DE102022108568A1 - Internal combustion engine with a heatable actuating device for a displaceable cam carrier - Google Patents
Internal combustion engine with a heatable actuating device for a displaceable cam carrier Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022108568A1 DE102022108568A1 DE102022108568.6A DE102022108568A DE102022108568A1 DE 102022108568 A1 DE102022108568 A1 DE 102022108568A1 DE 102022108568 A DE102022108568 A DE 102022108568A DE 102022108568 A1 DE102022108568 A1 DE 102022108568A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- combustion engine
- internal combustion
- actuator
- cam carrier
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
- F01L1/047—Camshafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
- F01L1/047—Camshafts
- F01L2001/0471—Assembled camshafts
- F01L2001/0473—Composite camshafts, e.g. with cams or cam sleeve being able to move relative to the inner camshaft or a cam adjusting rod
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
- F01L2013/0052—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
- F01L2820/03—Auxiliary actuators
- F01L2820/031—Electromagnets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
- F01L2820/03—Auxiliary actuators
- F01L2820/032—Electric motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
Ein Verbrennungsmotor umfasst mindestens einen Brennraum, dem zumindest ein Gaswechselventil zugeordnet ist, eine Nockenwelle zum Betätigen des Gaswechselventils, wobei die Nockenwelle eine Grundwelle und einen axial auf der Grundwelle verschiebbaren Nockenträger 25 umfasst, und eine Betätigungsvorrichtung 27 zum bedarfsweise Verschieben des Nockenträgers 25 mittels mindestens eines auf den Nockenträger 25 einwirkenden Aktors. Weiterhin sind zudem Mittel zum Beheizen des Aktors vorgesehen.An internal combustion engine comprises at least one combustion chamber to which at least one gas exchange valve is assigned, a camshaft for actuating the gas exchange valve, the camshaft comprising a basic shaft and a cam carrier 25 which can be moved axially on the basic shaft, and an actuating device 27 for displacing the cam carrier 25 as needed by means of at least one actuator acting on the cam carrier 25. Furthermore, means for heating the actuator are also provided.
Description
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Brennraum, dem zumindest ein Gaswechselventil zugeordnet ist, mit einer Nockenwelle zum Betätigen des Gaswechselventils, wobei die Nockenwelle eine Grundwelle und einen axial auf der Grundwelle verschiebbaren Nockenträger umfasst, und mit einer Betätigungsvorrichtung zum bedarfsweise Verschieben des Nockenträgers mittels mindestens eines auf den Nockenträger einwirkenden Aktors.The invention relates to an internal combustion engine with at least one combustion chamber, to which at least one gas exchange valve is assigned, with a camshaft for actuating the gas exchange valve, the camshaft comprising a basic shaft and a cam carrier which can be moved axially on the basic shaft, and with an actuating device for displacing the cam carrier if necessary at least one actuator acting on the cam carrier.
Das Verschieben des Nockenträgers kann dazu dienen, einen von mehreren sich unterscheidenden Nocken in Wirkverbindung mit dem Gaswechselventil zu bringen, um dessen Betätigung zu beeinflussen.The displacement of the cam carrier can serve to bring one of several different cams into operative connection with the gas exchange valve in order to influence its actuation.
Ein entsprechender Verbrennungsmotor ist jeweils in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Verbrennungsmotor hinsichtlich der Funktion der Betätigungsvorrichtung beziehungsweise der durch diese realisierbaren Variabilität hinsichtlich der Betätigung des Gaswechselventils zu verbessern.The invention is based on the object of improving such an internal combustion engine with regard to the function of the actuating device or the variability that can be achieved by it with regard to the actuation of the gas exchange valve.
