DE10359267A1 - Verbrennungsmotor mit Ansaugventilen, variabler Ventilbetätigung und Zeitsteuerung - Google Patents

Verbrennungsmotor mit Ansaugventilen, variabler Ventilbetätigung und Zeitsteuerung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen 4-Takt-Verbrennungsmotor, der mit einem sich hin- und herbewegenden Kolben (12) im Zylinder und Primär- und Sekundäransaugventilen ausgerüstet ist. Das Primärventil (20) hat feste Ereignisse sowohl hinsichtlich der Dauer als auch des Hubs und das Sekundärventil (22) besitzt variable Öffnungsereignisse und Hub. Obwohl die Betätigung der Primär- und Sekundärventilereignisse gegenüber einem Standardzeitgeberwert zeitlich verzögert sein kann, schließen beide Ventile (20, 22) gleichzeitig, unabhängig von einer zeitlichen Verzögerung. Die Doppelereignisstrategie, kombiniert mit einer Verzögerung durch die Nockenwelle bei Teillastbedingungen, liefert eine hervorragende Chargenbewegung, indem die entsprechend vergrößerten Flächen des Flusses während der Primär- und Sekundärventeilereignisse zeitlich versetzt werden und das Öffnen des Sekundäransaugventils (22) verzögert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einem Viertakt-Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 10. Sie bezieht sich also auf eine Einrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors mit mindestens zwei Ansaugventilen pro Zylinder, wobei das erste Ventil mit Ereignissen fester Dauer betrieben wird und das zweiten Ventil mit Ereignissen variabler Dauer, wobei die zeitliche Abstimmung beider Ventile variabel und steuerbar ist.
  • Chargenbewegungs-Steuerungseinrichtungen (CMCV) werden manchmal gemeinsam mit Ventilereignis-Zeitverzögerung betrieben, um eine höhere Treibstoffaufladung des Zylinders zu bewirken. Unglücklicherweise kann das CMCV die Pumpverluste des Motors erhöhen, so dass der durch das variable Nockenzeitgebersystem bewirkte Treibstoffsenkungsvorteil unterlaufen wird. Ferner bewirken selbst in vollständig offener Position die meisten Aufladungsvorrichtungen eine meßbare Flußrestriktion, die sich in einen Leistungsverlust übersetzt. CMCV's haben daher aufgrund dieser Pumpverluste begrenzte Einsatzmöglichkeiten.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Motor gemäss Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren gemäss Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Die Erfinder haben nun festgestellt, dass hervorragende vorteilhafte Chargenbeladung des Zylinders mit zwei Ansaugventil-Induktionssystemen erzielt wird, ohne ein CMCV zu benötigen, falls eine Nockenschaltung bei einem der Ansaugventile verwendet wird. In dieser Anmeldung wird unter „Nockenschaltung" das Vorsehen mehrerer auswählbarer Nockenwellen Nocken für ein einziges Ventil verstanden, so dass Dauer, taub und sogar die zeitliche Abfolge von Ventilereignissen gesteuert werden kann. Es ist ferner durch die Erfinder festgestellt worden, dass ein vorteilhaftes Resultat dann erzielt wird, wenn eine Ansaugnockenwellen-Verzögerung verwendet wird, um die Öffnung des zweiten Ansaugventils auf die Mitte des Ansaughubs einzustellen, wenn sich die Kolbengeschwindigkeit bei einem Maximum befindet und beginnt, abzunehmen. Falls das Sekundäransaugventil mit reduzierter Ereignisdauer und Hub betrieben wird, tritt eine Verzögerung der Sekundäransaugventil Öffnung gegenüber der Primäransaugventil-Öffnung auf, so dass sich bei der Sekundäransaugventil Öffnung das Primäransaugventil nahe oder in der Mitte seiner Öffnungsposition befindet. Dieser Hubverschiebungseftekt, gekoppelt mit der Zeitsteuerung der Sekundäransaugventil Öffnung relativ zur Kolbengeschwindigkeit drückt die meiste ankommende Luft am Primärventil vorbei. Das Drücken einer eintreffenden Luftcharge zu einem Ventil ähnelt der Deaktivierung eines Ventils und bewirkt eine gute Bewegung der Charge in den Zylinder. In der erfindungsgemäßen Einrichtung wird im wesentlichen ein Sekundäransaugventil mit kürzerer Ereignisdauer und Hub betrieben, so dass der Fluß am Sekundäransaugventil vorbei begrenzt wird und eine hervorragende Chargenmischung und Chargenbewegung aufgrund des hohen Luftflusses durch das Primäransaugventil auftritt.
