-
QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
-
Diese Anmeldung beansprucht den Vorrang vor der vorläufigen Anmeldung U.S. 61/515,089, eingereicht am 04. August 2011.
-
TECHNISCHES GEBIET
-
Das technische Gebiet betrifft allgemein Verbrennungsmotor-Ventiltriebe.
-
STAND DER TECHNIK
-
Automobil-Verbrennungsmotoren sind oft mit Entlüftungssystemen ausgerüstet, um Emissionen zu verringern und die Maschineneffizienz zu steigern. Die Entlüftungssysteme können einen oder mehrere Turbolader, eine oder mehrere Abgasrückführeinrichtungen (AGR) und andere Bauteile aufweisen. Die Verbrennungsmotoren selbst weisen gewöhnlich Ansaug- und Abgasventile auf, die von Ventiltrieben geöffnet und geschlossen werden. Die Abgase, die die Verbrennungsmotoren verlassen, können in bestimmten Fällen zu den Turboladern, den AGR-Einheiten oder zu beiden gesandt werden.
-
KURZDARSTELLUNG VERANSCHAULICHENDER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Eine veranschaulichende Ausführungsform weist einen Verbrennungsmotor-Ventiltrieb für einen Verbrennungsmotor auf. Der Verbrennungsmotor kann einen oder mehrere Zylinder haben. Die Zylinder können ein oder mehrere Ansaugventile, ein oder mehrere Abblas-Abgasventile und ein oder mehrere Abgasspülventile haben. Der Verbrennungsmotor-Ventiltrieb kann einen ersten Ventilbetätigungsmechanismus aufweisen, der ausgelegt und eingerichtet ist, um die Abblas-Abgasventile zu betätigen. Der Verbrennungsmotor-Ventiltrieb kann einen zweiten Ventilbetätigungsmechanismus aufweisen, der ausgelegt und eingerichtet ist, um die Abgasspülventile zu betätigen. Der erste Ventilbetätigungsmechanismus kann ein von dem zweiten Ventilbetätigungsmechanismus separates und verschiedenes Bauteil sein.
-
Eine veranschaulichende Ausführungsform weist einen Verbrennungsmotor-Ventiltrieb für einen Verbrennungsmotor auf. Der Verbrennungsmotor kann einen oder mehrere Zylinder haben. Die Zylinder können ein oder mehrere Ansaugventile, ein oder mehrere Abblas-Abgasventile und ein oder mehrere Abgasspülventile haben. Der Verbrennungsmotor-Ventiltrieb kann ein erstes Betätigungsmittel aufweisen, das ausgelegt und eingerichtet sein kann, um die Abblas-Abgasventile zu betätigen, und das ausgelegt und eingerichtet sein kann, um die Ansaugventile zu betätigen. Der Verbrennungsmotor-Ventiltrieb kann ein zweites Betätigungsmittel aufweisen, das ausgelegt und eingerichtet ist, um das Abgasspülventil zu betätigen.
-
Eine veranschaulichende Ausführungsform weist ein Verfahren auf, das das Betätigen eines Abblas-Abgasventils eines Verbrennungsmotors aufweist. Das Verfahren kann auch das separate und unterschiedliche Betätigen eines Abgasspülventils des Verbrennungsmotors aufweisen.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Veranschaulichende Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden vollständiger durch die ausführliche Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen verstanden, in welchen:
-
1 eine Skizze einer Ausführungsform eines Verbrennungsmotors ist.
-
2 eine Skizze einer Ausführungsform eines Verbrennungsmotor-Ventiltriebs ist.
-
3 eine Skizze einer Ausführungsform eines Verbrennungsmotor-Ventiltriebs ist.
-
4 eine Skizze einer Ausführungsform eines Verbrennungsmotor-Ventiltriebs ist.
-
5 eine Skizze einer Ausführungsform eines Verbrennungsmotor-Ventiltriebs ist.
-
6 eine Skizze einer Ausführungsform eines Verbrennungsmotor-Ventiltriebs ist.
-
7 eine Skizze einer Ausführungsform eines variablen Ventilsteuermechanismus ist.
-
8 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern eines Abgasstroms, der zwischen mindestens einem Turbolader und mindestens einem Abgasrückführverlauf aufgeteilt ist, ist.
-
9 ein Diagramm einer Ausführungsform der Abblas- und Abgasspülventilsteuerung bei niedriger Maschinendrehzahl und -last ist.
-
10 ein Diagramm einer Ausführungsform der Abblas- und Abgasspülventilsteuerung für hohe Turboladervorverdichtungsnachfrage ist.
-
11 ein Diagramm einer Ausführungsform der Abblas- und Abgasspülventilsteuerung für variable Turboladervorverdichtungsnachfrage bei mittlerer Maschinendrehzahl und -last ist.
-
12 ein Diagramm einer Ausführungsform der Abblas- und Abgasspülventilsteuerung für gesteigerte oder plötzliche Turboladervorverdichtungsnachfrage bei mittlerer Maschinendrehzahl und -last ist.
-
13 ein Diagramm einer anderen Ausführungsform der Abblas- und Abgasspülventilsteuerung für gesteigerte oder plötzliche Turboladervorverdichtungsnachfrage bei mittlerer Maschinendrehzahl und -last ist.
-
14 ein Diagramm einer Ausführungsform der Abblas- und Abgasspülventilsteuerung für variable Turboladervorverdichtungsnachfrage bei hoher Maschinendrehzahl und -last ist.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VERANSCHAULICHENDER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Die folgende Beschreibung der Ausführungsform(en) ist rein veranschaulichender Art und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder ihre Nutzungen auf keine Weise einschränken.
-
Die Figuren veranschaulichen zahlreiche Ausführungsformen eines Verbrennungsmotor-Ventiltriebs 10, der einen Verbrennungsmotor 12, der für geteilten Abgasstrom, das heißt Abblas- und Abgasspülstrom gebaut und konzipiert ist, ausrüsten kann. Bei mindestens einigen der Ausführungsformen kann der Verbrennungsmotor-Ventiltrieb 10 unabhängige Steuerung der Betätigung der Ansaugventile 14, Abblas-Abgasventile 16, Abgasspülventile 18 oder einer Kombination davon vorsehen. In bestimmten Fällen erleichtert das Vorsehen unabhängiger Steuerung der Betätigung der verschiedenen Ventile 14, 16, 18 des Verbrennungsmotors 12 die Optimierung des Maschinenbetriebs, darunter zum Beispiel die Steigerung der Maschinenleistung und Verbesserung der Maschineneffizienz.
-
Unter Bezugnahme auf 1 kann der Verbrennungsmotor (ICE) 12 Kraftstoff mit einem Sauerstoffträger (zum Beispiel Luft) verbrennen und Fluid, wie zum Beispiel Abgas, das Gas, Flüssigkeit oder andere Stoffe enthalten kann, zu einem ICE-Entlüftungssystem (nicht gezeigt) ausstoßen. Der ICE 12 kann eine durch Funken gezündete Maschine (zum Beispiel Benzin, Methanol), ein Dieselmotor, eine Maschine mit alternativem Kraftstoff oder ein anderer Typ sein. Der ICE 12 kann unterschiedliche Typen haben, die unterschiedliche Anordnungen unterschiedlicher Anzahlen von Zylindern haben (zum Beispiel Inline, I-2, I-4, I-6, Typ V, V-6, V-8, usw.). Ein Zylinderblock kann unterhalb eines Zylinderkopfs sitzen und kann zylindrische Bohrungen haben, die hin- und hergehende Kolben aufnehmen. Der ICE 12 kann mit einem Viertakt-Maschinenzyklus arbeiten, mit dem, was ein als geteilter Abgasstrom bekannt ist, der eine Abgas-Abblasphase und eine Abgasspülphase hat. In der Abgas-Abblasphase können die Abblas-Abgasventile 16 unmittelbar vor dem Ankommen des dazugehörenden Kolbens an einer unteren (BDC) Totpunktposition öffnen. Abgas tritt dann in die Abgas-Abblasöffnungen 20 unter relativ erhöhtem Druck ein. In der Abgasspülphase können die Abgasspülventile 18 öffnen, während der dazu gehörende Kolben von der unteren Totpunktposition zurück und in Richtung (TDC) der oberen Totpunktposition zurückfährt, um so gut wie das gesamte, wenn nicht das gesamte restliche Abgas zu verlagern. Die restlichen Abgase treten dann in die Abgasspülöffnungen 22 unter einem vergleichsweise verringerten Druck ein. Bei bestimmten Ausführungsformen können für den ICE 12 ein Ansaugrohr, Auspuffkrümmer oder beide vorgesehen sein, der Auspuffkrümmer kann einen Abblas-Auspuffkrümmer und einen Abgasspülkrümmer aufweisen, die als separate Bauteile oder als einteiliges Bauteil vorgesehen sein können.