Diese Aufgabe ist bei einem Verbrennungsmotor gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen davon sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This task is solved in an internal combustion engine according to
Ein erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor umfasst mindestens einen Brennraum, dem zumindest ein Gaswechselventil zugeordnet ist, eine Nockenwelle zum Betätigen des Gaswechselventils während eines Laufbetriebs des Verbrennungsmotors, wobei die Nockenwelle eine Grundwelle und einen axial (d.h. entlang der Längs- beziehungsweise Rotationsachse der Grundwelle) auf der Grundwelle verschiebbaren Nockenträger umfasst, und eine Betätigungsvorrichtung zum bedarfsweise Verschieben des Nockenträgers mittels mindestens eines auf den Nockenträger einwirkenden Aktors (Vorrichtung, die ein elektrisches Signal in eine mechanische Bewegung umsetzt). Erfindungsgemäß sind weiterhin Mittel zum Beheizen des Aktors vorgesehen. Dies ermöglicht, den Aktor bedarfsweise zu beheizen, um die Funktionssicherheit des Aktors auch bei relativ niedrigen Umgebungstemperaturen zu gewährleisten. Niedrige Umgebungstemperaturen können nämlich, wenn diese zu entsprechend niedrigen Körpertemperaturen des Aktors führen, die Leistungsfähigkeit des Aktors und insbesondere die Geschwindigkeit, mit der dieser zum Verschieben des Nockenträgers auf diesen einwirken kann, verringern. Dies kann dazu führen, dass ein vollständiges Verschieben des Nockenträgers innerhalb eines definierten Zeitraums, der hierfür vorgesehen ist, nicht realisiert werden kann. Dadurch kann eine Nutzung der Betätigungsvorrichtung und damit eine Realisierung einer Veränderung hinsichtlich der Betätigung des Gaswechselventils temporär verhindert werden. Dies kann insbesondere nach einem sogenannten Kaltstart des Verbrennungsmotors, bei dem dieser und damit auch der Aktor der Betätigungsvorrichtung eine im Wesentlichen der Umgebungstemperatur entsprechende Temperaturen aufweisen kann, der Fall sein, weil dann der Aktor zunächst durch Abwärme des Verbrennungsmotors erwärmt werden muss, wobei der Verbrennungsmotor nach einem Kaltstart Abwärme auch erst verzögert freisetzt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Verbrennungsmotors kann der Aktor der Betätigungsvorrichtung unabhängig von Abwärme des Verbrennungsmotors temperiert und damit dessen Funktionsfähigkeit gewährleistet werden. Insbesondere wird ermöglicht, die Betätigungsvorrichtung unmittelbar oder relativ kurzzeitig nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors zu nutzen und damit ein Betätigen des Gaswechselventils bedarfsweise zu verändern.An internal combustion engine according to the invention comprises at least one combustion chamber, to which at least one gas exchange valve is assigned, a camshaft for actuating the gas exchange valve during running operation of the internal combustion engine, wherein the camshaft has a fundamental shaft and an axially (i.e. along the longitudinal or rotational axis of the fundamental shaft) displaceable on the fundamental shaft Cam carrier includes, and an actuating device for moving the cam carrier as needed by means of at least one actuator acting on the cam carrier (device that converts an electrical signal into a mechanical movement). According to the invention, means for heating the actuator are also provided. This makes it possible to heat the actuator if necessary in order to ensure the functional reliability of the actuator even at relatively low ambient temperatures. Low ambient temperatures, if they lead to correspondingly low body temperatures of the actuator, can reduce the performance of the actuator and in particular the speed at which it can act on the cam carrier to move it. This can result in the cam carrier not being able to be completely moved within a defined period of time intended for this purpose. As a result, use of the actuating device and thus the realization of a change in the actuation of the gas exchange valve can be temporarily prevented. This can be the case in particular after a so-called cold start of the internal combustion engine, in which this and thus also the actuator of the actuating device can have a temperature essentially corresponding to the ambient temperature, because then the actuator must first be heated by waste heat from the internal combustion engine, the internal combustion engine After a cold start, waste heat is released with a delay. Due to the inventive design of an internal combustion engine, the actuator of the actuating device can be temperature-controlled independently of waste heat from the internal combustion engine and thus its functionality can be guaranteed. In particular, it is possible to use the actuating device immediately or relatively briefly after a cold start of the internal combustion engine and thus to change the actuation of the gas exchange valve as necessary.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass dem mindestens einen Brennraum eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors mehrere Gaswechselventile, insbesondere mindestens ein Einlassventil und ein Auslassventil, zugeordnet sind. Ein erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor kann zudem vorzugsweise mehrere Brennräume aufweisen, denen jeweils mindestens ein Gaswechselventil, vorzugsweise mehrere Gaswechselventile, zugeordnet sind. Weiterhin kann ein erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor mehrere und insbesondere zwei Nockenwellen umfassen. Dabei kann vorgesehen sein, dass eine, mehrere oder alle der Nockenwellen einen verschiebbaren Nockenträger oder mehrere verschiebbare Nockenträger aufweisen und eine oder mehrere diesen zugeordnete Betätigungsvorrichtungen vorgesehen sind. Bei mehreren Betätigungsvorrichtungen können eine, mehrere oder alle von diesen erfindungsgemäß mit Mitteln zum Beheizen des dazugehörigen Aktors oder mehrerer dazugehöriger Aktoren ausgestattet sein.Preferably, it can be provided that a plurality of gas exchange valves, in particular at least one inlet valve and one outlet valve, are assigned to the at least one combustion chamber of an internal combustion engine according to the invention. An internal combustion engine according to the invention can also preferably have several combustion chambers, each of which is assigned at least one gas exchange valve, preferably several gas exchange valves. Furthermore, an internal combustion engine according to the invention can comprise several and in particular two camshafts. It can be provided that one, several or all of the camshafts have a displaceable cam carrier or several displaceable cam carriers and one or more actuating devices assigned to them are provided. If there are several actuating devices, one, several or all of them can, according to the invention, be equipped with means for heating the associated actuator or several associated actuators.