  • Das Honda VTEC-E-System, das ohne variable Zeitsteuerung mit variablen Nockenwellen verwendet wird, schaltet ein einzelnes Ansaugventil von kurzer auf lange Ereignisdauer und von höherem auf niedrigeren Hub, um Chargenmischung und Bewegung zu fördern. Da das Honda VTEC-E-System keine nockengesteuerte Ansaugverzögerung verwendet, muß der Fluß am Sekundär-Ventil vorbei mechanisch durch Verwendung einer sehr kurzen Ereignisdauer und eines geringen Hubs begrenzt werden. Dies wiederum beeinträchtigt den Motorwirkungsgrad. Ein Honda Nockenschaltmechanismus kann aber als Teil eines erfindungsgemäßen Motors verwendet werden, und die Lehre des US-Patentes 4777914, die einen solchen Mechanismus beschreibt, wird hiermit zur Vermeidung von Wiederholungen in vollem Umfang in die Offenbarung dieser Anmeldung miteinbezogen.
  • Ein Viertakt-Kolbenverbrennungsmotor umfaßt einen Kolben, der innerhalb eines Zylinders hin und her bewegbar angeordnet ist, ein Primäransaugventil mit fester Ereignisdauer und zeitlich variabler Ventilbetätigung und ein Sekundäransaugventil mit variabler Ereignisdauer und Hub und zeitlich variabler Ventilbetätigung. Das Primäransaugventil besitzt bevorzugt ein Ereignis einer Standarddauer. Das Sekundäransaugventil besitzt sowohl eine Standardereignisdauer als auch eine reduzierte Ereignisdauer. Das zweite Ansaugventil schließt sich bevorzugt am gleichen Punkt im Motorzyklus – unabhängig davon, ob das Sekundäransaugventil mit Standardereignisdauer oder im Zustand reduzierter Ereignisdauer betrieben wird. Ferner schließen die Primär- und Sekundäransaugventile bevorzugt gleichzeitig im Motorzyklus, sowohl dann, falls das Sekundäransaugventil mit einer Standardereignisdauer betrieben wird, als auch dann, wenn das Sekundäransaugventil mit einer reduzierten Ereignisdauer betrieben wird. Die Zeitsteuerung der Primär- und Sekundäransaugventil Ereignisdauer kann verzögert werden und das Sekundäransaugventil mit einer verkürzten Ereignisdauer so betrieben werden, dass das Sekundäransaugventil sich während des Ansaughubs so lange nicht öffnet, bis maximale Kolbengeschwindigkeit erreicht wird, oder sogar nach erzielen der maximalen Kolbengeschwindigkeit. Auf andere Weise betrachtet, kann die zeitliche Ansteuerung der Primär- und Sekundäransaugventile verzögert werden, falls das Sekundäransaugventil mit reduzierter Ereignisdauer so betrieben wird, dass das Sekundäransaugventil sich während des Ansaughubs bei etwa 80° Kurbelwellendrehung nach dem oberen Totpunkt (ATDC) öffnet.
