtung weist eine Einrichtung zum Reduzieren der Verdichtungsarbeitslast während einer Phase vom Beginn des Ankurbelns bis zum Erreichen einer vorgegebenen Kurbelwinkelstellung auf, wobei die Einrichtung zu diesem Zweck insbesondere ein Öffnen des Einlassventils und/oder des Auslassventils wenigstens für eine bestimmte Phase während des Verdichtungstakts bewirken soll.
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Aus
US 2015/0176444 A1 ist eine Steuervorrichtung für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und einem variablen Ventiltrieb und einer Zylinderabschaltung bekannt, welche so ausgebildet ist, dass im abgeschalteten Zustand eines Zylinders das zugeordnete Einlassventil oder Auslassventil deaktiviert wird und das jeweils andere Ventil, d.h. das Auslassventil oder das Einlassventil, in einen Low-Lift-Modus versetzt wird, in welchem dessen Maximalhub gegenüber dem Normalbetrieb der Hubkolbenbrennkraftmaschine verringert ist. Dabei soll der Maximalhub im Low-Lift-Modus vorzugsweise zeitlich mit dem oberen oder unteren Totpunkt des Hubkolbens zusammenfallen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung und variablem Ventiltrieb sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, wobei insbesondere mit Hilfe einer geeigneten Ventilhubsteuerung ein für unterschiedliche Betriebsphasen der Hubkolbenbrennkraftmaschine jeweils effizienter Betriebsmodus der Hubkolbenbrennkraftmaschine angestrebt ist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine umfasst mindestens zwei Zylinder, von welchen mindestens ein Zylinder bedarfsweise abschaltbar ist, um in einem Abschaltmodus betrieben zu werden, in welchem abgeschalteten Zylindern kein Kraftstoff zugeführt wird. Dabei sind jedem Zylinder mindestens ein Einlassventil und mindestens ein Auslassventil zugeordnet, die jeweils unter Einwirkung eines Ventiltriebes geöffnete Zustände und geschlossene Zustände einnehmen können, wobei das Einlassventil im geöffneten Zustand eine Verbindung von einem Einlasskanal zu dem Zylinder freigibt und wobei das Auslassventil im geöffneten Zustand eine Verbindung von dem Zylinder zu einem Auslasskanal freigibt. Dabei ist der Ventiltrieb ferner dazu ausgebildet, die Ventile aller Zylinder während einer Startphase und die Zylinder nur mindestens eines abgeschalteten Zylinders während einer Teillastphase in einen Alternativ-Betriebsmodus zu versetzen, in welchem mindestens eine Ventilöffnung während einer Verdichtungsphase und mindestens eine weitere Ventilöffnung während einer Expansionsphase bewirkt wird.
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Mit einer Startphase sind in diesem Zusammenhang insbesondere die ersten Sekundenbruchteile oder Sekunden gemeint, in welchen die Drehzahl des Motors von 0 auf einige einhundert Umdrehungen bis auf eine Leerlaufdrehzahl gebracht wird.
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Mit einer Teillastphase im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Teillastbetrieb gemeint, in welchem weniger Leistung als Volllast abgerufen wird und nicht alle Zylinder für die Verrichtung von Arbeit genutzt werden (Zylinderabschaltung). Dies kann insbesondere genutzt werden, um die Temperatur in einem Abgasstrang zu erhalten oder wieder zu erhöhen, beispielsweise um eine (effiziente) Abgasnachbehandlung zu ermöglichen.
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Eine wie vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine hat den Vorteil, dass sich der Alternativ-Betriebsmodus sowohl für den Teillast-Modus mit Zylinderabschaltung (Abschaltmodus) als auch für eine Dekompression während einer Startphase der Hubkolbenbrennkraftmaschine vorteilhaft nutzen lässt, und zwar insbesondere auch so, dass im Startphasen-Modus auf allen Zylindern und im Teillast-Modus mit Zylinderabschaltung auf den abgeschalteten Zylindern der gleiche Hubverlauf genutzt werden kann, d.h. die jeweils identischen Ventilhubkurven an den entsprechenden Ventilen realisiert sind. Damit ist die erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine insbesondere mit den beiden Modi durch Verwendung von konstruktiv relativ einfachen und kostengünstig herstellbaren teilvariablen Ventiltrieben realisierbar. So kann eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, beispielsweise ein 4-Zylindermotor, mit reduziertem Widerstand (Dekompression) gestartet werden und bei Bedarf in einem Teillast-Modus im 2-Zylinderbetrieb betrieben werden, um eine hohe Abgastemperatur zu erzeugen (Warmhalten).