Gemäß einer Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors kann vorgesehen sein, dass die Mittel zum Beheizen eine Heizvorrichtung umfassen oder sind, wobei als Heizvorrichtung eine Vorrichtung verstanden wird, die primär oder ausschließlich dafür vorgesehen ist, bedarfsweise gesteuert Wärmeenergie freizusetzen. Eine solche Heizvorrichtung kann insbesondere elektrisch ausgestaltet sein und demnach auf einer Wandlung von elektrischer Energie in Wärmeenergie basieren. Eine solche elektrische Heizvorrichtung kann insbesondere als Widerstandsheizvorrichtung ausgestaltet sein, wobei alternative Ausgestaltungen für die (elektrische) Heizvorrichtung (z.B. in Form einer Piezoheizvorrichtung oder PTC-Heizvorrichtung) vorteilhaft vorgesehen sein können.According to one embodiment of an internal combustion engine according to the invention, it can be provided that the means for heating comprise or are a heating device, whereby a heating device is understood to be a device which is primarily or exclusively intended to release thermal energy in a controlled manner as required. Such a heating device can in particular be designed electrically and therefore on a Conversion of electrical energy into thermal energy. Such an electrical heating device can in particular be designed as a resistance heating device, with alternative configurations for the (electrical) heating device (eg in the form of a piezo heating device or PTC heating device) being advantageously provided.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors kann vorgesehen sein, dass der Aktor elektromagnetisch wirkend ausgestaltet ist. Ein solcher elektromagnetischer Aktor kann eine Spule aufweisen, die bedarfsweise und gezielt mittels einer Steuerungsvorrichtung des Verbrennungsmotors mit elektrischer Spannung beaufschlagt werden kann, wodurch dann ein Stromfluss durch die erzeugt wird, der ein gerichtetes magnetisches Feld erzeugt, das eine Bewegung eines Betätigungselements des Aktors, das vorzugsweise als teilweise innerhalb der Spule geführte Anker ausgestaltet sein kann, bewirkt.According to a preferred embodiment of an internal combustion engine according to the invention, it can be provided that the actuator is designed to act electromagnetically. Such an electromagnetic actuator can have a coil which, if necessary and specifically, can be supplied with electrical voltage by means of a control device of the internal combustion engine, whereby a current flow is then generated through the coil, which generates a directed magnetic field which causes a movement of an actuating element of the actuator can preferably be designed as an anchor partially guided within the coil.
Weist ein solcher erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor eine Heizvorrichtung auf, die derart ausgestaltet ist, beispielsweise indem diese eine Heizspule umfasst, dass in ihrem (Heiz-)Betrieb ein Magnetfeld erzeugt wird, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass dieses Magnetfeld bei der Nutzung der Heizvorrichtung derart gerichtet ist, dass dieses kein Verschieben des Nockenträgers bewirkt beziehungsweise dass dieses keine Betätigung des Aktors bewirkt. Gleichzeitig kann vorgesehen sein, dass die Heizvorrichtung in einem zusätzlichen (Unterstützungs-)Betrieb ein Magnetfeld erzeugt, das eine Bewegung des Betätigungselements des Aktors, die zu einem Verschieben des Nockenträgers führt, gezielt unterstützt.If such an internal combustion engine according to the invention has a heating device which is designed in such a way, for example by comprising a heating coil, that a magnetic field is generated during its (heating) operation, it can preferably be provided that this magnetic field is directed in such a way when the heating device is used that this does not cause the cam carrier to move or that this does not cause the actuator to be actuated. At the same time, it can be provided that the heating device generates a magnetic field in an additional (support) operation, which specifically supports a movement of the actuating element of the actuator, which leads to a displacement of the cam carrier.
Bei einem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor mit elektromagnetischem Aktor kann die elektrische Spule des Aktors auch vorteilhaft als Mittel zum Beheizen nutzbar sein. Hierbei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Spule derart bestromt wird, dass kein Verschieben des Nockenträgers realisiert wird, weil die Bestromung der Spule ausschließlich dem Zweck der Beheizung und nicht einer Veränderung hinsichtlich der Betätigung des Gaswechselventils dienen soll. Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine kann hierzu eine entsprechend für die Ansteuerung der Spule des Aktors eingerichtete Steuerungsvorrichtung aufweisen.In an internal combustion engine according to the invention with an electromagnetic actuator, the electrical coil of the actuator can also be advantageously used as a means for heating. It can preferably be provided that the coil is energized in such a way that no displacement of the cam carrier is realized because the energization of the coil should serve exclusively for the purpose of heating and not a change in the actuation of the gas exchange valve. For this purpose, an internal combustion engine according to the invention can have a control device set up accordingly for controlling the coil of the actuator.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors kann vorgesehen sein, dass der Aktor einen Führungsstift umfasst, der bedarfsweise in Eingriff mit einer Führungsnut des Nockenträgers bringbar ist, um eine Verschiebung des Nockenträgers zu realisieren. Dieser Führungsstift kann dabei insbesondere Teil eines Betätigungselement eines elektromagnetisch ausgestalteten Aktors sein. Eine solche Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors ermöglicht eine Variabilität hinsichtlich der Betätigung des Gaswechselventils, die konstruktiv relativ einfach und gleichzeitig funktionssicher ausgestaltet ist.According to a preferred embodiment of an internal combustion engine according to the invention, it can be provided that the actuator comprises a guide pin which, if necessary, can be brought into engagement with a guide groove of the cam carrier in order to realize a displacement of the cam carrier. This guide pin can in particular be part of an actuating element of an electromagnetically designed actuator. Such a design of an internal combustion engine according to the invention enables variability with regard to the actuation of the gas exchange valve, which is structurally relatively simple and at the same time functionally reliable.