  • Die Primär- und Sekundäransaugventile können durch eine gemeinsame Nockenwelle mit einem Nockenwellen-Zeitgebersystem angetrieben werden, wobei die Betätigung oder Antrieb für das Sekundäransaugventil ferner ein Nockenschaltsystem aufweist. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann eine kürzere Ereignisdauer des Sekundäransaugventils sich durch eine etwa 50%ige Reduktion des Ventilhubs bei 20%iger Reduktion der Ereignisdauer, verglichen mit dem Standardhub und der Standardereignisdauer, auszeichnen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben der Zylinderventile eines Kolbenverbrennungsmotors die Schritte des Betreibens eines Primäransaugventils mit fester Ereignisdauer, Betreiben eines Sekundäransaugventils mit variabler Dauer der Ereignisse und Hub, und Steuern der Zeitgebung der Primär- und Sekundäransaugventile derart, daß das Schließen der Primär- und Sekundäransaugventile gleichzeitig erfolgt, unabhängig von der Ereignisdauer und dem Hub, mit dem das Sekundäransaugventil betrieben wird.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Verfahren die Verzögerung der Primär- und Sekundäransaugventil Ereignisse bei geringer Last umfassen und den Betrieb des sekundären Ansaugventils so, dass Ereignisdauer und Hub so verringert werden, dass das Sekundäransaugventil sich bei etwa 75° Kurbelwellenwinkel nach dem oberen Totpunkt im Ansaughub zu öffnen beginnt. Diese zeitlich verzögerte An steuerung kann das Öffnen des Primäransaugventils bei etwa 30° Kurbelwellenwinkel nach dem oberen Totpunkt umfassen.
  • Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass der Motor und das Verfahren nach der Erfindung eine hervorragende Chargenbewegung ohne die mit einem Nockenschaltsystem einhergehende Pumparbeit ermöglicht. Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß ein Chargen-Bewegungssteuerventil für Motoren entfallen kann, das andernfalls eine hohe Chargenbewegung bei Leerlauf und Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit voraussetzte – oder allgemeiner – bei Teillastbedingungen. Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass ein mit einem Ventilsteuersystem gemäß der Erfindung ausgerüsteter Motor nicht nur hoch spezifisch Leistung liefern kann, sondern auch hervorragende Chargenbewegung unter Teillastbedingungen.
  • Weitere Vorteile, Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert werden, auf welche dieselbe aber keinesfalls eingeschränkt ist. Dabei zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Motors mit einer Multi-Ansaugventil-Steuereinrichtung;
  • 2 den Ansaugventilhub für die Primär- und Sekundäransaugventile und ein Abgasventil gemäß einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Motors;
  • 3 den Treibstoffverbrauch eines erfindungsgemäßen Motors mit Ansaugventil-Steuereinrichtung, verglichen mit einem CMCV, wobei der Kraftstoffverbrauch als Funktion des Niveaus bremsspezifischer Stickoxide (BSNOx) im Zuführgas dargestellt ist;
  • 4 eine Auftragung der Kohlenstoffmonoxid (CO) Emission im zugeführten Gas für eine erfindungsgemäße Doppelereignisventilsteuerung gegen eine auf CMCV basierende Einrichtung; und
  • 5 die Minimal-Zündfortbewegung beim besten Drehmoment (MBT) bei Dual-Öffnungs-Ereignis und bei CMCV Systemen als Funktion des BSNOx-Niveaus im zugeführten Gas.
  • Wie in 1 gezeigt, umfaßt ein erfindungsgemäßer Motor einem Kolben 12, der auf Verbindungsstange 14 und Kurbelwelle 16 im Zylinder 18 hin und herbewegbar angebracht ist. Zwei Ansaugventile 20 und 22 werden verwendet. Das Ansaugventil 20 ist ein Primärventil und wird durch einen Primärventilstößel 24 betrieben. Der Primärventilstößel 24 kann die zeitliche Steuerung (VCT) des Primäransaugventils 20, aber nicht die Ereignisdauer und Hub des Primäransaugventils 20 variieren. Andererseits kann das Sekundäransaugventil 22, das durch einen sekundären Ventilstößel 26 betrieben wird, nicht nur mit VCT betrieben werden, wie das Primäransaugventil 20, sondern auch mit reduzierter Ereignisdauer und Hub. Diese reduzierte Ereignisdauer und Hub kann durch eine Einrichtung bewirkt werden, wie sie im oben bereits eingeführten US-A -4777914 beschrieben ist. Andere geeignete Zeitsteuerungssysteme der Ventilereignisse sind dem Fachmann bekannt und werden diesem durch diese Offenbarung nahegelegt. Die Steuerung 28 betreibt sowohl den Primärventilstößel 24 als auch den Sekundärventilstößel 26 entsprechend Eingaben mehrerer Sensoren 30, die Motorparameter wie Drosselposition, Kühlmitteltemperatur, Umgebungslufttemperatur, atmosphärischen Druck, Ansaugverteilerdruck, Steuerung des Zündereignisses, Treibstoffeinspritzer-Pulsbreite und andere Betriebsparameter, die dem Fachmann bekannt sind und diesem durch die Offenbarung nahegelegt werden, messen.