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In Bezug auf den Teillast-Modus ist es bevorzugt, wenn der maximale Ventilhub während der Verdichtungsphase genauso groß ist wie der maximale Ventilhub während der Expansionsphase. Besonders bevorzugt ist es, wenn die entsprechenden Ventilhubkurven jeweils vollständig übereinstimmend sind. So können thermodynamische Verluste in abgeschalteten Zylindern reduziert und ein „Ölziehen“ in den abgeschalteten Zylindern vermieden werden.
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In Bezug auf den Teillast-Modus ist es weiter bevorzugt, die Einlassventile für das jeweilige Öffnen und Schließen zu verwenden und die Auslassventile abgeschalteter Zylinder geschlossen zu halten, um den aus den Zylindern in Richtung Abgasnachbehandlungsanlage austretenden Massenstrom zu reduzieren, nur aufgeheiztes Abgas aus den arbeitenden Zylindern in den Austrittskanal ausströmen zu lassen und so einen Temperatursteigerungseffekt zu erzielen.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschine sind die Ventilöffnungsbewegungen zumindest der Einlassventile oder der Auslassventile in der Startphase und in der Teillastphase jeweils identisch. In diesem Fall können für die Steuerung der Einlassventile (falls diese in der Startphase und in der Teillastphase identische Ventilöffnungsbewegungen vollziehen sollen) und/oder für die Steuerung der Auslassventile (falls diese in der Startphase und in der Teillastphase identische Ventilöffnungsbewegungen vollziehen sollen) jeweils über eine gemeinsame Nockenkontur eines Einlassnockens bzw. Auslassnockens angetrieben werden.
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Unabhängig davon oder in Ergänzung dazu ist es weiter vorteilhaft, wenn der Ventiltrieb einer erfindungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschine mindestens eine Nockenwelle mit mindestens einem verschiebbar auf der Nockenwelle angeordneten Schiebenocken aufweist, wobei durch axiales Verschieben des Schiebenockens mindestens zwei unterschiedliche Nockenkonturen für ein dem Nocken zugeordnetes Ventil bedarfsweise aktivierbar sind. Diesbezüglich wird insbesondere auf Ventiltriebe verwiesen, deren Hubvariabilität direkt an der Nockenwelle elektroaktuatorisch bereitgestellt wird. Dabei sind aus der Praxis insbesondere zweistufige und dreistufige Ventiltriebe bekannt, d.h. Ventiltriebe, bei denen ein Ventil wahlweise mit zwei unterschiedlichen oder drei unterschiedlichen Nockenkonturen steuerbar ist, indem jeweils eine dieser Nockenkonturen in eine Aktivstellung gebracht wird. Von der Erfindung umfasst sind insbesondere alle aus der Praxis als AVS-Systeme bekannten Ventiltriebe. Auf die entsprechenden konstruktiven Gestaltungen dieser AVS-Systeme wird hiermit ausdrücklich verwiesen.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschine sind
- - entweder zwei Aktuatoren und zwei Schiebenocken vorgesehen, wobei jeder Aktuator einem Schiebenocken zugeordnet ist und an jedem Schiebenocken jeweils zwei Nockenkonturen ausgebildet sind,
oder
- - es sind ein Aktuator und ein Schiebenocken vorgesehen, wobei an dem Schiebenocken drei Nockenkonturen ausgebildet sind.
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Als ein Schiebenocken im Sinne der Erfindung werden sowohl einstückig hergestellte, einteilige Schiebenocken verstanden als auch Schiebenockeneinheiten, die aus mehreren, funktional zu einer Einheit verbundenen Schiebenocken bestehen, welche derart miteinander gekoppelt sind, dass die funktional gekoppelte Schiebenockeneinheit mittels eines Aktuators steuerbar ist.