Sofern bei einem solchen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor bei einer Nutzung der Spule als Mittel zum Beheizen des Aktors kein Verschieben des Nockenträgers realisiert werden soll, kann einerseits vorgesehen sein, dass die Spule derart bestromt wird, dass der Führungsstift nicht in die Führungsnut eingreift. Vielmehr kann die Bestromung der Spule derart gewählt sein, dass der Führungsstift als Folge des durch die Bestromung der Spule erzeugten Magnetfelds gegen einen Anschlag gedrückt wird, wobei der Führungsstift nicht in die Führungsnut eingreift. Gegebenenfalls erfordert dies eine Ausgestaltung der Betätigungsvorrichtung und/oder der Steuerungsvorrichtung derart, dass die Bestromung der Spule hinsichtlich des Stromflusses und damit der Richtung des Magnetfelds veränderbar ist, weil für die Nutzung des Aktors zum Verschieben des Nockenträgers eine Bestromung erforderlich sein kann, die ein Eingreifen des Führungsstifts in die Führungsnut bewirkt. Bei einer solchen erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Verbrennungsmotors kann gegebenenfalls eine relativ komplexe Ausgestaltung der Betätigungsvorrichtung und/oder der Steuerungsvorrichtung erforderlich sein.If, in such an internal combustion engine according to the invention, no displacement of the cam carrier is to be realized when the coil is used as a means for heating the actuator, it can be provided, on the one hand, that the coil is energized in such a way that the guide pin does not engage in the guide groove. Rather, the current supply to the coil can be selected such that the guide pin is pressed against a stop as a result of the magnetic field generated by the current supply to the coil, with the guide pin not engaging in the guide groove. If necessary, this requires a design of the actuating device and/or the control device such that the energization of the coil can be changed with regard to the current flow and thus the direction of the magnetic field, because energization may be required for the use of the actuator to move the cam carrier, which requires an intervention of the guide pin into the guide groove. With such an inventive design of an internal combustion engine, a relatively complex design of the actuating device and/or the control device may be required.
Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn alternativ oder ergänzend vorgesehen ist, dass die Spule in einem Stillstand des Verbrennungsmotors derart bestromt wird, dass der Führungsstift in die Führungsnut eingreift und/oder gegen den Nockenträger drückt. Die Bestromung der Spule des Aktors kann demnach in der gleichen Art und Weise erfolgen, wie dies während eines Laufbetriebs des Verbrennungsmotors für ein Verschieben des Nockenträgers und für eine damit erzielte Änderung hinsichtlich der Betätigung des Gaswechselventils vorgesehen ist. Durch den Stillstand des Verbrennungsmotors wird dabei jedoch ein Verschieben des Nockenträgers verhindert.This disadvantage can be avoided if, alternatively or additionally, it is provided that the coil is energized when the internal combustion engine is at a standstill in such a way that the guide pin engages in the guide groove and/or presses against the cam carrier. The energization of the coil of the actuator can therefore take place in the same way as is provided for a displacement of the cam carrier and a resulting change in the actuation of the gas exchange valve during running operation of the internal combustion engine. However, the standstill of the internal combustion engine prevents the cam carrier from moving.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors kann vorgesehen sein, dass die Betätigungsvorrichtung einen ersten Aktor und einen zweiten Aktor aufweist, die jeweils einen Führungsstift umfassen, die bedarfsweise in Eingriff mit einer/der Führungsnut bringbar sind, wobei ein Eingriff des Führungsstifts des ersten Aktors ein Verschieben des Nockenträgers in eine erste Stellung und ein Eingriff des Führungsstifts des zweiten Aktors ein Verschieben des Nockenträgers in eine zweite Stellung bewirkt. Weiterhin bevorzugt können die Aktoren jeweils eine Spule umfassen.According to a preferred embodiment of an internal combustion engine according to the invention, it can be provided that the actuating device has a first actuator and a second actuator, each of which includes a guide pin, which can be brought into engagement with one or the guide groove if necessary, with engagement of the guide pin of the first actuator Moving the cam carrier into a first position and engagement of the guide pin of the second actuator causes the cam carrier to move into a second position. Wei Further preferably, the actuators can each comprise a coil.