-
Bei der Ausführungsform der 1, kann der ICE 12 einen Zylinderkopf 24 aufweisen, der in dem gezeigten Beispiel vier Zylinder 26, die inline angeordnet sind, aufweisen kann. Jeder Zylinder 26 kann ein Paar Ansaugventile 14 haben, die mit einer Ansaugöffnung 28 verbunden sind, ein einziges Abblas-Abgasventil 16 und ein einziges Abgasspülventil 18. Bei anderen Ausführungsformen können die Abgas-Abblasöffnungen 20, die Abgasspülöffnung 22 oder beide zueinander in eine einzige und gemeinsame Öffnung(en) konvergieren, bevor sie den Körper des Zylinderkopfs 24 verlassen. Ein Beispiel für Abgasöffnungen, die zueinander konvergieren, ist in der internationalen Anmeldung Nr. PCT/US11/21846 mit einem internationalen Einreichungsdatum am 20. Januar 2011 mit dem Titel Directly Communicated Turbocharger und auf den Namen der Anmelderin BorgWarner Inc. offenbart. Die internationale Anmeldung Nr. PCT/US11/21846 offenbart ebenfalls Ausführungsformen eines Zylinderkopfs und eines Verbrennungsmotors-Entlüftungssystems, die eine Anwendung mit den Ausführungsformen des Verbrennungsmotor-Ventiltriebs 10 der vorliegenden Offenbarung haben können.
-
Stromabwärts der Abblas- und Abgasspülöffnungen
20,
22, kann ein Verbrennungsmotor-Entlüftungssystem unter anderen Bauteilen ein Paar Turbolader, eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung, ein oder mehrere (AGR) Abgasrückführsubsysteme oder -unterbaugruppen und einen Ladeluftkühler aufweisen. Ein Beispiel eines Verbrennungsmotor-Entlüftungssystems ist in der internationalen Anmeldung Nr. PCT/US11/21846 offenbart, ein anderes Beispiel eines Verbrennungsmotor-Entlüftungssystems ist in der internationalen Anmeldung Nr.
WO2009/105463 mit einem internationalen Einreichungsdatum am 18. Februar 2009 mit dem Titel Controlling Exhaust Gas Flow Divided Between Turbocharging and Exhaust Gas Recirculating und auf den Namen von BorgWarner Inc. offenbart, und die dort offenbarten Ausführungsformen können mit hier offenbarten Ausführungsformen verwendet werden.
-
Die 2 bis 6 zeigen schematisch mehrere Ausführungsformen des Verbrennungsmotor-Ventiltriebs 10. In allen Ausführungsformen, die in den 2 bis 6 gezeigt sind, werden die Abblas-Abgasventile 16 und die Abgasspülventile 18 unabhängig betrieben und über separate und verschiedene Ventilbetätigungsmechanismen gesteuert. Die Figuren sind schematisch und nicht unbedingt dazu bestimmt, spezifische Anordnungen und Bauweisen der Ventile oder Ventilbetätigungsmechanismen zu zeigen, zum Beispiel können die genauen Lagen der Ventile in Anwendung in Bezug auf eine andere, von dem, was in den 2 bis 6 gezeigt ist, unterschiedlich sein. Die Ventilbetätigungsmechanismen öffnen und schließen separat und unterschiedlich die Abblas-Abgasventile 16 und die Abgasspülventile 18, die voneinander unabhängig sind. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das bedeuten, dass die Abblas-Abgasventile 16 und die Abgasspülventile 18 ihre Öffnungs- und Schließbewegungen nicht über ein und dieselbe Nockenwelle ableiten. Das kann auch bedeuten, dass eine Nockenwelle physisch das Öffnen und das Schließen des Abblas-Abgasventils nicht aber des Abgasspülventils veranlasst, und eine andere Nockenwelle physisch das Öffnen und das Schließen des Abgasspülventils nicht aber des Abblas-Abgasventils veranlasst. In bestimmten Fällen kann die Bereitstellung separater und unterschiedlicher Öffnungs- und Schließfunktionalität der Abblas-Abgasventile 16 und Abgasspülventile 18 vielseitigen Maschinenbetrieb vorsehen, was die Optimierung der Maschinenleistung erleichtern kann, darunter zum Beispiel gesteigerte Maschinenleistung und verbesserte Maschineneffizienz.
-
Bei der Ausführungsform der 2 können das Ansaugventil 14, das Abblas-Abgasventil 16 und das Abgasspülventil 18 ein Tellerventil 30 aufweisen, das sich in einer Brennkammer 32 gegen und mit der Vorspannkraft einer Feder 34 linear aufwärts und abwärts bewegen kann. Andere Bauweisen, Anordnungen und Bestandteile der Ventile sind möglich. Ein erster Ventilbetätigungsmechanismus 36 kann ausgelegt und eingerichtet sein, um sowohl das Ansaugventil 14 als auch das Abblas-Abgasventil 16 zu öffnen und zu schließen, und ein zweiter Ventilbetätigungsmechanismus 38 kann ausgelegt und eingerichtet sein, um das Abgasspülventil 18 getrennt, unterschiedlich und unabhängig von dem Ansaug- und Abblas-Abgasventil zu öffnen und zu schließen. Der erste Ventilbetätigungsmechanismus 36 kann das sein, was als ein Typ drei bekannt ist, und kann eine erste Nockenwelle 40 aufweisen, die zahlreiche Nocken 42 hat, und kann auch einen ersten Kipphebel 44 und einen zweiten Kipphebel 46 aufweisen. Beim Gebrauch kann die erste Nockenwelle 40 rotieren und drehen, während die Nocken 42 auf dem ersten und zweiten Kipphebel 44, 46 auftreffen, die sich dann selbst um ihren jeweiligen Zapfen bewegen und auf den Tellerventilen 30 der Ansaug- und Abblas-Abgasventile 14, 16 auftreffen. Als Reaktion können die Tellerventile 30 geöffnet und geschlossen werden. Verschiedenen Nocken 42 können auf den ersten und den zweiten Kipphebel 44, 46 an unterschiedlichen Graden einer Winkeldrehung der ersten Nockenwelle 40 auftreffen, was das Ansaug- und Abblas-Abgasventil 14, 16 veranlassen kann, an unterschiedlichen Zeitpunkten betätigt zu werden, und das Ansaug- und Abblas-Abgasventil veranlassen kann, in Bezug zueinander unterschiedliche Merkmale zu haben, wie zum Beispiel unterschiedliche Steuerung und unterschiedlichen Hub.
-
Außerdem kann der zweite Ventilbetätigungsmechanismus 38 das sein, was als ein Typ eins bekannt ist, und kann eine zweite Nockenwelle 48 aufweisen, die zahlreiche Nocken 50 hat. Beim Gebrauch kann die zweite Nockenwelle 48 rotieren und drehen, während die Nocken 50 direkt auf das Tellerventil 30 des Abgasspülventils 18 auftreffen, was das Tellerventil des Abgasspülventils veranlassen kann, sich zu öffnen und zu schließen.
-
Unter weiterer Bezugnahme auf die Ausführungsform der 2, kann ein variabler Ventilsteuermechanismus 52 betrieblich mit der zweiten Nockenwelle 48 verbunden sein, um ständig die Betätigung des Abgasspülventils 18 zu steuern. Bei einer Ausführungsform kann der variable Ventilsteuermechanismus 52 ein variabler Nockenwellenversteller sein, der Steuerereignis-Phasenabgleich steuern kann. Steuerereignis-Phasenabgleich beschreibt eine Art des Vorverstellens oder Nachverstellens der Betätigungsphase eines Ventils (gemessen in Kurbelwellenwinkelgraden von dem Öffnen des Ventils bis zu dem Schließen) hinsichtlich eines Kolbenhubs in Bezug auf eine obere Totpunktposition. Der Betrieb des variablen Ventilsteuermechanismus 52 kann von einer dazugehörenden Maschinensteuereinheit oder einem dazugehörenden Maschinensteuerventil gesteuert werden. Und bei einer Ausführungsform kann der variable Ventilsteuermechanismus 52 unter anderen Bauteilen eine Zylinderspule mit variabler Kraft und einen Schieber aufweisen. Bei anderen Ausführungsformen kann der variable Ventilsteuermechanismus unterschiedlicher Typen sein, kann unterschiedliche Bauweisen haben, kann mehr, weniger und/oder unterschiedliche Bauteile haben und kann unterschiedliche Anordnungen haben. Ferner, obwohl dies nicht gezeigt ist, kann ein getrennter und unterschiedlicher variabler Ventilsteuermechanismus betrieblich die erste Nockenwelle 40 ausrüsten, um ständig das Betätigen der Ansaug- und Abblas-Abgasventile 14, 16 steuern. Bei einer Ausführungsform kann der variable Ventilsteuermechanismus für die erste Nockenwelle 40 ein variabler Nockenwellenversteller, wie oben beschrieben, sein.