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Die Variante mit zwei Aktuatoren und zwei Schiebenocken bietet aufgrund der Kombination zum einen eine etwas größere Flexibilität, weil jeder, einem Aktuator zugeordneter Schiebenocken separat steuerbar ist. Zum anderen kann jederzeit innerhalb von sehr kurzer Zeit unmittelbar von einer Nockenkontur eines Schiebenockens auf die jeweils andere Nockenkontur umgeschaltet werden.
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Die Variante mit einem Aktuator ist kostengünstiger realisierbar, bietet aber dafür weniger Flexibilität hinsichtlich der realisierbaren Betriebsmodi. Ferner sind teilweise etwas längere Umschaltzeiten erforderlich, wenn von einer außen angeordneten Nockenkontur auf eine gegenüberliegende außen angeordnete Nockenkontur gewechselt werden soll.
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Weitere Vorteile ergeben sich bei erfindungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschinen insbesondere, wenn ein oder mehrere der folgenden Merkmale realisiert sind:
- - Der Ventiltrieb ist in mindestens einem Alternativ-Betriebsmodus derart ausgebildet, dass die maximalen Ventilhübe während eines Teils einer Verdichtungsphase und während eines Teils einer Expansionsphase jeweils mindestens 0,8 mm betragen. Dieser Ventilhub ist mindestens erforderlich, damit Luft und/oder Abgas in wirksamer Menge durch das Ventil hindurchströmen kann. Vorzugsweise betragen die maximalen Ventilhübe mindestens 1,5 mm, 2,0 mm, 2,5 mm, 3,0 mm, 3,5 mm oder 4,0 mm. Unabhängig von dem entsprechend realisierten Wert des jeweils maximalen Ventilhubs ist ein Öffnungswinkel von mindestens 70 °KW (bezogen auf mindestens 0,5 mm Ventilhub) erforderlich.
- - Der Ventiltrieb ist in mindestens einem Alternativ-Betriebsmodus derart ausgebildet, dass die Ventilhübe während eines Teils einer Verdichtungsphase und während eines Teils einer Expansionsphase unter Berücksichtigung der kinematischen Rahmenbedingungen so groß wie möglich gewählt sind. Damit ist gemeint, dass der Ventiltrieb so gesteuert ist, dass die Öffnungsbewegung in der Verdichtungsphase und in der Expansionsphase jeweils so früh wie möglich beginnt, damit der maximale Ventilhub realisierbar ist und die Schließbewegung in der Verdichtungsphase und in der Expansionsphase jeweils so spät wie möglich abgeschlossen ist.
Mit Hilfe von Messungen wurde festgestellt, dass die entsprechenden Öffnungs- und Schließbewegungen auf die Abgastemperatur und das effektive Drehmoment nur einen zu vernachlässigenden Einfluss haben. Da der Einfluss für eine Nutzung der Ventilhübe in der Verdichtungsphase und in der Expansionsphase umso positiver ist, je größer die entsprechenden maximalen Öffnungshübe sind, ist eine Maximierung der Öffnungshübe anzustreben.
- - Der Ventiltrieb ist in mindestens einem Alternativ-Betriebsmodus derart ausgebildet, dass das jeweilige Maximum des Ventilhubs während eines Teils einer Verdichtungsphase und das jeweilige Maximum während eines Teils einer Expansionsphase unter Berücksichtigung der kinematischen Rahmenbedingungen jeweils so nah wie möglich in Richtung des oberen Totpunkts verschoben ist. Auch diese zeitliche Steuerung hat sich als besonders positiv erwiesen, insbesondere für eine effiziente Dekompression.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern, von welchen mindestens ein Zylinder bedarfsweise abschaltbar ist, um in einem Abschaltmodus betrieben zu werden, in welchem abgeschalteten Zylindern kein Kraftstoff zugeführt wird, wobei jedem Zylinder mindestens ein Einlassventil und mindestens ein Auslassventil zugeordnet sind, die jeweils unter Einwirkung eines Ventiltriebes geöffnete Zustände und geschlossene Zustände einnehmen können. Dabei gibt das Einlassventil im geöffneten Zustand eine Verbindung von einem Einlasskanal zu dem Zylinder frei und das Auslassventil gibt im geöffneten Zustand eine Verbindung von dem Zylinder zu einem Auslasskanal frei. Dabei ist der Ventiltrieb dazu ausgebildet, in einem Normal-Betriebsmodus die Einlassventile zumindest während eines Teils einer Ansaugphase zu öffnen und die Auslassventile zumindest während eines Teils Ausschiebephase zu öffnen.