Sofern bei einem solchen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor vorgesehen ist, dass bei einer Nutzung zumindest einer der Spulen als Mittel zum Beheizen die entsprechende Spule derart bestromt wird, dass der dazugehörige Führungsstift nicht in die Führungsnut eingreift, kann vorgesehen sein, dass die Spulen beider Aktoren zumindest zeitweise gleichzeitig bestromt werden, wodurch eine möglichst hohe Heizleistung für die gesamte Betätigungsvorrichtung realisiert werden kann. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Spule ausschließlich desjenigen Aktors bestromt wird, dessen Führungsstift durch einen Eingriff in die dazugehörige Führungsnut infolge einer entsprechenden Stellung des Nockenträgers unmittelbar ein Verschieben des Nockenträgers bewirken kann. Demnach kann vorgesehen sein, ausschließlich denjenigen Aktor zu beheizen, der anschließend für ein Verschieben des Nockenträgers genutzt wird. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft umsetzbar sein, wenn bei eigentlich kalten Aktoren, wie sie insbesondere nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors vorliegen können, zunächst beziehungsweise als erstes stets ein konkretes Verschieben des Nockenträgers und damit der Einsatz eines konkreten Aktors vorgesehen ist. Bei einem vorgesehenen Einsatz des anderen Aktors kann dieser dann gegebenenfalls bereits so weitgehend durch Abwärme, die aus dem Beheizen des zuerst genutzten Aktors oder aus dem Laufbetrieb des Verbrennungsmotors resultiert, aufgewärmt sein, dass dieser andere beziehungsweise erst als zweites genutzte Aktor gegebenenfalls nicht selbst beheizbar ausgestaltet sein muss. Dies kann sich vorteilhaft hinsichtlich der konstruktiven Komplexität eines entsprechenden erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors auswirken.If in such an internal combustion engine according to the invention it is provided that when at least one of the coils is used as a means for heating, the corresponding coil is energized in such a way that the associated guide pin does not engage in the guide groove, it can be provided that the coils of both actuators are at least temporarily simultaneously be energized, whereby the highest possible heating output can be achieved for the entire actuating device. Alternatively, it can be provided that the coil is energized exclusively by that actuator whose guide pin can immediately cause the cam carrier to move by engaging in the associated guide groove as a result of a corresponding position of the cam carrier. Accordingly, provision can be made to heat only the actuator that is then used to move the cam carrier. This can be implemented particularly advantageously if, in the case of actually cold actuators, such as may be the case in particular after a cold start of the internal combustion engine, a specific displacement of the cam carrier and thus the use of a specific actuator is always provided first. If the other actuator is intended to be used, it may then be warmed up to such an extent by waste heat resulting from the heating of the actuator used first or from the running operation of the internal combustion engine that this other actuator, or actuator used only second, may not be designed to be heatable itself have to be. This can have an advantageous effect with regard to the design complexity of a corresponding internal combustion engine according to the invention.
Ist dagegen bei einem solchen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor mit erstem Aktor und zweitem Aktor vorgesehen, dass der Führungsstift zumindest eines der Aktoren in einem Stillstand des Verbrennungsmotors in die Führungsnut eingreift und/oder gegen den Nockenträger drückt, kann vorzugsweise vorgesehen sein , dass ausschließlich die Spule des ersten Aktors bestromt wird, durch den der Nockenträger in die ersten Stellung verschiebbar ist, wobei die erste Stellung als Ausgangsstellung für eine Inbetriebnahme des Verbrennungsmotors vorgesehen ist. Dadurch kann trotz ausgefahrenem Führungsstift vermieden werden, dass der Nockenträger mit der Inbetriebnahme des Verbrennungsmotors in eine für den sich an eine solche Inbetriebnahme unmittelbar anschließenden Laufbetrieb des Verbrennungsmotors nicht vorgesehene Stellung verschoben wird.If, on the other hand, in such an internal combustion engine according to the invention with a first actuator and a second actuator it is provided that the guide pin of at least one of the actuators engages in the guide groove and/or presses against the cam carrier when the internal combustion engine is at a standstill, it can preferably be provided that only the coil of the first Actuator is energized, through which the cam carrier can be moved into the first position, the first position being provided as the starting position for starting up the internal combustion engine. In this way, despite the guide pin being extended, it can be avoided that the cam carrier is moved when the internal combustion engine is started up into a position that is not intended for the running operation of the internal combustion engine immediately following such start-up.