  • 2 erläutert die kritischen Betriebspunkte einer erfindungsgemäßen Einrichtung. Man beachte, dass das Abgasventil, das in 1 nicht gezeigt ist, konventioneller Konstruktion und Betriebsweise sein kann. Das Primäransaugventil 20 besitzt eine Standard-Ereignisdauer von etwa 250° Kurbelwellenumdrehungswinkeln und einen Standardhub von etwa 12 mm. Andererseits hat das Sekundäransaugventil 22 eine Standard-Ereignisdauer und Hub äquivalent der Ereignisdauer und dem Hub des Primäransaugventils 20, als auch einen reduzierten Hub von etwa 6 mm oder 50 % des Hubs des Primäransaugventils 20 und eine reduzierte Ereignisdauer von etwa 200° Kurbelwellenumdrehungswinkel. Wie aus 2 ersichtlich, enden die Primär und Sekundäransaugventilereignisse gleichzeitig oder mit anderen Worten bei der gleichen Kurbelwellenposition (270° nach dem oberen Totpunkt für den Betrieb bei verzögerter Ansaugventilsteuerung.)
  • Ferner dauert dieser Zustand gemeinsamen Schließpunktes sogar dann an, falls das Sekundäransaugventil mit einem Profil betrieben wird, das mit dem in 2 dargestellten Hub- und Ereignisdauerprofil für das Primäransaugventil 20 übereinstimmt. Ein weiterer wichtiger Aspekt der Erfindung, der in 2 erläutert ist, besteht darin, dass dann, wenn das Sekundäransaugventil 22 mit verringerter Ereignisdauer betrieben wird, das Sekundäransaugventil mit der Öffnung während des Ansaughubs bei etwa 75° nach dem oberen Kurbelwellentotpunkt beginnt. Dies ist wichtig, da bei 75° nach dem oberen Totpunkt der Kolben 20 bereits begonnen hat, zu bremsen und daraus resultierend sich das Sekundäransaugventil 22 so lange nicht öffnet, bis die Zylinderfüllung fast vollständig erfolgt ist. Dies tritt auf, da die Zylinder- und Ansaugverteiler-Drücke bei 75° nach dem oberen Kurbelwellentotpunkt (ADTC) im Ansaughub fast gleich sind.
  • Ein weiterer erfindungsgemäß erzielter Vorteil besteht darin, dass sowohl das Primäransaugventil 20 als auch das Sekundäransaugventil 22 gleichzeitig schließen, dass heisst bei etwa 270° nach dem oberen Totpunkt, wobei ungehinderter Rückfluss in den Ansaugverteiler während des Kompressionshubs auftritt und demzufolge der Ansaugverteiler-Druck größer ist, was eine grössere Öffnung der Drossel veranlasst, um den erwünschten Fluß in den Motor zu erzielen. Demzufolge werden Pumpverluste reduziert.