-
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen können das Abblas-Abgasventil
16 und/oder das Abgasspülventil
18 gemäß dem Verfahren, das in der internationalen Veröffentlichung Nr.
WO2009/105463 , die unten mit ausgewählten Abschnitten aus der Veröffentlichung ’463 beschrieben ist, offenbart ist, mit vorverstellten und/oder nachverstellten Phasen gesteuert sein. Wenn die zweite Nockenwelle
48 zum Beispiel mit dem variablen Ventilsteuermechanismus
52 ausgestattet ist und die erste Nockenwelle
40 nicht mit einem variablen Ventilsteuermechanismus ausgestattet ist, kann das Steuerverfahren der internationalen Veröffentlichung Nr. WO2009/105463 verwendet werden, um das Betätigen des Abgasspülventils
18 gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform zu steuern. Unter Einsatz dieses Steuerverfahrens oder unter Einsatz eines anderen geeigneten Steuerverfahrens, kann Abgas zu den dazugehörenden Turboladern auf selektive Art geliefert werden, um die Turboladervorverdichtung zu steuern; bei bestimmten Ausführungsformen kann ein Turbinenbypass für die Turbolader eliminiert werden. Bei Gebrauch dieses Steuerverfahrens oder Gebrauch eines anderen geeigneten Steuerverfahrens, kann Abgas auch zu dem dazugehörenden AGR-Subsystem auf selektive Art geliefert werden, um den Maschinenbetrieb zu verbessern. Bei einem Beispiel, wenn sowohl die erste Nockenwelle
40 als auch die zweite Nockenwelle
48 mit einem variablen Ventilsteuermechanismus wie dem oben beschriebenen variablen Ventilsteuermechanismus ausgerüstet sind, können die Ventile
14,
16,
18 gesteuert werden, um die Maschinenleistung bei Maschinenbetriebsbedingungen bei hoher Last zu optimieren und um die Maschineneffizienz bei Maschinenbetriebsbedingungen bei leichter bis mäßiger Last zu optimieren. Bei diesem Beispiel kann das Steuerverfahren eine oder mehrere der folgenden Anweisungen enthalten: i) bei leichter bis mäßiger Last und langsamer Drehzahl, Vorverstellen der Phasenabstimmung der Ansaugventile
14 und der Abblas-Abgasventile
16, um die Maschinenleistung zu optimieren; ii) bei schwerer Last und hoher Drehzahl, Verzögern der Phasenabstimmung der Ansaugventile
14 und der Abblas-Abgasventile
16, um die Maschinenleistung zu optimieren; und iii) bei leichter Last und niedriger Drehzahl, Nachverstellen der Phasenabstimmung der Ansaugventile
14 und der Abblas-Abgasventile
16, um die Maschineneffizienz inklusive der Kraftstoffverbrauchseffizienz zu optimieren.
-
Bei der Ausführungsform der
3, kann ein erster Ventilbetätigungsmechanismus
54 ausgelegt und eingerichtet sein, um sowohl das Ansaugventil
14 als auch das Abblas-Abgasventil
16 zu öffnen und zu schließen, und ein zweiter Ventilbetätigungsmechanismus
56 kann ausgelegt und eingerichtet sein, um das Abgasspülventil
18 getrennt, unterschiedlich und unabhängig von dem Ansaug- und Abblas-Abgasventil zu öffnen und zu schließen. Der erste Ventilbetätigungsmechanismus
54 kann das sein, was als ein Typ drei bekannt ist, und kann eine erste Nockenwelle
58 aufweisen, die zahlreiche Nocken
60 hat, und kann auch einen ersten Kipphebel
62 und einen zweiten Kipphebel
64 aufweisen. Der allgemeine Gebrauch und die Funktionalität dieses Typs von Ventilbetätigungsmechanismus wurden oben beschrieben. Ebenso kann der zweite Ventilbetätigungsmechanismus
56 das sein, was als ein Typ drei bekannt ist, und kann eine zweite Nockenwelle
66 aufweisen, die zahlreiche Nocken
68 hat, aufweisen, und kann auch einen dritten Kipphebel
70 aufweisen. Der allgemeine Gebrauch und die Funktionalität dieses Typs von Ventilbetätigungsmechanismus wurden wieder oben beschrieben. Unter weiterer Bezugnahme auf
3, kann ein variabler Ventilsteuermechanismus
72 betrieblich die zweite Nockenwelle
66 ausrüsten, um ständig die Betätigung des Abgasspülventils
18 zu steuern. Bei einer Ausführungsform kann der variable Ventilsteuermechanismus
72 ein variabler Nockenwellenversteller, wie oben beschrieben, sein. Bei anderen Ausführungsformen kann der variable Ventilsteuermechanismus unterschiedlicher Typen sein, kann unterschiedliche Bauweisen haben, kann mehr, weniger und/oder unterschiedliche Bauteile haben und kann unterschiedliche Anordnungen haben. Ferner, obwohl dies nicht gezeigt ist, kann ein getrennter und unterschiedlicher variabler Ventilsteuermechanismus betrieblich die erste Nockenwelle
58 ausrüsten, um ständig das Betätigen der Ansaug- und Abblas-Abgasventile
14,
16 zu steuern. Bei einer Ausführungsform kann der variable Ventilsteuermechanismus für die erste Nockenwelle
58 ein variabler Nockenwellenversteller, wie oben beschrieben, sein. Bei der Ausführungsform der
3 kann der variable Ventilsteuermechanismus auch in Übereinstimmung mit der Methodik gesteuert sein, die in Bezug auf die Ausführungsform der
2 beschrieben ist, darunter das Verfahren, das in der internationalen Veröffentlichung Nr.
WO2009/105463 offenbart ist.
-
Bei der Ausführungsform der
4 kann ein erster Ventilbetätigungsmechanismus
74 ausgelegt und eingerichtet sein, um sowohl das Ansaugventil
14 als auch das Abblas-Abgasventil
16 zu öffnen und zu schließen, und ein zweiter Ventilbetätigungsmechanismus
76 kann ausgelegt und eingerichtet sein, um das Abgasspülventil
18 separat, unterschiedlich und unabhängig von dem Ansaug- und Abblas-Abgasventil zu öffnen und zu schließen. Der erste Ventilbetätigungsmechanismus
74 kann das sein, was als ein Typ zwei bekannt ist, und kann eine erste Nockenwelle
78 aufweisen, die zahlreiche Nocken
80 hat, und kann auch einen ersten Kipphebel
82 und einen zweiten Kipphebel
84 aufweisen. Beim Gebrauch kann die erste Nockenwelle
78 rotieren und drehen, während die Nocken
80 auf dem ersten und zweiten Kipphebel
82,
84 auftreffen, die sich dann selbst um ihren jeweiligen Zapfen bewegen und auf den Tellerventilen
30 der Ansaug- und Abblas-Abgasventile
14,
16 auftreffen. Ebenso kann der zweite Ventilbetätigungsmechanismus
76 das sein, was ein Typ zwei genannt wird, und kann eine zweite Nockenwelle
86 aufweisen, die zahlreiche Nocken
88 hat, und kann auch einen dritten Kipphebel
90 aufweisen. Der allgemeine Gebrauch und die Funktionalität dieses Typs von Ventilbetätigungsmechanismus wurden oben beschrieben. Unter weiterer Bezugnahme auf
4, kann ein variabler Ventilsteuermechanismus
92 betrieblich die zweite Nockenwelle
86 ausrüsten, um ständig die Betätigung des Abgasspülventils
18 zu steuern. Bei einer Ausführungsform kann der variable Ventilsteuermechanismus
92 ein variabler Nockenwellenversteller, wie oben beschrieben, sein. Bei anderen Ausführungsformen kann der variable Ventilsteuermechanismus unterschiedlicher Typen sein, kann unterschiedliche Bauweisen haben, kann mehr, weniger und/oder unterschiedliche Bauteile haben und kann unterschiedliche Anordnungen haben. Ferner, obwohl dies nicht gezeigt ist, kann ein getrennter und unterschiedlicher variabler Ventilsteuermechanismus betrieblich die erste Nockenwelle
78 ausrüsten, um ständig das Betätigen der Ansaug- und Abblas-Abgasventile
14,
16 zu steuern. Bei einer Ausführungsform kann der variable Ventilsteuermechanismus für die erste Nockenwelle
78 ein variabler Nockenwellenversteller, wie oben beschrieben, sein. Bei der Ausführungsform der
4 kann der variable Ventilsteuermechanismus auch in Übereinstimmung mit der Methodik gesteuert sein, die in Bezug auf die Ausführungsform der
2 beschrieben ist, darunter das Verfahren, das in der internationalen Veröffentlichung Nr.
WO2009/105463 offenbart ist.
-
Bei der Ausführungsform der 5 kann ein erster Ventilbetätigungsmechanismus 94 ausgelegt und eingerichtet sein, um das Ansaugventil 14 zu öffnen und zu schließen, ein zweiter Ventilbetätigungsmechanismus 96 kann ausgelegt und eingerichtet sein, um das Abblas-Abgasventil 16 zu öffnen und zu schließen, und ein dritter Ventilbetätigungsmechanismus 98 kann ausgelegt und eingerichtet sein, um das Abgasspülventil 18 zu öffnen und zu schließen. Der erste, zweite und dritte Ventilbetätigungsmechanismus 94, 96, 98 können ihre jeweiligen Ventile getrennt, unterschiedlich und unabhängig von den anderen zwei Ventilen betätigen. Der erste Ventilbetätigungsmechanismus 94 kann ein sogenannter Typ zwei sein und kann eine erste Nockenwelle 100 mit zahlreichen Nocken 102 aufweisen und kann auch einen ersten Kipphebel 104 aufweisen. Der allgemeine Gebrauch und die Funktionalität dieses Typs von Ventilbetätigungsmechanismus wurden oben beschrieben. Ebenso kann der zweite Ventilbetätigungsmechanismus 96 ein sogenannter Typ zwei sein und kann eine zweite Nockenwelle 106 mit zahlreichen Nocken 108 aufweisen, und kann auch einen zweiten Kipphebel 110 aufweisen. Der allgemeine Gebrauch und die Funktionalität dieses Typs von Ventilbetätigungsmechanismus wurden oben beschrieben. Und ähnlich kann der dritte Ventilbetätigungsmechanismus 98 ein sogenannter Typ zwei sein und kann eine dritte Nockenwelle 112 mit zahlreichen Nocken 114 aufweisen und kann auch einen dritten Kipphebel 116 aufweisen. Der allgemeine Gebrauch und die Funktionalität dieses Typs von Ventilbetätigungsmechanismus wurden oben beschrieben.
-
Unter weiterer Bezugnahme auf
5, kann ein variabler Ventilsteuermechanismus
118 betrieblich die dritte Nockenwelle
112 ausrüsten, um ständig die Betätigung des Abgasspülventils
18 zu steuern. Bei einer Ausführungsform kann der variable Ventilsteuermechanismus
118 ein variabler Nockenwellenversteller, wie oben beschrieben, sein. Bei anderen Ausführungsformen kann der variable Ventilsteuermechanismus unterschiedlicher Typen sein, kann unterschiedliche Bauweisen haben, kann mehr, weniger und/oder unterschiedliche Bauteile haben und kann unterschiedliche Anordnungen haben. Ferner, obwohl dies nicht gezeigt ist, kann ein getrennter und unterschiedlicher variabler Ventilsteuermechanismus betrieblich die erste Nockenwelle
100 ausrüsten, um ständig das Betätigen des Ansaugventils
14 zu steuern. Bei einer Ausführungsform kann der variable Ventilsteuermechanismus für die erste Nockenwelle
100 ein variabler Nockenwellenversteller, wie oben beschrieben, sein. Ferner, obwohl dies nicht gezeigt ist, kann ein getrennter und unterschiedlicher variabler Ventilsteuermechanismus betrieblich die zweite Nockenwelle
106 ausrüsten, um ständig das Betätigen des Abblas-Abgasventils
16 zu steuern. Bei einer Ausführungsform kann der variable Ventilsteuermechanismus für die zweite Nockenwelle
106 ein variabler Nockenwellenversteller wie oben beschrieben sein. Bei der Ausführungsform der
5 kann der variable Ventilsteuermechanismus auch in Übereinstimmung mit der Methodik gesteuert sein, die in Bezug auf die Ausführungsform der
2 beschrieben ist, darunter das Verfahren, das in der internationalen Veröffentlichung Nr.
WO2009/105463 offenbart ist.
-
Bei der Ausführungsform der 6 kann ein erster Ventilbetätigungsmechanismus 120 ausgelegt und eingerichtet sein, um das Ansaugventil 14 zu öffnen und zu schließen, ein zweiter Ventilbetätigungsmechanismus 122 kann ausgelegt und eingerichtet sein, um das Abblas-Abgasventil 16 zu öffnen und zu schließen, und ein dritter Ventilbetätigungsmechanismus 124 kann ausgelegt und eingerichtet sein, um das Abgasspülventil 18 zu öffnen und zu schließen. Der erste, zweite und dritte Ventilbetätigungsmechanismus 120, 122, 124 können ihr jeweiliges Ventil getrennt, unterschiedlich und unabhängig von den anderen zwei Ventilen betätigen. Der erste Ventilbetätigungsmechanismus 120 kann das sein, was als ein Typ eins bekannt ist, und kann eine erste Nockenwelle 126 aufweisen, die zahlreiche Nocken 128 hat. Der allgemeine Gebrauch und die Funktionalität dieses Typs von Ventilbetätigungsmechanismus wurden oben beschrieben. Andererseits kann der zweite Ventilbetätigungsmechanismus 122 kann das sein, was als ein Typ zwei bekannt ist, und kann eine zweite Nockenwelle 130 aufweisen, die zahlreiche Nocken 132 hat, und kann auch einen zweiten Kipphebel 134 aufweisen. Der allgemeine Gebrauch und die Funktionalität dieses Typs von Ventilbetätigungsmechanismus wurden oben beschrieben. Und ähnlich kann der dritte Ventilbetätigungsmechanismus 124 das sein, was als ein Typ zwei bekannt ist, und kann eine dritte Nockenwelle 136 aufweisen, die zahlreiche Nocken 138 hat, und kann auch einen dritten Kipphebel 140 aufweisen. Der allgemeine Gebrauch und die Funktionalität dieses Typs von Ventilbetätigungsmechanismus wurden oben beschrieben.
-
Unter weiterer Bezugnahme auf
6, kann ein variabler Ventilsteuermechanismus
142 betrieblich die dritte Nockenwelle
136 ausrüsten, um ständig die Betätigung des Abgasspülventils
18 zu steuern. Bei einer Ausführungsform kann der variable Ventilsteuermechanismus
142 ein variabler Nockenwellenversteller wie oben beschrieben sein. Bei anderen Ausführungsformen kann der variable Ventilsteuermechanismus unterschiedlicher Typen sein, kann unterschiedliche Bauweisen haben, kann mehr, weniger und/oder unterschiedliche Bauteile haben und kann unterschiedliche Anordnungen haben. Ferner, obwohl dies nicht gezeigt ist, kann ein getrennter und unterschiedlicher variabler Ventilsteuermechanismus betrieblich die erste Nockenwelle
126 ausrüsten, um ständig das Betätigen des Ansaugventils
14 zu steuern. Bei einer Ausführungsform kann der variable Ventilsteuermechanismus für die erste Nockenwelle
126 ein variabler Nockenwellenversteller wie oben beschrieben sein. Ferner, obwohl dies nicht gezeigt ist, kann ein getrennter und unterschiedlicher variabler Ventilsteuermechanismus betrieblich die zweite Nockenwelle
130 ausrüsten, um ständig das Betätigen des Abblas-Abgasventils
16 zu steuern. Bei einer Ausführungsform kann der variable Ventilsteuermechanismus für die zweite Nockenwelle
130 ein variabler Nockenwellenversteller wie oben beschrieben sein. Bei der Ausführungsform der
6 kann der variable Ventilsteuermechanismus auch in Übereinstimmung mit der Methodik gesteuert sein, die in Bezug auf die Ausführungsform der
2 beschrieben ist, darunter das Verfahren, das in der internationalen Veröffentlichung Nr.
WO2009/105463 offenbart ist.
-
Der Verbrennungsmotor-Ventiltrieb
10 kann andere Ausführungsformen, die in den Figuren nicht gezeigt sind, haben. Bei einer Ausführungsform kann ein erster Ventilbetätigungsmechanismus zum Beispiel ausgelegt und eingerichtet sein, um sowohl das Ansaugventil als auch das Abblas-Abgasventil zu öffnen und zu schließen, und ein zweiter Ventilbetätigungsmechanismus kann ausgelegt und eingerichtet sein, um das Abgasspülventil getrennt, unterschiedlich und unabhängig von dem Ansaug- und Abblas-Abgasventil zu öffnen und zu schließen. Der erste Ventilbetätigungsmechanismus kann das sein, was als ein Typ drei bekannt ist, wie oben beschrieben, und der zweite Ventilbetätigungsmechanismus kann das sein, was als ein Typ zwei bekannt ist, wie oben beschrieben. Bei dieser Ausführungsform kann der zweite Ventilbetätigungsmechanismus mit einer variablen Ventilsteuerfunktionalität ausgestattet sein, wie zum Beispiel mit einem variablen Nockenwellenversteller, wie oben beschrieben. Ferner kann der erste Ventilbetätigungsmechanismus mit einer variablen Ventilsteuerfunktionalität ausgestattet sein, wie zum Beispiel mit einem variablen Nockenwellenversteller, wie oben beschrieben. Und bei dieser Ausführungsform kann der variable Ventilsteuermechanismus mit der Methodik übereinstimmen, die in Bezug auf die Ausführungsform der
2 beschrieben ist, darunter das Verfahren, das in der internationalen Veröffentlichung Nr.
WO2009/105463 offenbart ist.
-
Bei einer anderen Ausführungsform, die in den Figuren nicht gezeigt ist, kann ein erster Ventilbetätigungsmechanismus ein erster nockenloser Ventilbetätigungsmechanismus sein und kann ausgelegt und eingerichtet sein, um das Ansaugventil zu öffnen und zu schließen, und ein zweiter Ventilbetätigungsmechanismus, kann ein zweiter nockenloser Ventilbetätigungsmechanismus sein und kann ausgelegt und eingerichtet sein, um das Abgasspülventil zu öffnen und zu schließen. Bei einem beispielhaften nockenlosen Ventilbetätigungsmechanismus können einzelne Stellantriebe an jedem einzelnen Tellerventil vorgesehen sein und sie können elektromagnetisch, hydraulisch, pneumatisch oder in einer Kombination davon oder auf eine andere Art gesteuert sein. Bei dieser Ausführungsform kann ein dritter Ventilbetätigungsmechanismus ausgelegt und eingerichtet sein, um das Abblas-Abgasventil zu öffnen und zu schließen. Der dritte Ventilbetätigungsmechanismus kann eine Nockenwelle aufweisen, die zahlreiche Nocken hat, und kann das sein, was als ein Typ eins, Typ zwei oder Typ drei, die alle oben beschrieben sind, bekannt ist. Der erste, zweite und dritte Ventilbetätigungsmechanismus können ihre jeweiligen Ventile getrennt, unterschiedlich und unabhängig von den anderen zwei Ventilen betätigen. Ferner kann bei dieser Ausführungsform der dritte Ventilbetätigungsmechanismus mit einer variablen Ventilsteuerfunktionalität ausgestattet sein, wie zum Beispiel mit einem variablen Nockenwellenversteller, wie oben beschrieben. Die variable Ventilsteuerfunktionalität kann mit der Methodik übereinstimmen, die in Bezug auf die Ausführungsform der 2 beschrieben ist, darunter das Verfahren, das in der internationalen Veröffentlichung Nr. WO2009/105463 offenbart ist.
-
Bei noch anderen Ausführungsformen, die in den Figuren nicht gezeigt sind, können die Ventilbetätigungsmechanismen der Ausführungsformen, die in den 2 bis 6 gezeigt sind, stattdessen ausgelegt und eingerichtet sein, um das zu bilden, was als ein Typ vier bekannt ist. Bei der Ausführungsform der 5 kann der erste Ventilbetätigungsmechanismus 94 zum Beispiel ein Typ vier sein und kann eine Nockenwelle aufweisen, die zahlreiche Nocken, einen Kipphebel und einen Aufnehmer hat; bei anderen Beispielen kann der Typ vier andere Bauteile und/oder unterschiedliche Bauteile aufweisen.
-
Bei weiteren Ausführungsformen, die in den Figuren nicht gezeigt sind, können Ausführungsformen, die denen, die in 2 bis 4 mit zwei Nockenwellen, die getrennt und voneinander unterschiedlich sind, gezeigt sind, Ventilbetätigungsmechanismen irgendeiner Kombination derer, die als Typ eins, zwei, drei und vier bekannt sind, aufweisen. Eine Ausführungsform kann zum Beispiel einen Typ eins und einen Typ zwei aufweisen, eine andere Ausführungsform kann einen Typ drei und einen Typ vier aufweisen, eine andere Ausführungsform kann einen Typ zwei und einen Typ vier aufweisen, und andere Beispiele existieren. Bei weiteren Ausführungsformen, die in den Figuren nicht gezeigt sind, können Ausführungsformen, die denen, die in 5 und 6 mit drei Nockenwellen, die getrennt und voneinander unterschiedlich sind, gezeigt sind, Ventilbetätigungsmechanismen irgendeiner Kombination derer, die als Typ eins, zwei, drei und vier bekannt sind, aufweisen. Eine Ausführungsform kann zum Beispiel einen ersten Typ drei, einen zweiten Typ drei und einen Typ zwei aufweisen, eine andere Ausführungsform kann einen Typ eins, einen Typ drei und einen Typ vier aufweisen, eine andere Ausführungsform kann einen ersten Typ eins, einen zweiten Typ eins und einen Typ drei aufweisen, und es existieren andere Beispiele.
-
Bei anderen Ausführungsformen können die Ventilbetätigungsmechanismen der Ausführungsformen, die in den 1 bis 6 gezeigt sind, und andere Ausführungsformen, die nicht gezeigt sind, betrieblich mit variabler Ventilsteuerfunktionalität ausgestattet sein, die gewöhnlich als variable Multiair-Ventilsteuerung oder als variable Uniair-Ventilsteuerung bekannt ist. Unter Bezugnahme auf 7 kann bei einem Beispiel eine Nockenwelle 144, die zahlreiche Nocken 146 hat, auf einen Nockenstößel 148, wie zum Beispiel auf einen Rollenkipphebel oder einen Kolben auftreffen. Der Nockenstößel 148 kann mit einer Ölkammer 150 verbunden sein, was einen hydraulischen Ventilbetätigungsmechanismus 152 dazu veranlassen kann, das entsprechende Tellerventil 30 zu öffnen und zu schließen. Ein Magnetventil 154, das über eine dazu gehörende Maschinensteuereinheit oder ein dazugehörendes Maschinensteuermodul gesteuert werden kann, kann mit der Ölkammer 150 in Wechselwirkung sein, um die Ventilsteuerung und den Ventilhub zu variieren. Bei anderen Beispielen können diese Funktionalitäten der variablen Ventilsteuerung mehr, weniger oder andere Bauteile als die hier gezeigten und beschriebenen aufweisen.
-
Das Steuerverfahren der oben erwähnten internationalen Veröffentlichung Nr.
WO2009/105463 wird nun unter Bezugnahme auf die
8 bis
14 und mit ausgewählten Abschnitten aus der Veröffentlichung ’463 beschrieben. Im Allgemeinen hängt die optimale Ventilsteuerung des Abblas- und des Abgasspülventils von der Anwendung ab und variiert daher von Maschine zu Maschine. Aber die Abblas-Abgasventile können relativ vorverstellte Steuerung, längere Ventilöffnungsdauer mit höherem Hub als die Abgasspülventile haben. Bei einem Beispiel kann der Hub der Abblas-Abgasventile der maximal erreichbare Hub in etwa 180 Grad Kurbelwellenwinkel sein, und der Hub der Abgasspülventile kann der maximal erreichbare Hub in etwa 160 Grad Kurbelwellenwinkel sein.