Ferner ist der Ventiltrieb in mindestens einem Alternativ-Betriebsmodus betreibbar, in welchem mindestens die Einlassventile oder Auslassventile aller Zylinder während einer Startphase und mindestens die Einlassventile oder die Auslassventile von abgeschalteten Zylindern während einer Teillastphase zumindest während eines Teils einer Verdichtungsphase und zumindest während eines Teils einer Expansionsphase jeweils zumindest teilweise geöffnet werden.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der Ventiltrieb mindestens eine Nockenwelle mit mindestens einem verschiebbar auf der Nockenwelle angeordneten Schiebenocken auf, wobei der Schiebenocken für den Antrieb von Einlassventilen oder Auslassventilen in dem Alternativ-Betriebsmodus in eine Position verfahren wird, in welcher eine für den Alternativ-Betriebsmodus vorgesehene Nockenkontur an dem Schiebenocken ausgebildet ist.
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Auf die in Verbindung mit der entsprechenden Hubkolbenbrennkraftmaschine verbundenen Vorteile der vorstehend beschriebenen Verfahren, die dafür ebenfalls gelten, wird hiermit noch einmal verwiesen.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Hubkolbenbrennkraftmaschine bedarfsweise in einem der folgenden Betriebsmodi betrieben:
- - in einem Startphasen-Modus, in welchem die Einlassventile und/oder Auslassventile jedes Zylinders jeweils zumindest während eines Teils einer Ansaugphase, zumindest während eines Teils einer Verdichtungsphase und zumindest während eines Teils einer Expansionsphase geöffnet werden,
- - in dem Normal-Betriebsmodus oder
- - in einem Teillast-Modus, in welchem ein Zylinder oder mehrere Zylinder abgeschaltet sind, wobei die Einlassventile oder Auslassventile nur der abgeschalteten Zylinder jeweils zumindest während eines Teils einer Ansaugphase, zumindest während eines Teils einer Verdichtungsphase und zumindest während eines Teils einer Expansionsphase geöffnet werden.
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Vorteilhaft ist an dem Verfahren, analog zu einer entsprechenden Hubkolbenbrennkraftmaschine, dass der Startphasen-Modus und der Teillast-Modus mit den jeweils gleichen Ventilhubkurven realisierbar sind, so dass die Modi in Verbindung mit einem Schiebenockensystem konstruktiv relativ einfach umgesetzt und damit kostengünstig realisiert werden können.
