DE102022112946A1 - Verfahren und Vorrichtungen zur Ventilsteuerung - Google Patents

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Philipp Gorontzi
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    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/46—Component parts, details, or accessories, not provided for in preceding subgroups
    • F01L1/462—Valve return spring arrangements
    • F01L1/465—Pneumatic arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Abstract

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Ventilsteuerung mit den folgenden Merkmalen bereit: Das Gaswechselventil (11) wird durch eine Nockenwelle (16) geöffnet, sodass die Ventilfeder (15) komprimiert wird; das Gaswechselventil (11) wird durch die komprimierte Ventilfeder (15) geschlossen, sodass die Nockenwelle (16) angetrieben wird; und auf Anforderung wird die Ventilfeder (15) während des Schließens unter erhöhten Innendruck gesetzt.Die Erfindung stellt ferner eine entsprechende Ventilsteuerung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes maschinenlesbares Speichermedium bereit.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ventilsteuerung. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus eine entsprechende Ventilsteuerung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes maschinenlesbares Speichermedium.
  • Herkömmliche Motoren besitzen Ventiltriebe mit mechanischen Federn. Jedoch sind auch Motoren bekannt, die über pneumatische Ventilfeder verfügen. Ebenso sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 38 08 542 A1 und DE 29 49 413 A1 Ventiltriebe bekannt, die über eine Kombination aus einer mechanischen Ventilfeder und einer pneumatischen Ventilfeder verfügen. Die Federkraft der pneumatischen Ventilfeder ist dabei direkt abhängig vom Innendruck in der pneumatischen Ventilfeder.
  • Beim Öffnen der Ventilfeder muss deren Federkraft durch die Nocke einer Nockenwelle unter Aufbringung eines entsprechenden Drehmomentes überwunden werden. Beim Schließen desselben Ventiles nach dessen maximalem Hub wirkt diese Federkraft antreibend und es wird somit ein Drehmoment auf die Nockenwelle ausgeübt. Beim Öffnen des Ventiles wird somit Arbeit verrichtet, die in Gestalt von Federenergie gespeichert und beim Schließen zum Antrieb der Welle wieder freigesetzt wird.
  • Weiterhin sind Motoren bekannt, die mit einem Druckspeicher ausgerüstet sind, beispielsweise zur Versorgung der pneumatischen Ventilfeder oder für den Motorstart oder zur Verbesserung des Ansprechverhaltens (fachsprachlich: „Responseverbesserung“).
  • DE 102008006777 B4 offenbart einen Ventiltrieb mit einer mechanischen Ventilfeder und einer pneumatischen Ventilfeder, wobei der Innendruck der pneumatischen Ventilfeder bei niedrigen Drehzahlen abgesenkt und ab einer Drehzahlstelle durch eine externe Druckquelle erhöht ist.
  • EP 3004576 B1 offenbart einen Ventiltrieb mit einer mechanischen Ventilfeder, wobei ein Luftraum, welcher unter anderem durch einen mit einem Gaswechselventil verbundenen Kolben begrenzt ist, mit einem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors fluidtechnisch verbunden ist, wodurch die Schließkraft des Gaswechselventils durch die Ladeluft des Ansaugtrakts erhöht wird.
  • Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Ventilsteuerung in einem Hubkolbenmotor, eine entsprechende Ventilsteuerung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes maschinenlesbares Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
  • Erfindungsgemäß wird auf diese Weise in der Schließphase des Gaswechselventiles - in welcher von der Ventilfeder eine Kraft auf den Nocken der Welle ausgeübt und diese somit angetrieben wird - der Luftdruck in der pneumatischen Ventilfeder erhöht.
  • Ein Vorzug dieser Lösung gegenüber einer herkömmlichen Ventilsteuerung, welche den Druck in dieser Schließphase nicht erhöht, liegt darin, dass die Nockenwelle stärker durch die Ventilfeder angetrieben und so ein erhöhtes Drehmoment erzeugt wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. So ist es zweckmäßig, den Ventilfederdruck vor einer erneuten Kompression der Feder auf sein Normalniveau abzusenken, um bei der folgenden Verdichtung (Öffnungsphase des Gaswechselventils, in welcher die Nockenwelle antreibt) andernfalls drohende Schäden von der pneumatischen Ventilfeder abzuwenden und das zu deren Kompression benötigte Drehmoment zu verringern.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
    • 1 zeigt den Momentenverlauf an einer Vierzylinder-Einlasswelle abhängig vom Nockendrehwinkel.
    • 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ventilsteuerung im Schnitt durch einen Nocken.
  • 1 illustriert die Superposition der Momente auf die einzelnen Nocken (1, 2, 3, 4) einer Einlasswelle sowie deren in Summe resultierendes Antriebsmoment (5) beim Öffnen (+) und Schließen (-) der Ventile. Werden weitere Lasten wie Unterdruckpumpe, Kraftstoffpumpe usw. über die Einlasswelle angetrieben, können auch diese in die Superposition einbezogen werden.