-
Beispielhafte Ventilsteuerung inklusive Dauer und/oder Hub des/der Abblas-Abgasventils(e) kann in der Größenordnung von etwa 70 bis 100% der Ventilsteuerung für dieselbe oder eine ähnliche Maschine, die mit herkömmlichen Abgasventilen ausgerüstet ist, liegen. Genauer genommen kann die beispielhafte Ventilsteuerung für das/die Abblas-Abgasventil(e) 24 etwa 85 bis 95% (zum Beispiel 90%) Dauer und etwa 90 bis 100% (zum Beispiel 95%) des Hubs der Ventilöffnungsdauer und Hubsteuerung derselben oder einer ähnlichen Maschine, die mit herkömmlichen Abgasventilen ausgerüstet ist, liegen. Die Ventilöffnungssteuerung des/der Abblas-Abgasventil(e) kann im Allgemeinen bei minimalem Turboladervorverdichtungszustand ähnlich oder nachverstellt und zum Erhöhen der Vorverdichtung vorverstellt sein. Beispielhafte Phasenautorität für das/die Abblas-Abgasventil(e) kann in der Größenordnung von etwa 25 bis 40 Grad (zum Beispiel 28 Grad) des Kurbelwellenwinkels zwischen etwa 2000 und 5500 U/Min. liegen.
-
Beispielhafte Ventilsteuerung inklusive Dauer und/oder Hub des/der Abgasspülventils(e) kann in der Größenordnung von etwa 60 bis 90 der Ventilsteuerung für dieselbe oder eine ähnliche Maschine, die mit herkömmlichen Abgasventilen ausgerüstet ist, liegen. Genauer genommen kann die beispielhafte Ventilsteuerung für das/die Abgasspülventile(e) bei etwa 75 bis 85% (zum Beispiel 80%) Dauer und etwa 80 bis 90% (zum Beispiel 95%) des Hubs der Ventilöffnungsdauer und Hubsteuerung derselben oder einer ähnlichen Maschine, die mit herkömmlichen Abgasventilen ausgerüstet ist, liegen. Die Ventilschließsteuerung des/der Abgasspülventils(e) kann allgemein ähnlich sein wie die Ventilschließsteuerung derselben oder einer ähnlichen Maschine, die mit herkömmlichen Abgasventilen ausgerüstet ist. Beispielhafte Phasenautorität für das/die Abgasspülventil(e) kann in der Größenordnung von etwa 30 bis 60 Grad (zum Beispiel 40 Grad) des Kurbelwellenwinkels zwischen etwa 2000 und 5500 U/Min. liegen.
-
Unter Bezugnahme auf 8 wird nun ein beispielhaftes Verfahren 300 in Flussdiagrammform veranschaulicht. Im Laufe der Beschreibung des Verfahrens 300 wird auf die Steuerungsdiagramme der 9 bis 14 Bezug genommen. Wie an Schritt 305 gezeigt, kann das Verfahren 300 in irgendeiner geeigneten Art eingeleitet werden. Das Verfahren 300 kann zum Beispiel beim Anlassen des ICE 12 ausgelöst werden. An Schritt 310 kann Frischluft in ein Ansaugsubsystem eines Maschinensystems gesaugt werden, und Ansauggase können in eine Maschine des Maschinensystems durch das Ansaugsubsystem gesaugt werden. An Schritt 315 können Abgase aus einer Maschine durch ein Abgassubsystem eines Maschinensystems ausgestoßen werden. Die Abgase können zum Beispiel von dem ICE 12 durch den/die dazugehörenden Abgaskrümmer ausgestoßen werden. Die Abgasventile 16, 18 können unabhängig voneinander betätigt werden, um Abgas, das zwischen dem/den Turbolader(n) und dem/den AGR-Subsystem(en) strömt, zu verteilen.
-
An Schritt 320, wenn die Maschine an oder nahe der Leerlaufdrehzahl(en) und bei niedriger oder ohne Last läuft, können die Abgasventile gesteuert werden, um interne Restgase zu verringern oder zu minimieren. Bei einem Beispiel und auch unter Bezugnahme auf 9, kann das Öffnen der Abblas- und Abgasspülventile 16, 18 für gesteigerte oder maximale Überlagerung gesteuert werden. Bei einem spezifischeren Beispiel, kann/können eines oder mehrere der Abblas-Abgasventile 16 vollständig nachverstellt 24a und kann/können eines oder mehrere der Abgasspülventile 18 vollständig vorverstellt 25a sein. Gemäß einem besonderen Beispiel, kann mindestens eines der Abblas-Abgasventile 16 um etwa 10 bis 20 Grad nachverstellt sein, und mindestens eines der Abgasspülventile 18 kann um etwa 20 bis 30 Grad vorverstellt sein. Wie in 9 gezeigt, kann mindestens eines der Abblas-Abgasventile 16 derart nachverstellt sein, dass das/die Ventil(e) kurz vor dem BDC zu öffnen beginnt/beginnen, wie zum Beispiel innerhalb von etwa 0 bis 45 (zum Beispiel 15 bis 25) Grad vor dem BDC, und mindestens eines der Abgasspülventile 18 kann derart vorverstellt sein, dass das/die Ventil(e) unmittelbar nach dem TDC zu schließen beginnt/beginnen, wie zum Beispiel innerhalb von etwa 10 bis 45 (zum Beispiel 15 bis 20) Grad nach dem TDC.
-
An Schritt 325, wenn hohe Last oder maximale vorübergehende Reaktion von einer Maschine gefordert wird, wie zum Beispiel von einer Maschine, die an oder nahe an Leerlaufdrehzahl(en) läuft und ohne Last oder mit niedriger Last, können Abgasventile gesteuert werden, um die Energielieferung zu einer Turboladerturbine zu steigern oder zu maximieren. Bei einem Beispiel und unter Bezugnahme auf 10, kann das Öffnen der Abblas- und Abgasspülventile 16, 18 für minimale Überlagerung gesteuert werden. Bei einem spezifischeren Beispiel kann/können eines oder mehrere der Abblas-Abgasventile 16 vollständig vorverstellt sein und kann/können eines oder mehrere der Abgasspülventile 18 vollständig nachverstellt sein. Gemäß einem besonderen Beispiel kann mindestens eines der Abblas-Abgasventile 16 um etwa 10 bis 40 (zum Beispiel 15 bis 20) Grad vorverstellt sein, und mindestens eines der Abgasspülventile 18 kann um etwa 20 bis 60 (zum Beispiel 25 bis 30) Grad nachverstellt sein. Wie in 10 gezeigt, kann mindestens eines der Abblas-Abgasventile 16 derart vorverstellt sein, dass das Öffnen des/der Ventils(e) weit vor dem BDC beginnt, wie zum Beispiel innerhalb von etwa 40 bis 50 Grad vor dem BDC, und mindestens eines der Abgasspülventile 18 kann derart nachverstellt sein, dass das Schließen des/der Ventils(e) weit nach dem TDC beginnt, wie zum Beispiel innerhalb von etwa 45 bis 80 (zum Beispiel 50 bis 60) Grad nach dem TDC.
-
An Schritt 330, wenn eine Maschine im Wesentlichen bei mittlerer/mittleren Drehzahl(en) und/oder Last(en) läuft, und wenn wenig oder keine Lastanforderung (das heißt Turboladervorverdichtung) gewünscht oder erforderlich ist, können die Abgasventile gesteuert werden, um zu einem Kompromiss zu gelangen oder um einen gewünschten oder erforderlichen Abgleich zwischen gewünschter interner Restgasfraktion (oder interner AGR) und Turboladerdrehzahl bereitzustellen. Bei einem Beispiel und auch unter Bezugnahme auf 11, kann die Steuerung der Abblas- und Abgasspülventile 16, 18 für veränderliche Überlagerung der Ventilsteuerung gesteuert werden. Bei einem spezifischeren Beispiel können eines oder mehrere der Abblas-Abgasventile 16 optimal für beste Maschineneffizienz positioniert werden, und eines oder mehrere der Abgasspülventile 18 können variabel zu der vollständig vorverstellten Position 25a oder zu der vollständig nachverstellten Position 25b oder irgendwo dazwischen vorverstellt oder nachverstellt werden, um einen gewünschten Abgleich zwischen interner AGR und Turboladerdrehzahl zu erzielen. In einem besonderen Fall können eines oder mehrere der Abblas-Abgasventile 16 unidirektional oder vollständig nachverstellt 24a sein. Gemäß einem besonderen Beispiel, kann mindestens eines der Abblas-Abgasventile 16 um etwa 10 bis 20 Grad nachverstellt sein, und mindestens eines der Abgasspülventile 18 kann um etwa 20 bis 30 Grad innerhalb eines Gesamtbereichs von etwa 40 bis 60 Grad nachverstellt sein. Mindestens eines der Abblas-Abgasventile 16 kann derart nachverstellt sein, dass das/die Ventil(e) unmittelbar vor dem BDC zu öffnen beginnt/beginnen, wie zum Beispiel innerhalb von etwa 15 bis 25 Grad vor dem BDC. Mindestens eines der Abgasspülventile 18 kann zwischen einem vorverstellten Limit, so dass das/die Ventil(e) innerhalb von 0 bis 10 Grad nach dem TDC zu schließen beginnt/beginnen, und einem nachverstellten Limit, so dass das/die Ventil(e) innerhalb von 50 bis 60 Grad nachdem TDC zu schließen beginnt/beginnen, variiert werden.
-
An Schritt 335, wenn eine Maschine im Wesentlichen bei mittlerer/mittleren Drehzahl(en) und/oder Last(en) läuft, bei welchen mindestens etwas Turboladervorverdichtung gewünscht oder erforderlich ist, können Abgasventile variabel für gute Maschineneffizienz gesteuert werden. Unter Bezugnahme auf 12, bei einem Beispiel gemäß einer variablen Steuerung in mehreren Schritten, kann/können zuerst eines oder mehrere der Abgasluftventile 18 nachverstellt werden, um die Abblasenergie zum Vorverdichten zu steigern und, im Wesentlichen gleichzeitig, kann nun die TDC-Überlappung des/der Abgasspülventil(e) 18 und des/der Ansaugventil(e) 14 gesteigert werden, um die interne AGR zu erhöhen. Die TDC-Überlagerung kann zum Beispiel erzielt werden, indem mindestens die Steuerung des/der Ansaugventil(e) 14 beibehalten oder das/die Ansaugventil(e) 14 vorverstellt werden. Zweitens, wenn ein gewünschtes oder erforderliches internes AGR-Niveau erreicht ist, können eines oder mehrere der Abblas-Abgasventile 16 für zusätzliche Vorverdichtung vorverstellt werden. Gemäß einem besonderen Beispiel kann mindestens eines der Abgasspülventile 18 um 20 bis 30 Grad nachverstellt werden, während mindestens eines der Ansaugventile 14 unverändert gehalten oder um 5 bis 30 Grad vorverstellt wird. Dann kann mindestens eines der Abblas-Abgasventile 16 innerhalb eines Bereichs von etwa 10 bis 20 Grad vorverstellt werden. Mindestens eines der Abgasspülventile 18 kann nachverstellt werden, so dass das/die Ventil(e) innerhalb von etwa 50 bis 60 Grad nach dem TDC zu öffnen beginnt/beginnen, und mindestens eines der Ansaugventile 14 kann beibehalten oder derart vorverstellt werden, dass das/die Ventil(e) 14 innerhalb von etwa 30 Grad vor dem TDC bis etwa 30 Grad nach dem TDC zu öffnen beginnt/beginnen. Mindestens eines der Abblas-Abgasventile 16 kann derart vorverstellt werden, dass das/die Ventil(e) innerhalb von etwa 40 bis 50 Grad vor dem BDC zu öffnen beginnt/beginnen. Bei einem anderen Beispiel, gemäß Schritt 335 und unter Bezugnahme auf 13, kann/können eines oder mehrere der Abblas-Abgasventile 16 im Wesentlichen gleichzeitig mit der variablen Steuerung des/der Abgasspülventile 18 variabel gesteuert werden, und das Vorverstellen des/der Ansaugventile 14 für einen guten Abgleich der Vorverdichtung und der Maschineneffizienz ungeachtet dessen, wann oder ob eine bestimmtes internes AGR-Niveau erzielt wird.
-
An Schritt 340, wenn eine Maschine im Wesentlichen bei hoher/hohen oder maximaler/maximalen Drehzahl(en) und/oder Last(en) läuft, können Abgasventile gesteuert werden, um zum Beispiel einen oder mehrere Turbolader zu schützen. Bei einem Beispiel und unter Bezugnahme auch auf 14, kann das Öffnen der Abblas- und Abgasspülventile 16, 18 für eine gesteigerte Überlagerung ähnlich wie die der 9 gesteuert werden, aber vielleicht in einem geringeren Ausmaß und für eine variable Überlagerung ähnlich der der 11, aber umgekehrt. Bei einem spezifischeren Beispiel kann/können eines oder mehrere der Abgasspülventile 18 wesentlich, wenn nicht vollständig vorverstellt werden, und eines oder mehrere der Abblas-Abgasventile 16 kann/können variabel vorverstellt oder nachverstellt werden, um das Turboladervorverdichtungsniveau zu modulieren, um zum Beispiel PMEP zu minimieren. Gemäß einem besonderen Beispiel, kann mindestens eines der Abgasspülventile 18 um etwa 20 bis 30 Grad vorverstellt sein, und mindestens eines der Abblas-Abgasventile 16 kann um etwa 10 bis 20 Grad innerhalb eines Gesamtbereichs von etwa 20 bis 40 Grad nachverstellt sein. Wie in 14 gezeigt, kann mindestens eines der Abgasspülventile 18 derart vorverstellt werden, dass das/die Ventil(e) unmittelbar nach dem TDC schließt/schließen, wie zum Beispiel innerhalb von 15 bis 25 Grad nach dem TDC. Wie in 14 gezeigt, kann auch mindestens eines der Abblas-Abgasventile 16 zwischen einem vorverstellten Limit, so dass das/die Ventil(e) innerhalb von 40 bis 50 Grad nach dem BDC zu schließen beginnt/beginnen, und einem nachverstellten Limit, so dass das/die Ventil(e) innerhalb von 15 bis 25 Grad vor dem BDC zu schließen beginnt/beginnen, variiert werden. Eine beispielhafte Gesamtstrategie für volle Last kann darin bestehen, sowohl Abblas- als auch Abgasspülnocken abzustimmen, um die Maschineneffizienz bei einem Zielvorverdichtungsniveau zu optimieren.
-
An Schritt 345 können Abgase von einem Abgassubsystem durch einen oder beide des Hoch- und/oder Niederdruck-AGR-Verlaufs zu einem Ansaugsubsystem eines Maschinensystems rückgeführt werden. An Schritt 346 kann dem Spülen von Abgasen standardmäßig der Vorrang gegenüber dem Abblasen von Abgasen für AGR zur Rückführung relativ kühlerer Spülabgase eingeräumt werden. Mit anderen Worten können durch ein AGR-Subsystem mehr Spülabgase als Abblas-Abgase verteilt werden. Standardmäßig kann AGR zum Beispiel unter Einsatz von 100% von Spülabgasen ausgeführt werden. An Schritt 347 kann AGR gemäß einer oder mehreren Ausnahmen im Vergleich zu dem Standard des Schritts 346 mit mindestens etwas Abblas-AGR ergänzt werden. Eine andere beispielhafte Ausnahme umfasst ein Aufwärmen der Maschine nach einem Kaltstart, um die Temperatur der Maschine und/oder des Katalysators schnell anzuheben. Eine andere beispielhafte Ausnahme umfasst Situationen, in welchen ein Druckabfall über eine Maschine nicht ausreicht, um eine gewünschte oder erforderliche AGR-Rate aus Spülabgasen allein bereitzustellen.
-
An Schritt 348 kann AGR vollständig durch Abblas-Abgase bereitgestellt werden, um zum Beispiel Abgasrückströmung von einem Abblaskrümmer zu einem Spülgaskrümmer zu verhindern. In einem solchen Fall können die Spülabgase vollständig von der AGR blockiert werden. An Schritt 349 kann AGR an Stelle von oder auch durch LP AGR bereitgestellt werden. An Schritt 350 kann Energie aus Abgasen extrahiert und in Energie umgewandelt werden, um Ansauggase zu komprimieren. An Schritt 351 können die Vorverdichtungsniveaus eines VTG-Turboladers gesteuert werden. An Schritt 352 können mehrere Turbolader durch einen Abblaskrümmer angetrieben werden.
-
Bei einem ersten Modus können zum Beispiel an Schritt 353 bei hoher oder maximaler Turboladeranfrage bei relativ niedrigen Maschinendrehzahlen und Lasten, wie zum Beispiel bei Maschinenleerlauf, die Abgasventile 16, 18 wie an Schritt 325 dargelegt gesteuert werden, und ein erster Turbolader kann einen Großteil oder vielleicht das vollständige Aufladen ausführen, während ein zweiter Turbolader wenig oder überhaupt kein Aufladen ausführt. Bei diesem ersten Modus wird die meiste, wenn nicht die gesamte Energie von den Abgasen, die von einem Abblaskrümmer strömen, verwendet, um eine erste Turbine anzutreiben und daher Luft in einem ersten Kompressor zu komprimieren. Bei einem zweiten Modus können zum Beispiel an Schritt 354 bei relativ hohen oder maximalen Maschinendrehzahlen und -lasten die Abgasventile 16, 18 wie an Schritt 340 dargelegt gesteuert werden, und ein zweiter Turbolader kann einen Großteil wenn nicht das gesamte Aufladen ausführen, während ein erster Turbolader wenig oder überhaupt kein Aufladen ausführt.