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Es wird darauf hingewiesen, dass sowohl zum Zwecke einer Dekompression während einer Startphase im Startphasenmodus als auch zum Zwecke einer Zylinderabschaltung entweder
- - die Einlassventile jedes Zylinders in dem Startphasen-Modus jeweils zumindest während eines Teils einer Ansaugphase, zumindest während eines Teils einer Verdichtungsphase und zumindest während eines Teils einer Expansionsphase geöffnet werden, wobei die Einlassventile nur der abgeschalteten Zylinder in dem Teillast-Modus jeweils zumindest während eines Teils einer Ansaugphase, zumindest während eines Teils einer Verdichtungsphase und zumindest während eines Teils einer Expansionsphase geöffnet werden und wobei die Auslassventile der abgeschalteten Zylinder in dem Teillast-Modus vollständig geschlossen gehalten werden
oder
- - die Auslassventile jedes Zylinders in dem Startphasen-Modus jeweils zumindest während eines Teils einer Ansaugphase, zumindest während eines Teils einer Verdichtungsphase und zumindest während eines Teils einer Expansionsphase geöffnet werden, wobei die Auslassventile nur der abgeschalteten Zylinder in dem Teillast-Modus jeweils zumindest während eines Teils einer Ansaugphase, zumindest während eines Teils einer Verdichtungsphase und zumindest während eines Teils einer Expansionsphase geöffnet werden und wobei die Einlassventile der abgeschalteten Zylinder in dem Teillast-Modus vollständig geschlossen gehalten werden.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, das einen Startphasen-Modus umfasst, werden entweder
- - in dem Startphasen-Modus die Einlassventile jedes Zylinders jeweils zumindest während eines Teils der Ansaugphase, zumindest während eines Teils der Verdichtungsphase und zumindest während eines Teils der Expansionsphase geöffnet und die Auslassventile zumindest während eines Teils der Ausschiebephase geöffnet,
oder
- - es werden in dem Startphasen-Modus die Auslassventile jedes Zylinders jeweils zumindest während eines Teils der Ansaugphase, zumindest während eines Teils der Verdichtungsphase und zumindest während eines Teils der Expansionsphase geöffnet und die Einlassventile zumindest während eines Teils der Ausschiebephase geöffnet.
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Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine Ventilhubkurve für ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschine während eines Alternativ-Betriebsmodus,
- 2 eine erste Variante eines Ventiltriebs mit zwei Schiebenocken mit Nockenstücken, die jeweils zwei Nockenkonturen aufweisen und zwei den Schiebnocken zugeordneten Aktuatoren,
- 3 einer weitere Variante eines Ventiltriebs mit einem Schiebenocken mit Nockenstücken, die jeweils drei Nockenkonturen aufweisen, und einem dem Schiebenocken zugeordneten Aktuator,
- 4 eine schematische Darstellung der Ventilhübe von Einlass- und Auslassventilen einer erfindungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschine während eines Normal-Betriebsmodus,
- 5 eine schematische Darstellung der Ventilhübe von Einlass- und Auslassventilen der gleichen Hubkolbenbrennkraftmaschine wie in 4 während eines Teillast-Modus und
- 6 eine schematische Darstellung der Ventilhübe von Einlass- und Auslassventilen der gleichen Hubkolbenbrennkraftmaschine wie in den 4 und 5 während eines Startphasen-Modus.
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In 1 ist die Ventilerhebungskurve 10 eines in 1 nicht dargestellten Einlassventils einer - ebenfalls nicht dargestellten - Hubkolbenbrennkraftmaschine gezeigt. Bei der Hubkolbenbrennkraftmaschine handelt es sich um einen Viertaktmotor, insbesondere einen Dieselmotor. Auf der horizontalen Achse ist der Kurbelwinkel in °KW aufgetragen, auf der Hochachse ist die Höhe h des Ventilhubs in mm dargestellt. Wie anhand der entsprechenden Stichworte erkennbar, sind die vier Takte (nachfolgend als Phasen bezeichnet) der Hubkolbenbrennkraftmaschine dargestellt, beginnend mit der Ansaugphase, der in dem mit TDC (für „Top Dead Centre“) gekennzeichneten oberen Totpunkt beginnt, und dann folgend mit der Verdichtungsphase, der Expansionsphase und der Ausschiebephase.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, sind zusätzlich zu einem Ventilhub mit einem Maximum 12 während der Ansaugphase noch ein Ventilhub mit einem Maximum 14 während der Verdichtungsphase und ein weiterer Ventilhub mit einem Maximum 16 während der Expansionsphase vorgesehen. Das Maximum 12 weist die größte Höhe h auf. Die folgenden Maxima 14, 16 weisen eine reduzierte Höhe h auf und stimmen in ihrem Kurvenverlauf weitestgehend überein.