Bei einem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor kann es sich um einen (selbstzündenden und qualitätsgeregelten) Dieselmotor oder um einen (fremdgezündeten und quantitätsgeregelten) Ottomotor oder um eine Kombination daraus, d.h. z.B. um einen Verbrennungsmotor mit homogener Kompressionszündung, handeln. Der Verbrennungsmotor kann dabei mit Flüssigkraftstoff (d.h. Diesel oder Benzin) und/oder mit einem gasförmigen Kraftstoff (insbesondere Erdgas, LNG oder LPG) betreibbar sein.An internal combustion engine according to the invention can be a (self-igniting and quality-controlled) diesel engine or a (spark-ignited and quantity-controlled) gasoline engine or a combination thereof, i.e., for example, an internal combustion engine with homogeneous compression ignition. The internal combustion engine can be operated with liquid fuel (i.e. diesel or gasoline) and/or with a gaseous fuel (in particular natural gas, LNG or LPG).
Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein radbasiertes und nicht schienengebundenes Kraftfahrzeug (vorzugsweise ein PKW oder ein LKVη, mit einem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor. Dabei kann der Verbrennungsmotor insbesondere zur (direkten oder indirekten) Bereitstellung der Fahrantriebsleistung für das Kraftfahrzeug vorgesehen sein.The invention also relates to a motor vehicle, in particular a wheel-based and non-rail-bound motor vehicle (preferably a car or a LKVη, with an internal combustion engine according to the invention. The internal combustion engine can be provided in particular for (directly or indirectly) providing the traction power for the motor vehicle.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt, jeweils in vereinfachter Darstellung:
-
1 : einen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor in einer Aufsicht; -
2 : den Verbrennungsmotor in einem Längsschnitt; -
3 : einen Nockenträger des Verbrennungsmotors sowie eine dazugehörige Betätigungsvorrichtung; -
4 : eine Abwicklung von Führungsnuten des Nockenträgers und ein Tiefenprofil der Führungsnuten; -
5 : einen Querschnitt durch die Betätigungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltungsform; -
6 : einen Querschnitt durch die Betätigungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltungsform; und -
7 : einen Querschnitt durch die Betätigungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausgestaltungsform.
-
1 : a top view of an internal combustion engine according to the invention; -
2 : the internal combustion engine in a longitudinal section; -
3 : a cam carrier of the internal combustion engine and an associated actuating device; -
4 : a development of guide grooves of the cam carrier and a depth profile of the guide grooves; -
5 : a cross section through the actuating device according to a first embodiment; -
6 : a cross section through the actuating device according to a second embodiment; and -
7 : a cross section through the actuating device according to a third embodiment.
In den
Die Zufuhr des Frischgases in die Brennräume 9 und die Abfuhr des Abgases aus den Brennräumen 9 wird über Gaswechselventile 12, im vorliegenden Ausführungsbeispiel über zwei Einlassventile 12a und zwei Auslassventile 12b je Brennraum 9, gesteuert, die von einem in der
Der Ventiltrieb umfasst gemäß der
Die Brennkraftmaschine umfasst weiterhin einen Abgasturbolader (vgl.
Der Verbrennungsmotor 1 umfasst weiterhin eine Stellvorrichtung 23, mittels der für die Gaswechselventile 12 von einer Betätigung gemäß einer ersten Ventilerhebungskurve zu einer Betätigung gemäß einer zweiten Ventilerhebungskurve umgeschaltet werden kann. Diese Stellvorrichtung 23 ist von einer Steuerungsvorrichtung 24 ansteuerbar und in der
In dem Ausgestaltungsbeispiel, wie es in den
In der
Die Betätigungsvorrichtungen 27 umfassen gemäß den
Ein Bestromen der Spule 38 eines Aktors 36 führt zur Erzeugung eines magnetischen Felds, das in Wechselwirkung mit dem Permanentmagneten des Ankers 39 ein Herausbewegen des Ankerkolbens 40 aus der Spule 38 und damit ein Ausfahren des zugehörigen Führungsstifts 31 bewirkt, wie dies in den
Wird die Bestromung der Spule 38 beendet, wird der Führungsstift 31 bei einer Rotation des zugeordneten Nockenträgers 25 beim Durchfahren des Auswerfbereichs 35 zurückbewegt und in der eingefahrenen Stellung magnetisch aufgrund der Wirkung des Permanentmagneten der Ankerplatte 41 gehalten.If the current supply to the
Erfindungsgemäß sind Mittel zum Beheizen zumindest eines der Aktoren 36 jeder Betätigungsvorrichtung 27 vorgesehen.According to the invention, means for heating at least one of the
Bei der Betätigungsvorrichtung 27 gemäß der