  • 3, 4 und 5 zeigen Vorteile, ausgedrückt in Motorbetriebsparametern, die durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung erzielt werden, falls das nockenwellengesteuerte Ansaugen um etwa 40° Kurbelwellenumdrehungswinkel verzögert ist. In 3, dem hier beschriebenen System, (als "Doppelereignis" bezeichnet) wird gezeigt, wie der Motor dazu veranlasst wird, weniger Treibstoff als ein Motor mit einem CMCV bei äquivalenten NOx Niveaus zu verbrauchen. Dies resultiert, da beim erfindungsgemäßen Doppelventilöffnungsereignis der zeitlich verzögerten Nockenwellenansteuerung sowohl die Chargenverdünnung als auch die Chargenbewegung gesteigert werden, um ihre jeweiligen Wirkungen auf die Brenngeschwindigkeiten und die Motorverbrennungsstabilität zu verschieben. Dadurch kann der Motor mit einem noch mehr verzögertem Ansaugventilschluss und höherem Ansaugverteilerdruck betrieben werden, um das erwünschte Drehmoment zu erzielen, wodurch Pumparbeit und Motortreibstoffverbrauch reduziert wird. Aufgrund des Potentials für erhöhte Chargenverdünnung aufgrund des Verzögerungseffekts mit erhöhter Chargenbewegung und Nockenwellen-Zeitgebungsverzögerung wird der angegebene Motorwirkungsgrad verbessert, was zu weiterer Treibstoff-Einsparung führt.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Doppelereignisstrategie gegenüber CMCV Systemen besteht darin, dass die Flußrestriktion reduziert wird, wenn eine Luftcharge aus dem Zylinder nach dem unteren Totpunkt des Ansaughubs herausgedrückt wird. Das Resultat ist die Reduktion von Motorenergieverlusten und eine entsprechende Steigerung des Maschinenwirkungsgrades. Ferner reduziert die Reduktion des Ventilhubs die zum Betrieb der Ventile notwendige Energie, wodurch der Treibstoffverbrauch verringert wird. 5 zeigt bremsspezifisches NOx und eine minimale Zündfunkenentwicklung für eine Zündfunkensteuerung für bestes Drehmoment (MBT). 5 zeigt durch Vergleich mit einem CMCV System, dass das erfindungsgemäße Doppelereignissystem die Möglichkeit schafft, mit schnellerer Brennfrontfortbewegung mit entsprechender Treibstoffverbrauchsverbesserung zu arbeiten.
  • 4 zeigt das Kohlenstoffmonoxid (CO) in zugeführten Gas, das in einem Fall aus einem tatsächlichen Motor mit einem erfindungsgemässen Ansaugventilsteuereinrichtung fließt, und im anderen Fall bei einem solchen mit CMCV. Bemerkenswerter ist, dass bei Punkt A in der Doppelereigniskurve eine starke Steigungsänderung auftritt, da die Produktion von CO dramatisch aufgrund überlegener Chargen-Mischung fällt.
  • Dem Fachmann ist anhand dieser Offenbarung offensichtlich, dass der Primäransaugventilstößel 24 und Sekundäransaugventilstößel 26 in einer einzigen Nockenwelle kombiniert werden können, die ein Nockenwellenzeitgebersystem besitzt, das aus dem weitem Bereich der Ventilantriebssysteme, die dem Fachmann bekannt sind, ausgewählt werden kann und durch diese Offenbarung nahe gelegt wird, in Kombination mit einer Nockenprofilschaltung, wie in US-A-4777914 gezeigt, das vollinhaltlich in die Offenbarung dieser Beschreibung mit einbezogen wird.
  • Obwohl die Erfindung in Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen derselben beschrieben worden ist, ist dem Fachmann offensichtlich, dass verschiedenste Abwandlungen, Änderungen und Anpassungen durch den Fachmann möglich sind, ohne sich vom Kern der Erfindung zu entfernen. Demzufolge ist der Schutzumfang der Erfindung lediglich durch die Ansprüche bestimmt.
  • 12
    Kolben
    14
    Verbindungsstange
    16
    Kurbelwelle
    18
    Zylinder
    20
    Primärasaugventil
    22
    Sekundäransaugventil
    24
    Primärventilstößel
    26
    Sekundärventilstößel
    28
    Steuerung
    30
    Sensoren)

Claims (12)

  1. Vier-Takt Verbrennungsmotor mit: – einem in einem Zylinder hin und her bewegbaren Kolben (12); – einem Primäransaugventil (20) mit fester Ereignisdauer und variabler Ventilzeitsteuerung; und – einem Sekundäransaugventil (22) mit variabler Ereignisdauer und Hub sowie variabler Ventilzeitsteuerung.
  2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Primäransaugventil (20) ein Standardöffnungsereignis besitzt.
  3. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundäransaugventil (22) sowohl ein Standardereignis als auch ein Ereignis reduzierter Dauer besitzt.
  4. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundäransaugventil (22) sowohl eine Standardereignis als auch ein Ereignis reduzierter Dauer aufweist, wobei das Sekundäransaugventil (22) und das Primäransaugventil (20) gleichzeitig im Motorzyklus schließen, unabhängig davon, ob das Sekundäransaugventil (22) gleichzeitig mit dem Standardereignis oder dem Ereignis reduzierter Dauer betrieben wird.
  5. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Steuerung der Primär- und Sekundäransaugventile verzögert erfolgt und das Sekundäransaugventil (22) mit einem Ereignis reduzierter Dauer betrieben wird, so daß das Sekundäransaugventil (22) sich nur bei etwa maximaler Kolbengeschwindigkeit öffnet.
  6. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Teillastbedingungen die Betätigung der Primär- und Sekundäransaugventile zeitlich verzögert erfolgt und das Sekundäransaugventil (22) mit reduzierter Ereignisdauer betrieben wird, so daß sich das Sekundäransaugventil (22) während des Ansaughubs bei etwa 75° nach dem oberen Totpunkt der Kurbelwellenumdrehung öffnet.
  7. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Primär- (20) und Sekundäransaugventil (22) durch eine gemeinsame Nockenwelle mit einer Nockenwellensteuereinrichtung betrieben werden.
  8. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Primäransaugventil (20) durch eine primäre Nockenwelle und das Sekundäransaugventil (22) durch eine sekundäre Nockenwelle betrieben werden, wobei der Antrieb des Sekundärventils (22) ein Nockenschaltsystem aufweist.
  9. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Primäransaugventil (20) eine Standardereignisdauer und das Sekundäransaugventil (22) eine Standardereignisdauer besitzt, die in Hub und Dauer der Standardereignisdauer des Primäransaugventils äquivalent sind, wobei das Sekundäransaugventil auch eine Ereignisdauer und Hub besitzt, bei der der Hub etwa 30 – 50 %, die Dauer etwa 20%, bezogen auf den Standardhub und die Standardereignisdauer des Sekundäransaugventils reduziert ist.
  10. Verfahren zum Betreiben der Zylinderventile eines 4-Takt-Verbrennungsmotors, mit den Schritten: – Betreiben eines Primäransaugventills mit festen Ereignisdauer; – Betreiben eines Sekundäransaugventils mit variabler Ereignisdauern und Hub; und – zeitliche Steuerung der Primär- und Sekundäransaugventile so, dass das Schließen der Primär- und Sekundäransaugventile gleichzeitig erfolgt, unabhängig von der Öffnungsdauer und dem Hub, mit dem das Sekundäransaugventil betrieben wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgebung für die Ereignisse der Primär- und Sekundäransaugventile bei Teillastbedingungen verzögert erfolgt und das Sekundäransaugventil mit verringerter Ereignisdauer und Hub betrieben wird, so daß das Sekundäransaugventil sich bei etwa 75° Kurbelwellenumdrehungswinkel nach dem oberen Totpunkt im Ansaughub zu öffnen beginnt.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgebung für die Primär- und Sekundansaugventilereignisse bei Teillastbedingungen verzögert und das Sekundäransaugventil mit verringerter Ereignisdauer und Hub betrieben wird, so daß das Sekundäransaugventil beginnt, sich bei etwa 75° Kurbelwellenumdrehungswinkel nach dem oberen Totpunkt im Ansaughub zu öffnen und das Primäransaugventil beginnt, sich bei etwa 30° Kurbelwellenumdrehungswinkel nach dem oberen Totpunkt zu öffnen.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010008758B4 (de) * 2009-02-23 2014-03-20 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Verbrennungsmotor mit variabler Ventilsteuerung
DE102005048951B4 (de) 2005-10-13 2018-10-11 Audi Ag Dieselmotor mit Vierventil-Zylinderkopf und Verfahren zur Drallsteuerung

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4054711B2 (ja) * 2003-04-21 2008-03-05 株式会社日立製作所 可変動弁式内燃機関
US6959689B1 (en) * 2004-07-08 2005-11-01 Ford Global Technologies, Llc Engine expansion braking with adjustable valve timing
US7069909B2 (en) * 2004-08-18 2006-07-04 Ford Global Technologies, Llc Controlling an engine with adjustable intake valve timing
WO2006078935A1 (en) * 2005-01-18 2006-07-27 Borgwarner Inc Valve event reduction through operation of a fast-acting camshaft phaser
US7137381B1 (en) * 2005-04-13 2006-11-21 Ricardo, Inc. Indirect variable valve actuation for an internal combustion engine
DE102005031241A1 (de) * 2005-07-01 2007-01-04 Fev Motorentechnik Gmbh Variabler Ventiltrieb einer Kolben-Brennkraftmaschine
JP4765985B2 (ja) * 2007-04-02 2011-09-07 トヨタ自動車株式会社 ディーゼル機関
US8061318B2 (en) * 2007-09-27 2011-11-22 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for continuously variable differential phasing of engine valve operation
US7750815B2 (en) * 2008-02-22 2010-07-06 Quantum Electronics Ltd. Portable monitoring apparatus with over the air programming and sampling volume collection cavity
WO2010086987A1 (ja) * 2009-01-29 2010-08-05 トヨタ自動車株式会社 高膨張比内燃機関
US8590507B2 (en) * 2009-09-30 2013-11-26 GM Global Technology Operations LLC Variable valve actuation control systems and methods
DE102010007023B4 (de) * 2010-01-29 2022-11-10 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine
US9032921B2 (en) * 2010-12-07 2015-05-19 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including variable valve lift arrangement
DE102015110558B4 (de) * 2015-07-01 2022-10-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine
US20180119622A1 (en) * 2016-11-01 2018-05-03 Electro-Motive Diesel, Inc. Method and system for controlling engine operations
CN109372954A (zh) * 2018-11-03 2019-02-22 肖光宇 活塞往复发动机标定转速调节系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1308977C (en) * 1986-08-27 1992-10-20 Tsuneo Konno Valve operating device for internal combustion engine
JPH04292526A (ja) * 1991-03-20 1992-10-16 Honda Motor Co Ltd 4サイクル内燃機関
JP2905612B2 (ja) * 1991-03-28 1999-06-14 マツダ株式会社 エンジンのバルブタイミング制御装置
US5230320A (en) * 1991-06-27 1993-07-27 Mazda Motor Corporation Intake and exhaust control system for automobile engine
US5233948A (en) * 1992-12-10 1993-08-10 Ford Motor Company Variable cycle engine
JPH07301105A (ja) * 1994-05-06 1995-11-14 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の動弁装置
US5878714A (en) * 1997-09-10 1999-03-09 Ford Global Technologies, Inc. Turbulence generation with intra-cycle cooling for spark ignition engines
US5950582A (en) * 1998-06-08 1999-09-14 Ford Global Technologies, Inc. Internal combustion engine with variable camshaft timing and intake valve masking
US5960755A (en) * 1998-06-09 1999-10-05 Ford Global Technologies, Inc. Internal combustion engine with variable camshaft timing and variable duration exhaust event
US5957096A (en) * 1998-06-09 1999-09-28 Ford Global Technologies, Inc. Internal combustion engine with variable camshaft timing, charge motion control valve, and variable air/fuel ratio
JP2001012264A (ja) * 1999-06-25 2001-01-16 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関
AT5720U1 (de) * 2001-09-25 2002-10-25 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine
JP2003328792A (ja) * 2002-05-10 2003-11-19 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の可変動弁装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005048951B4 (de) 2005-10-13 2018-10-11 Audi Ag Dieselmotor mit Vierventil-Zylinderkopf und Verfahren zur Drallsteuerung
DE102010008758B4 (de) * 2009-02-23 2014-03-20 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Verbrennungsmotor mit variabler Ventilsteuerung

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Publication number Publication date
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