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2 zeigt eine erste Variante eines Ventiltriebs 18 einer nicht dargestellten, erfindungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschine mit vier schematisch als Kreisen dargestellten Zylindern 30. Der Ventiltrieb 18 umfasst eine Einlassnockenwelle 20 und eine Auslassnockenwelle 22. Auf der Einlassnockenwelle 20 sind Einlassventilen (nicht dargestellt) zugeordnete Einlassnocken 24 vorgesehen. Auf der Auslassnockenwelle 22 sind Auslassventilen (nicht dargestellt) zugeordnete Auslassnocken 26 vorgesehen. Durch Rotation der Einlassnockenwelle 20 werden mittels der Einlassnocken 24 in bekannter Weise die Einlassventile (nicht dargestellt) betätigt. Um abhängig vom Betriebsmodus der Hubkolbenbrennkraftmaschine zumindest an einigen Einlassventilen bedarfsweise unterschiedliche Ventilerhebungskurven realisieren zu können, sind bei der in 2 gezeigten Ausführungsform je zwei Einlassnocken 24 auf einem gemeinsamen Schiebenocken (nicht dargestellt) angeordnet. Für jeden Schiebenocken ist ein Aktuator 28 vorgesehen, mittels welchem jeweils einer der Einlassnocken 24 in eine Aktivstellung verfahrbar ist, um diesen Einlassnocken 24 zur Betätigung des zugeordneten Einlassventils zu aktivieren.
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3 zeigt eine zweite Variante eines Ventiltriebs 18 einer nicht dargestellten, erfindungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschine, die ebenfalls vier Zylinder 30 aufweist. Für identische oder zumindest funktionsgleiche Elemente werden im Folgenden die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in den 1 und 2. Wie in 3 erkennbar ist, unterscheidet sich der Ventiltrieb 18 aus 3 im Wesentlichen dadurch, dass bei der in 3 gezeigten ausführungsform teilweise je drei Einlassnocken 24 einem Einlassventil (nicht dargestellt) zugeordnet sind. Ferner ist nur ein Aktuator 28 vorgesehen. Dementsprechend ist auch nur ein Schiebenocken vorgesehen, mittels welchem durch axiales Verschieben entlang der Einlassnockenwelle 20 jeweils einer von drei Einlassnocken 24 betätigbar ist.
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Sowohl mit der in 2 gezeigten Variante als auch mit der in 3 gezeigten Variante lassen sich die in den 4, 5 und 6 gezeigten Betriebsmodi einer Hubkolbenbrennkraftmaschine realisieren. Dabei ist in den 4 bis 6 der jeweilige Ventilhub eines Einlassventils vereinfacht als ein mit EV für Einlassventil oder mit AV für Auslassventil gekennzeichneter Balken dargestellt, wobei die sich in Hochrichtung h erstreckende Höhe des Balkens den jeweils maximalen Ventilhub qualitativ darstellt.
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4 zeigt die Steuerung des Ventilhubs in einem Normalmodus, 5 in einem Teillast-Modus, in welchem die jeweils inneren Zylinder abgeschaltet sind, und 6 zeigt die Steuerung des Ventilhubs während eines Start-Modus.
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Im Normalmodus werden die Einlassventile aller Zylinder nur während der Ansaugphase geöffnet und die Auslassventile aller Zylinder während der Ausschiebephase geöffnet. Im Teillast-Modus wird die Hubkolbenbrennkraftmaschine auf den abgeschalteten Zylindern (in 5 die beiden mittleren Zylinder) im Alternativ-Betriebsmodus betrieben und auf den übrigen Zylindern wie im Normalmodus. Und in dem Start-Modus werden zur Erzielung einer Dekompression und der damit verbundenen Reduzierung des Motorwiderstands während des Startvorganges alle Einlassventile in dem Alternativ-Betriebsmodus betrieben.
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Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Ventilerhebungskurve
- 12
- Maximum
- 14
- Maximum
- 16
- Maximum
- 18
- Ventiltrieb
- 20
- Einlassnockenwelle
- 22
- Auslassnockenwelle
- 24
- Einlassnocken
- 26
- Auslassnocken
- 28
- Aktuator
- 30
- Zylinder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014204447 A1 [0002]
- DE 102015224759 A1 [0003]
- DE 10328834 A1 [0004]
- US 2015/0176444 A1 [0005]