Hierzu kann vorgesehen sein, dass durch eine Änderung der Richtung des Stromflusses durch die Spulen 38 im Vergleich zu der Richtung, die für ein Ausfahren der Führungsstifte 31 vorgesehen ist, die Spulen 38 bedarfsweise bestromt werden können, ohne dass dies zu einem Ausfahren der Führungsstifte 31 führt. Vielmehr wird dabei ein Magnetfeld erzeugt, dass den Anker 39 und den daran gehaltenen Führungsstift 31 in die eingefahrene Stellung drückt. Das Bestromen sorgt aufgrund von Widerstandsverlusten für eine Erwärmung der Spulen 38 und damit der gesamten Aktoren 36. Ein solches Beheizen der Aktoren 36 ist dabei sowohl im Stillstand als auch während eines Laufbetriebs des Verbrennungsmotors 1 möglich, weil dadurch, dass der Anker 39 und der daran gehaltene Führungsstift 31 in die eingefahrene Stellung gedrückt werden, kein ungewolltes Verschieben des Nockenträgers 25 als Folge einer zum Beheizen vorgesehenen Bestromung der Spulen 38 der Aktoren 36 erfolgen kann.For this purpose, it can be provided that by changing the direction of the current flow through the
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Spule 38 eines der Aktoren 36 jeder Betätigungsvorrichtung 27 gemäß der
Bei den Betätigungsvorrichtungen 27 gemäß den
BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST
- 11
- VerbrennungsmotorInternal combustion engine
- 22
- ZylindergehäuseCylinder housing
- 33
- Zylinderkopfcylinder head
- 44
- ZylinderöffnungCylinder opening
- 55
- FrischgasstrangFresh gas line
- 66
- SaugrohrSuction pipe
- 77
- AbgasstrangExhaust system
- 88th
- Abgaskrümmerexhaust manifold
- 99
- Brennraumcombustion chamber
- 1010
- KolbenPistons
- 1111
- Injektorinjector
- 1212
- GaswechselventilGas exchange valve
- 12a12a
- EinlassventilInlet valve
- 12b12b
- Auslassventiloutlet valve
- 1313
- Kurbelwellecrankshaft
- 1414
- KurbelzapfenCrank pin
- 1515
- Pleuelconnecting rod
- 1616
- ZahnriemengetriebeTiming belt transmission
- 1717
- Nockenwellecamshaft
- 1818
- Abgasturbineexhaust turbine
- 1919
- FrischgasverdichterFresh gas compressor
- 2020
- WelleWave
- 2121
- WastegateWastegate
- 2222
- AbgasnachbehandlungsvorrichtungExhaust gas aftertreatment device
- 2323
- StellvorrichtungAdjusting device
- 2424
- SteuerungsvorrichtungControl device
- 2525
- NockenträgerCam carrier
- 2626
- Grundwellefundamental wave
- 2727
- BetätigungsvorrichtungActuating device
- 2828
- erster Nockenfirst cam
- 2929
- zweiter Nockensecond cam
- 3030
- FührungsnutGuide groove
- 3131
- FührungsstiftGuide pin
- 3232
- Einspurbereich der FührungsnutTracking area of the guide groove
- 3333
- Verstellbereich der FührungsnutAdjustment range of the guide groove
- 3434
- Bremsbereich der FührungsnutBraking area of the guide groove
- 3535
- Auswerfbereich der FührungsnutEjection area of the guide groove
- 3636
- AktorActor
- 3737
- Gehäuse der BetätigungsvorrichtungActuator housing
- 3838
- Spule des AktorsActuator coil
- 3939
- Anker des AktorsActuator anchor
- 4040
- Ankerkolbenanchor piston
- 4141
- Ankerplatteanchor plate
- 4242
- HeizvorrichtungHeating device
- 4343
- Heizelement der HeizvorrichtungHeating element of the heater
- 4444
- Führungsrohr des AktorsActuator guide tube
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102018107936 A1 [0003]DE 102018107936 A1 [0003]
- US 2020/0165946 A1 [0003]US 2020/0165946 A1 [0003]
- DE 102018102382 A1 [0003]DE 102018102382 A1 [0003]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022108568.6A DE102022108568A1 (en) | 2022-04-08 | 2022-04-08 | Internal combustion engine with a heatable actuating device for a displaceable cam carrier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022108568.6A DE102022108568A1 (en) | 2022-04-08 | 2022-04-08 | Internal combustion engine with a heatable actuating device for a displaceable cam carrier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022108568A1 true DE102022108568A1 (en) | 2023-10-12 |
Family
ID=88094342
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022108568.6A Pending DE102022108568A1 (en) | 2022-04-08 | 2022-04-08 | Internal combustion engine with a heatable actuating device for a displaceable cam carrier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022108568A1 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013204878A1 (en) | 2012-03-23 | 2013-09-26 | Denso Corporation | Actuator for use in valve lift adaptation device for e.g. internal combustion engine of automobile, has pawl lever engaged with delivery pin and decoupled from another delivery pin when lever is rotated into rotational position |
DE102012021631A1 (en) | 2012-11-02 | 2014-05-08 | Audi Ag | Method for operating valve train of internal combustion engine, involves controlling actuator for heating, so that no displacement of cam holder is caused for pushing driver |
DE102014213249A1 (en) | 2014-07-08 | 2016-01-14 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Actuator unit with heating element |
DE102015200539A1 (en) | 2015-01-15 | 2016-07-21 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Actuator unit with heating element |
DE102018107936A1 (en) | 2017-04-10 | 2018-10-11 | GM Global Technology Operations LLC | A method of heating a sliding camshaft actuator |
DE102018119762A1 (en) | 2017-09-15 | 2019-03-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