-
Bei einem dritten Modus, zum Beispiel an Schritt 355, kann bei relativ mittleren Maschinendrehzahlen und -lasten die Steuerung der Abgasventile 16, 18 moduliert werden und das Aufladen kann zwischen dem ersten und dem zweiten Turbolader moduliert werden, um relativ niedrige PMEP-Niveaus zu erzielen. Schließlich kann an Schritt 360 das Verfahren 300 in irgendeiner geeigneten Art vorübergehend unterbrochen werden. Das Verfahren 300 kann zum Beispiel beim Abschalten des ICE 12 unterbrochen werden.
-
Unten folgt eine Beschreibung ausgewählter veranschaulichender Ausführungsformen des Geltungsbereichs der Erfindung. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beschreibung beschränkt und jede Ausführungsform und Bauteile, Elemente und Schritte innerhalb jeder Ausführungsform können allein oder in Kombination mit irgendwelchen der anderen Ausführungsformen und Bauteile, Elemente und Schritte innerhalb der anderen Ausführungsformen verwendet werden.
-
Die Ausführungsform eins kann einen Verbrennungsmotor-Ventiltrieb für einen Verbrennungsmotor aufweisen. Der Verbrennungsmotor kann einen oder mehrere Zylinder aufweisen, die ein oder mehrere Ansaugventile, ein oder mehrere Abblas-Abgasventile und ein oder mehrere Abgasspülventile haben. Der Verbrennungsmotor-Ventiltrieb kann einen ersten Ventilbetätigungsmechanismus aufweisen, der ausgelegt und eingerichtet sein kann, um das eine oder mehr Abblas-Abgasventile zu betätigen. Der Verbrennungsmotor-Ventiltrieb kann auch einen zweiten Ventilbetätigungsmechanismus aufweisen, der ausgelegt und eingerichtet sein kann, um das eine oder mehr Abgasspülventile zu betätigen. Der erste Ventilbetätigungsmechanismus kann ein von dem zweiten Ventilbetätigungsmechanismus separates und verschiedenes Bauteil sein.
-
Die Ausführungsform zwei, die mit der Ausführungsform eins kombiniert werden kann, kann ferner den ersten Ventilbetätigungsmechanismus mit einer Nockenwelle und einem Kipphebel versehen beschreiben, die ausgelegt und eingerichtet sein können, um das eine oder mehr Abblas-Abgasventile zu betätigen, und die ausgelegt und eingerichtet sein können, um das eine oder mehr Ansaugventile zu betätigen.
-
Die Ausführungsform drei, die mit irgendeiner der Ausführungsformen eins bis zwei kombiniert werden kann, kann ferner den zweiten Ventilbetätigungsmechanismus mit einer zweiten Nockenwelle versehen beschreiben, die ausgelegt und eingerichtet sein kann, um das eine oder mehr Abgasspülventile zu betätigen. Der Verbrennungsmotor-Ventiltrieb kann ferner einen variablen Ventilsteuermechanismus aufweisen, der betrieblich die zweite Nockenwelle ausrüsten kann.
-
Die Ausführungsform vier, die mit irgendeiner der Ausführungsformen eins bis drei kombiniert werden kann, kann ferner den variablen Ventilsteuermechanismus mit einem variablen Nockenwellenversteller versehen beschreiben.
-
Die Ausführungsform fünf, die mit irgendeiner der Ausführungsformen eins bis vier kombiniert werden kann, kann den Verbrennungsmotor-Ventiltrieb ferner mit einem zweiten variablen Ventilsteuermechanismus versehen beschreiben, der betrieblich die erste Nockenwelle ausrüsten kann.
-
Die Ausführungsform sechs, die mit irgendeiner der Ausführungsformen eins bis fünf kombiniert werden kann, kann ferner den ersten Ventilbetätigungsmechanismus mit einer ersten Nockenwelle versehen beschreiben. Der zweite Ventilbetätigungsmechanismus kann eine zweite Nockenwelle aufweisen. Und der Verbrennungsmotor-Ventiltrieb kann einen dritten Ventilbetätigungsmechanismus aufweisen, der eine dritte Nockenwelle haben kann, die ausgelegt und eingerichtet sein kann, um das eine oder mehr Ansaugventile zu betätigen.
-
Die Ausführungsform sieben, die mit irgendeiner der Ausführungsformen eins bis sechs kombiniert werden kann, kann ferner den ersten Ventilbetätigungsmechanismus mit einer Nockenwelle versehen beschreiben. Der zweite Ventilbetätigungsmechanismus kann einen ersten nockenlosen Ventilbetätigungsmechanismus aufweisen. Der Verbrennungsmotor-Ventiltrieb kann einen zweiten nockenlosen Ventilbetätigungsmechanismus aufweisen, der ausgelegt und eingerichtet sein kann, um das eine oder mehr Ansaugventile zu betätigen.
-
Die Ausführungsform acht, die mit irgendeiner der Ausführungsformen eins bis sieben kombiniert werden kann, kann ferner den ersten Ventilbetätigungsmechanismus mit einer ersten Nockenwelle versehen beschreiben. Der zweite Ventilbetätigungsmechanismus kann das eine oder mehr Ansaugventile betätigen. Der zweite Ventilbetätigungsmechanismus kann eine zweite Nockenwelle aufweisen. Der Verbrennungsmotor-Ventiltrieb kann einen variablen Ventilsteuermechanismus aufweisen, der betrieblich die zweite Nockenwelle ausrüsten kann. Der variable Ventilsteuermechanismus kann eine Ölkammer und ein Magnetventil aufweisen, das selektiv mit der Ölkammer während der Ventilbetätigung in Wechselwirkung tritt.
-
Die Ausführungsform neun kann einen Verbrennungsmotor-Ventiltrieb für einen Verbrennungsmotor aufweisen. Der Verbrennungsmotor kann einen oder mehrere Zylinder aufweisen, die ein oder mehrere Ansaugventile, ein oder mehrere Abblas-Abgasventile und ein oder mehrere Abgasspülventile haben. Der Verbrennungsmotor-Ventiltrieb kann ein erstes Betätigungsmittel aufweisen, das ausgelegt und eingerichtet sein kann, um das eine oder mehr Abblas-Abgasventile zu betätigen, und kann ausgelegt und eingerichtet sein, um das eine oder mehr Ansaugventile zu betätigen. Der Verbrennungsmotor-Ventiltrieb kann auch einen zweiten Ventilbetätigungsmechanismus aufweisen, der ausgelegt und eingerichtet sein kann, um das eine oder mehr Abgasspülventile zu betätigen.
-
Die Ausführungsform zehn, die mit Ausführungsform neun kombiniert werden kann, kann ferner den Verbrennungsmotor-Ventiltrieb als mit einem variablen Nockenwellenversteller versehen beschreiben, der betrieblich das zweite Betätigungsmittel ausrüsten kann.
-
Die Ausführungsform elf, die mit irgendeiner der Ausführungsformen neun bis zehn kombiniert werden kann, kann ferner das erste Betätigungsmittel mit einer ersten Nockenwelle und einem ersten Kipphebel versehen beschreiben. Das zweite Betätigungsmittel kann eine zweite Nockenwelle aufweisen.
-
Die Ausführungsform zwölf kann das Betätigen eines Abblas-Abgasventils eines Verbrennungsmotors aufweisen und kann separat und unterschiedlich das Betätigen eines Abgasspülventils des Verbrennungsmotors aufweisen.
-
Die Ausführungsform dreizehn, die mit der Ausführungsform zwölf kombiniert werden kann, kann ferner das Betätigen des Abblas-Abgasventils des Verbrennungsmotors durch einen ersten Ventilbetätigungsmechanismus beschreiben. Die Ausführungsform kann auch das Betätigen des Abgasspülventils des Verbrennungsmotors durch einen zweiten Ventilbetätigungsmechanismus beschreiben, der ein Bauteil sein kann, das von dem ersten Ventilbetätigungsmechanismus separat und unterschiedlich ist.
-
Die Ausführungsform vierzehn, die mit irgendeiner der Ausführungsformen zwölf bis dreizehn kombiniert werden kann, kann das Betätigen eines Ansaugventils des Verbrennungsmotors durch den ersten Ventilbetätigungsmechanismus aufweisen.
-
Die oben stehende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung ist rein veranschaulichender Art, so dass Variationen davon nicht als ein Abweichen von dem Sinn und Geltungsbereich der Erfindung betrachtet werden können.