  • 2 zeigt die Ventilsteuerung (10) eines hochdrehenden Serien- oder Rennmotors. Zur Betätigung des abbildungsgemäß geschlossenen Gaswechselventiles (11) dient ein - dem in der Schnittebene liegenden Nocken folgender - Tassenstößel (14), welcher gemeinsam mit dem Zylinderkopf (13) zugleich seine pneumatische Ventilfeder (15) bildet. In diesen Tassenstößel (14) mündet ein den Zylinderkopf (13) abbildungsgemäß senkrecht durchziehender Kanal und gewährt so Zugang (12) zur Ventilfeder (15), deren Innendruck sich auf diesem Wege durch ein externes System pneumatisch steuern lässt.
  • Beim Öffnen („+“ - 1) des Gaswechselventiles (11) wird die Ventilfeder (15) unter dem Antriebsmoment (5 - 1) der Nockenwelle (16) in zunächst herkömmlicher Weise bis zum maximalen Ventilhub komprimiert. Erfindungsgemäß wird die solchermaßen komprimierte Ventilfeder (15) auf Anforderung nunmehr zur Steigerung des Motordrehmomentes unter erhöhten Innendruck gesetzt, während sie das Gaswechselventil (11) schließt und die Nockenwelle (16) antreibt („-“ - 1). Der Zugang (12) wird zu diesem Zweck derart gesteuert, dass Gas unter einem Druck, welcher den Innendruck der Ventilfeder (15) übersteigt, in den Tassenstößel (14) strömt.
  • Vor dem erneuten Öffnen („+“ - 1) des Gaswechselventiles (11) wird der Innendruck in umgekehrter Weise auf sein ursprüngliches Maß zurückgeführt.
  • 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
    • DE 3808542 A1 [0002]
    • DE 2949413 A1 [0002]
    • DE 102008006777 B4 [0005]
    • EP 3004576 B1 [0006]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Ventilsteuerung (10) eines Gaswechselventiles (11) mit pneumatischer Ventilfeder (15), mit folgenden Merkmalen: - das Gaswechselventil (11) wird durch eine Nockenwelle (16) geöffnet (+), sodass die Ventilfeder (15) komprimiert wird, und - das Gaswechselventil (11) wird durch die komprimierte Ventilfeder (15) geschlossen (-), sodass die Nockenwelle (16) angetrieben wird, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - auf Anforderung wird die Ventilfeder (15) während des Schließens (-) unter erhöhten Innendruck gesetzt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - vor dem erneuten Öffnen (+) wird der Innendruck abgesenkt.
  3. Ventilsteuerung (10), mit folgenden Merkmalen: - einem Gaswechselventil (11) mit einer pneumatischen Ventilfeder (15), - einer Nockenwelle (16), welche einen Nocken (1, 2, 3, 4) zum Öffnen (+) des Gaswechselventiles (11) trägt, und - einem steuerbaren pneumatischen Zugang (12) zur Ventilfeder (15), gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - die Ventilsteuerung (10) ist für ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 eingerichtet.
  4. Ventilsteuerung (10) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die Ventilsteuerung (10) umfasst ferner einen dem Nocken (1, 2, 3, 4) folgenden Tassenstößel (14) zum Betätigen des Gaswechselventiles (11) und - der Zugang (12) mündet in den Tassenstößel (14).
  5. Zylinderkopf (13), gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - der Zylinderkopf (13) enthält eine Ventilsteuerung (10) nach Anspruch 3 oder 4 und - der Zylinderkopf (13) wird von einem Kanal durchzogen, welcher den Zugang (12) gewährt.
  6. Hubkolbenmotor mit einem Zylinderkopf (13) nach Anspruch 5.
  7. Ottomotor nach Anspruch 6.
  8. Vierzylindermotor nach Anspruch 5 oder 6.
  9. Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2 durchzuführen.
  10. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 9.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2949413A1 (de) 1979-12-08 1981-06-11 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Vorrichtung zur veraenderung der rueckstellkraefte bei gaswechsel-steuerventilen von verbrennungsmotoren
DE3808542A1 (de) 1987-03-26 1988-10-06 Volkswagen Ag Ventiltrieb fuer ein gaswechselventil einer brennkraftmaschine
DE10113095A1 (de) 2001-03-17 2002-09-26 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Beeinflussen der Ventilsteuerzeiten an einer Brennkraftmaschine
DE102007019916A1 (de) 2007-04-27 2008-10-30 Volkswagen Ag Gaswechselventil mit pneumatischer Feder
US20120192817A1 (en) 2011-01-27 2012-08-02 Scuderi Group, Llc Variable force valve spring
EP3004576B1 (de) 2013-06-05 2017-03-08 Wärtsilä Finland Oy Gaswechselventilanordnung
DE102008006777B4 (de) 2008-01-30 2018-08-09 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Ventiltrieb mit einem pneumatischen Rückstellsystem und Verfahren zum Betreiben des Ventiltriebs

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2949413A1 (de) 1979-12-08 1981-06-11 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Vorrichtung zur veraenderung der rueckstellkraefte bei gaswechsel-steuerventilen von verbrennungsmotoren
DE3808542A1 (de) 1987-03-26 1988-10-06 Volkswagen Ag Ventiltrieb fuer ein gaswechselventil einer brennkraftmaschine
DE10113095A1 (de) 2001-03-17 2002-09-26 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Beeinflussen der Ventilsteuerzeiten an einer Brennkraftmaschine
DE102007019916A1 (de) 2007-04-27 2008-10-30 Volkswagen Ag Gaswechselventil mit pneumatischer Feder
DE102008006777B4 (de) 2008-01-30 2018-08-09 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Ventiltrieb mit einem pneumatischen Rückstellsystem und Verfahren zum Betreiben des Ventiltriebs
US20120192817A1 (en) 2011-01-27 2012-08-02 Scuderi Group, Llc Variable force valve spring
EP3004576B1 (de) 2013-06-05 2017-03-08 Wärtsilä Finland Oy Gaswechselventilanordnung

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