DE102018102382A1 (en) | 2018-02-02 | 2019-08-08 | Eto Magnetic Gmbh | Heatable electromagnetic control system and method |
US20200165946A1 (en) | 2017-07-05 | 2020-05-28 | Eaton Intelligent Power Limited | Harsh condition controls for electrically latched switching roller finger follower |
-
2022
- 2022-04-08 DE DE102022108568.6A patent/DE102022108568A1/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013204878A1 (en) | 2012-03-23 | 2013-09-26 | Denso Corporation | Actuator for use in valve lift adaptation device for e.g. internal combustion engine of automobile, has pawl lever engaged with delivery pin and decoupled from another delivery pin when lever is rotated into rotational position |
DE102012021631A1 (en) | 2012-11-02 | 2014-05-08 | Audi Ag | Method for operating valve train of internal combustion engine, involves controlling actuator for heating, so that no displacement of cam holder is caused for pushing driver |
DE102014213249A1 (en) | 2014-07-08 | 2016-01-14 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Actuator unit with heating element |
DE102015200539A1 (en) | 2015-01-15 | 2016-07-21 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Actuator unit with heating element |
DE102018107936A1 (en) | 2017-04-10 | 2018-10-11 | GM Global Technology Operations LLC | A method of heating a sliding camshaft actuator |
US20200165946A1 (en) | 2017-07-05 | 2020-05-28 | Eaton Intelligent Power Limited | Harsh condition controls for electrically latched switching roller finger follower |
DE102018119762A1 (en) | 2017-09-15 | 2019-03-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
DE102018102382A1 (en) | 2018-02-02 | 2019-08-08 | Eto Magnetic Gmbh | Heatable electromagnetic control system and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0746675B1 (en) | Process for controlling a multiple cylinder internal combustion engine in the cold start and warming up phases | |
DE102007053318A1 (en) | Method for improving the operation of an electrically operable mechanical valve | |
DE112009004268T5 (en) | ENGINE CONTROL SYSTEM EXECUTING A LEAN COMBUSTION 6-STROKE CYCLE | |
DE102017208857A1 (en) | Method for operating an internal combustion engine, internal combustion engine and motor vehicle | |
DE102019113738A1 (en) | Internal combustion engine with variable intake and exhaust valve actuation | |
EP3008300B1 (en) | Internal combustion engine and method for switching of operating mode of the engine from normal operation to a scavenging mode | |
DE102011014308A1 (en) | Internal combustion engine with mixed camshaft | |
DE102022108568A1 (en) | Internal combustion engine with a heatable actuating device for a displaceable cam carrier | |
DE102016225050A1 (en) | Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine | |
DE102008036494A1 (en) | Stationary loaded four-stroke internal-combustion engine i.e. diesel engine, operating method for commercial motor vehicle, involves actuating auxiliary valves during operation of engine such that auxiliary valves close paths | |
DE60110862T2 (en) | Internal combustion engine for a motor vehicle | |
DE102016225049A1 (en) | Variable valve train for an internal combustion engine | |
DE102016013370A1 (en) | Internal combustion engine device for carrying out a direct start | |
EP3519684B1 (en) | Reciprocating-piston internal combustion engine with device for increasing the torque thereof | |
DE102009051591A1 (en) | Internal-combustion engine e.g. petrol engine for driving hydrid vehicle, has exhaust valves fixed to exhaust gas pipes, and hot exhaust gas stands that are provided under pressure in one of gas pipes higher pressure in other gas pipe | |
DE102019113741A1 (en) | Internal combustion engine with variable exhaust valve actuation and with electromotive or mechanical charging | |
DE102022212010A1 (en) | Overrun of a combustion engine | |
DE102019113736A1 (en) | Internal combustion engine with variable exhaust valve actuation and with electrical heating device in the exhaust system | |
EP4092255B1 (en) | Operation of a combustion engine with an electric fresh gas compressor and with an exhaust gas turbine with bypass line and vtg | |
EP3728818B1 (en) | Method for operating a combustion engine, and combustion engine | |
DE102009021290A1 (en) | Self-igniting internal-combustion engine i.e. diesel engine, for motor vehicle, has combustion chamber preheating device preheating combustion chamber before cold-start of engine, where preheating device includes glow plugs for chamber | |
DE102016125302B4 (en) | internal combustion engine | |
DE102016223060A1 (en) | Cam element for a camshaft of a reciprocating internal combustion engine, and adjusting device for a reciprocating internal combustion engine | |
DE10308101A1 (en) | Engine management system and method for adjusting the angle of rotation of a camshaft relative to the angle of rotation of a crankshaft of a motor vehicle | |
EP1637715A2 (en) | Internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |