DE19836902A1

DE19836902A1 - Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE19836902A1
Application number: DE19836902A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-08-14
Filing date: 1998-08-14
Publication date: 2000-02-17
Also published as: WO2000009866A1; JP2002522702A; DE59910990D1; EP1044319A1; EP1044319B1; US6340009B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit mindestens einem Verbrennungsraum (5), der mindestens zwei jeweils in einer Ventilführung (3) geführte und hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Ventile (4) aufweist, nämlich ein Einlaßventil zum Einlaß von Kraftstoff oder eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in den Verbrennungsraum (5) vor dem Verbrennungsvorgang und ein Auslaßventil zum Auslaß der Verbrennungsabgase aus dem Verbrennungsraum (5) nach dem Verbrennungsvorgang. Um bei solchen Verbrennungskraftmaschinen die Ansprechzeiten der Ventilsteuerung zu verkürzen, wird vorgeschlagen, daß die Ventile (4) jeweils mittels eines elektrisch betätigbaren Befestigungselements relativ zu der Ventilführung (3) festlegbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit mindestens einem Verbrennungsraum, der mindestens zwei jeweils in einer Ventilführung geführte und hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Ventile aufweist, nämlich ein Einlaßventil zum Einlaß von Kraftstoff oder eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in den Verbrennungsraum vor dem Verbrennungsvorgang und ein Auslaßventil zum Auslaß der Verbrennungsabgase aus dem Verbrennungsraum nach dem Verbrennungsvorgang. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein hydraulisch oder pneumatisch betätigbares und in einer Ventilführung geführtes Ventil. Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich auch ein Verfahren zur Begrenzung des Hubanschlags eines in einer Ventilführung geführten und hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Ventils.

Stand der Technik

Derartige Verbrennungskraftmaschinen mit hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Ventilen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie haben gegenüber Verbrennungskraftmaschinen mit nockenwellenbetätigten Ventilen den Vorteil, daß die Ventile unabhängig voneinander einzeln angesteuert werden können. Durch die variable Ventilansteuerung kann die Geräuschentwicklung reduziert und das Verbrauchs- und das Abgasverhalten der Verbrennungskraftmaschinen deutlich verbessert werden.

Bei diesen bekannten Verbrennungskraftmaschinen erweist es sich jedoch als nachteilig, daß die hydraulisch oder pneumatisch angesteuerten Ventile recht lange Ansprechzeiten aufweisen. So dauert es etwa 300-400 ms, bis ein im Öffnen begriffenes Ventil auf einen entsprechenden Befehl einer Steuereinheit reagiert,die Öffnungsbewegung beendet und in einer gewünschten Ventilstellung zum Stillstand kommt. Mit Hilfe einer derartigen Ansteuerung der Ventile kann beispielsweise der Hubanschlag der Ventile variiert werden. Aufgrund der langen Ansprechzeiten kann die Ansteuerung der Ventile lediglich mit einer eingeschränkten Genauigkeit erfolgen, und eine Einbeziehung der hydraulischen oder pneumatischen Ventilansteuerung in eine Regelung ist darüberhinaus sehr aufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, daß die Ansprechzeiten der Ventilsteuerung entscheidend verkürzt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von der Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art vor, daß die Ventile jeweils mittels eines elektrisch betätigbaren Befestigungselements relativ zu der Ventilführung festlegbar sind.

Durch den Einsatz der elektrisch betätigbaren Befestigungselemente können die Ventile in einer beliebigen Ventilstellung relativ zu der Ventilführung festgelegt werden. Die Ansprechzeiten dieser elektrisch betätigbaren Befestigungselemente sind sehr kurz. Mit ihrer Hilfe können die Reaktionszeiten der hydraulisch oder pneumatisch angesteuerten Ventile entscheidend verkürzt werden, indem zeitgleich mit der Hydraulik- oder Pneumatikanordnung auch die schneller ansprechenden elektrisch betätigbaren Befestigungselemente angesteuert werden. Die Aktivierung der Befestigungselemente bspw. während des Öffnens eines Ventils bewirkt ein kurzzeitiges Blockieren der hydraulischen oder pneumatischen Ventilbetätigungsanordnung. Die schnell ansprechenden Befestigungselemente, die das Ventil relativ zu der Ventilführung festlegen, wirken dann entgegen der Hydraulik- oder Pneumatikanordnung, die solange versucht, die Öffnungsbewegung des Ventils fortzusetzen, bis auch sie auf das Steuersignal zum Beenden der Öffnungsbewegung anspricht. Das Blockieren bleibt jedoch ohne Folgen auf die hydraulische oder pneumatische Ventilbetätigungsanorndung, da die Ventilbetätigungsmittel (eine Flüssigkeit bzw. ein Gas komprimierbar sind und dadurch federnd wirken.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß die langen Ansprechzeiten der hydraulisch oder pneumatisch angesteuerten Ventile aufgrund der hohen Volumenströme innerhalb der Ventilbetätigungsanordnung auftreten. Durch den Einsatz zusätzlicher, elektrisch betätigbarer Befestigungselemente mit wesentlich kürzeren Ansprechzeiten können die Reaktionszeiten der Ventile der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine entscheidend verkürzt werden.

Vorteilhafterweise ist das Befestigungselement als ein Klemmelement ausgebildet. Ein Klemmelement kann das Ventil relativ zu der Ventilführung mittels Reibschluß festklemmen. Dadurch kommt es nicht zu einem abrupten oder schlagartigen Abbruch einer Ventilöffnungsbewegung nach Erreichen einer gewünschten Ventilöffnungsposition. Vielmehr wird das Ventil während der Öfffnungsbewegung relativ zu der Ventilführung abgebremst.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Ventilschaft einen Hubanschlag aufweist, der beim Öffnen des Ventils auf das Klemmelement trifft, und daß das Klemmelement in entspanntem Zustand durch den Hubanschlag in einer Klemmelementführung relativ zu der Ventilführung entgegen der Kraft eines Federelements axial verschiebbar ist. Das Klemmelement stellt einen variablen Hubanschlag dar, durch den der Ventilhub variable eingestellt werden kann. Das Klemmelement kann in entspanntem Zustand innerhalb der Ventilführung verschoben werden. Das Verschieben des Klemmelements in Richtung kleinerer Ventilhübe erfolgt mittels eines Federelements, das zwischen der Ventilführung und dem Klemmelement wirkt. Das Verschieben des Klemmelements in Richtung größere Hübe erfolgt durch den Hubanschlag das Ventilschafts während der Öffnungsbewegung des Ventils. Ist die gewünschte Ventilstellung erreicht, wird das Klemmelement aktiviert und das Ventil in seiner momentanen Stellung relativ zu der Ventilführung festgelegt.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine wird vorgeschlagen, daß der Ventilschaft einen Hubanschlag aufweist, der beim Öffnen des Ventils auf das Klemmelement trifft, und daß das Klemmelement in entspanntem Zustand in der Klemmelementführung relativ zu der Ventilführung entgegen der Kraft eines Federelements hydraulisch oder pneumatisch axial verschiebbar ist. Auch bei dieser Ausführungsform ermöglicht das Klemmelement eine variable Hubeinstellung. Das Klemmelement kann in entspanntem Zustand innerhalb der Ventilführung verschoben werden. Das Verschieben des Klemmelements in Richtung kleinerer Ventilhübe erfolgt mittels eines Federelements, das zwischen der Ventilführung und dem Klemmelement wirkt. Das Verschieben des Klemmelements in Richtung größere Hübe erfolgt mittels einer hydraulischen oder pneumatischen Verstellanordnung. Mittels der Verstellanordnung kann das Klemmelement unabhängig von einer Ventilöffnungsbewegung in eine beliebige Ventilhubbegrenzungsstellung gebracht werden. Ist die gewünschte Ventilhubstellung erreicht, wird das Klemmelement aktiviert und relativ zu der Ventilführung festgelegt. Das Ventil kann nunmehr nur so weit geöffnet werden, bis der Hubanschlag auf das Klemmelement trifft.

Oben wurden mehrere Ausführungsbeispiele geschildert, bei denen das Klemmelement in entspanntem Zustand relativ zu der Ventilführung verschiebbar ist und in aktiviertem Zustand relativ zu der Ventilführung festgelegt ist. Es ist aber auch denkbar, daß das Klemmelement in entspanntem Zustand relativ zu der Ventilführung festgelegt und in aktiviertem Zustand verschiebbar ist.

Vorzugsweise sind bei Verbrennungskraftmaschinen mit mindestens zwei Einlaßventilen und/oder mindestens zwei Auslaßventilen je Verbrennungsraum die Klemmelemente von jeweils mindestens zwei der Einlaßventile und/oder der Auslaßventile über ein Brückenelement miteinander verbunden. Auf diese Weise können bei Mehrventil- Verbrennungskraftmaschinen jeweils die Klemmelemente der Einlaß- bzw. der Auslaßventile eines Verbrennungsraums über die Ventilanordnung gemeinsam gesteuert werden. Vorteilhafterweise weist das Klemmelement mindestens einen piezoelektrischen Aktor zur Betätigung des Klemmelements auf. Piezoelektrische Aktoren haben den Vorteil, daß sie besonders kurze Ansprechzeiten aufweisen und innerhalb von etwa 20 ms nach einem entsprechenden Steuersignal ein Festklemmen des Klemmelements relativ zu der Ventilführung bewirken. Das bedeutet, daß die Ansprechzeiten der Ventile der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine etwa um den Faktor 10-20 verkürzt werden können.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Klemmelement als ein Klemmring ausgebildet, der umfangsseitig einen Spalt aufweist, in dem der mindestens eine piezoelektrische Aktor derart angeordnet ist, daß eine Anregung des peizoelektrischen Aktors zu einer Vergrößerung des Umfangs des Klemmrings und zu einem Festlegen des Klemmrings in der Klemmelementführung führt. Im entspannten Zustand der piezoelektrischen Aktoren weist der Klemmring einen Außendurchmesser auf, der kleiner als der Innendurchmesser der Ventilführung ist; der Klemmring ist innerhalb der Ventilführung axial verschiebbar. Im erregten Zustand der piezoelektrischen Aktoren, dehnen sich diese aus und erweitern den Spalt in dem Klemmring, wodurch dessen Außendurchmesser so weit vergrößert wird, bis die Außenfläche des Klemmrings an der Innenfläche der Ventilführung anliegt. Durch die weiterhin wirkende Kraft des erregten piezoelektrischen Aktors wird der Klemmring mittels Reibschluß relativ zu der Ventilführung festgelegt.

Es ist aber auch denkbar, den mindestens einen piezoelektrischen Aktor derart in dem Spalt des Klemmrings anzuordnen, daß der Klemmring im entspannten Zustand der piezoelektrischen Aktoren mit seinem Außenumfang an dem Innenumfang der Ventilführung anliegt und mittels Reibschluß an einer axialen Bewegung innerhalb der Ventilführung gehindert wird. In diesem Fall würde eine Anregung der peizoelektrischen Aktoren zu einer Verringerung des Umfangs des Klemmrings führen, wodurch der Klemmring axial verschoben werden könnte.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Klemmelement als ein Klemmring ausgebildet ist, der umfangsseitig einen Spalt aufweist, in dem zwei zueinander beabstandete Klemmbacken derart angeordnet sind, daß eine Vergrößerung des Abstands zwischen den Klemmbacken zu einer Vergrößerung des Umfangs des Klemmrings und zu einem Festlegen des Klemmrings in der Klemmelementführung führt, wobei in dem Abstand zwischen den Klemmbacken der mindestens eine piezoelektrische Aktor derart angeordnet ist, daß eine Anregung des peizoelektrischen Aktors zu einer Vergrößerung des Abstands zwischen den Klemmbacken führt. Im entspannten Zustand der piezoelektrischen Aktoren weist der Klemmring einen Außendurchmesser auf, der kleiner als der Innendurchmesser der Ventilführung ist; der Klemmring ist innerhalb der Ventilführung axial verschiebbar. Im erregten Zustand der piezoelektrischen Aktoren, dehnen sich diese aus und erweitern den Abstand zwischen den Klemmbacken. Die auseinandergedrückten Klemmbacken erweitern den Spalt in dem Klemmring, wodurch dessen Außendurchmesser so weit vergrößert wird, bis die Außenfläche des Klemmrings an der Innenfläche der Ventilführung anliegt. Durch die weiterhin wirkende Kraft des erregten piezoelektrischen Aktors wird der Klemmring mittels Reibschluß relativ zu der Ventilführung festgelegt.

Es ist denkbar, an einem Klemmring auch mehrere Spalte vorzusehen. Zumindest in einem Teil der Spalte könnten in einem solchen Fall piezoelektrische Aktoren bzw. Klemmbacken mit piezoelektrischen Aktoren angeordnet sein.

Die Klemmbacken können an dem Klemmring in dem Spalt befestigt sein. Bei dieser Ausführungsform bewegen sich die Klemmbacken und die piezoelektrischen Aktoren innerhalb der Klemmelementführung in axialer Richtung zusammen mit dem Klemmring.

Alternativ wird gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Klemmbacken relativ zu der Klemmelementführung in axialer Richtung festgelegt sind. Das hat den Vorteil, daß die Klemmbacken und die piezoelektrischen Aktoren sich nicht innerhalb der Klemmelementführung in axialer Richtung zusammen mit dem Klemmring bewegen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine wird vorgeschlagen, daß das Klemmelement als ein Klemmring ausgebildet ist, auf den mindestens eine relativ zu der Klemmelementführung in axialer Richtung festgelegte Klemmbacke wirkt, die jeweils mittels des mindestens einen piezoelektrischen Aktors derart radial nach innen verschiebbar ist, daß sie von außen auf den Klemmring wirkt. Es sind zwei grundsätzliche Ausführungsformen dieser Weiterbildung denkbar.

Bei der ersten Ausführungsform hat der Klemmring einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser der Ventilführung. Der Klemmring ist im entspannten Zustand der piezoelektrischen Aktoren innerhalb der Klemmelementführung axial verschiebbar. Im erregten Zustand der piezoelektrischen Aktoren werden die Klemmbacken radial nach innen verschoben, bis die Innenflächen der Klemmbacken auf der Außenfläche des Klemmrings aufliegen. Durch die weiterhin wirkende Kraft der piezoelektrischen Aktoren wird der Klemmring durch die Klemmbacken mittels Reibschluß an einer axialen Bewegungen innerhalb der Klemmelementführung gehindert. Der Klemmring ist in der Klemmelementführung relativ zu der Ventilführung festgelegt. Aus statischen Gründen ist es sinnvoll, daß der Klemmring bei dieser Ausführungsform keinen umfangseitigen Spalt aufweist.

Bei der zweiten Ausführungsform ist der Klemmring im entspannten Zustand der piezoelektrischen Aktoren innerhalb der Klemmelementführung nicht axial verschiebbar, weil er einen Außendurchmesser hat, der größer ist als der Innendurchmesser der Klemmelementführung. Die Außenfläche des Klemmrings liegt an der Innenfläche der Klemmelementführung, und der Klemmring ist mittels Reibschluß an der Klemmelementführung festgelegt. Im erregten Zustand der piezoelektrischen Aktoren werden die Klemmbacken radial nach innen verschoben, bis die Innenflächen der Klemmbacken auf der Außenfläche des Klemmrings aufliegen. Durch die weiterhin wirkende Kraft der piezoelektrischen Aktoren wirken die Klemmbacken derart auf den Klemmring, daß dessen Außenumfang verringert wird. Der Klemmring weist sinnvollerweise einen umfangsseitigen Spalt auf, dessen Breite durch die Kraft der Klemmbacken vermindert wird. Der Klemmring hat nun einen Außendurch messer, der kleiner ist als der Innendurchmesser der Klemmelementführung, und ist innerhalb der Klemmelementführung axial verschiebbar. Um den Klemmring in einer gewünschten Ventilendhubstellung relativ zu der Klemmelementführung festzulegen, werden die piezoelektrischen Aktoren wieder entspannt.

Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein hydraulisch oder pneumatisch betätigbares und in einer Ventilführung geführtes Ventil.

Um die Ansprechzeiten derartiger Ventile entscheidend zu verkürzen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Ventil mittels eines elektrisch betätigbaren Befestigungselements relativ zu der Ventilführung festlegbar ist.

Vorteilhafterweise ist das Ventil als ein Einlaßventil zum Einlaß von Kraftstoff oder eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in einen Verbrennungsraum einer Verbrennungskraftmaschine oder als Auslaßventil zum Auslaß von Verbrennungsabgasen aus dem Verbrennungsraum ausgebildet. Insbesondere beim Einsatz als Einlaß- oder Auslaßventil einer Verbrennungskraftmaschine kommen die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Ventile zum Tragen.

Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich auch ein Verfahren zum Ansteuern, insbesondere zur Begrenzung des Hubanschlags, eines in einer Ventilführung geführten und hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Ventils.

Um ein möglichst verzögerungsfreis Ansteuern des Ventils zu ermöglichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Ventil mittels eines elektrisch betätigbaren Befestigungselements relativ zu der Ventilführung festgelegt wird.

Vorteilhafterweise ist das Befestigungselement als ein in einer Klemmelementführung axial verschiebbares Klemmelement ausgebildet, das mittels eines piezoelektrischen Aktors in der Klemmelementführung relativ zu der Ventilführung festgelegt wird.

Nachfolgend werden drei bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a eine erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine im Ausschnitt mit einem Befestigungselement gemäß einer ersten Ausführungsform in Frontansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 1b das Befestigungselement aus Fig. 1a in Draufsicht, im Schnitt entlang der Linie A-A;

Fig. 2a ein Befestigungselement gemäß einer zweiten Ausführungsform in Frontansicht;

Fig. 2b das Befestigungselement aus Fig. 2a in Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 2c das Befestigungselement aus den Fig. 2a, 2b in Draufsicht im Schnitt entlang der Linie B-B;

Fig. 3a ein Befestigungselement gemäß einer dritten Ausführungsform in Frontsicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 3b das Befestigungselement aus Fig. 3a in Draufsicht, im Schnitt entlang der Linie C-C;

Fig. 4a ein Brückenelement zum Verbinden der Klemmelemente zweier Ventile in Frontansicht; und

Fig. 4b das Brückenelement aus Fig. 4a in Seitenansicht.

In Fig. 1a ist eine erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine 1 im Ausschnitt dargestellt. In einem Zylinderkopf 2 der Verbrennungskraftmaschine 1 ist eine Ventilführung 3 ausgebildet, in der ein Ventil 4 geführt wird. Das Ventil 4 schließt oder öffnet den Zugang zu einem Verbrennungsraum 5 der Verbrennungskraftmaschine 1. Zum Schließen des Zugangs wird ein Ventilteller 6 des Ventils 4 mittels einer Ventilfeder 7 gegen einen Ventilsitz 8 gedrückt, der an dem Zugang zu dem Verbrennungsraum 5 ausgebildet ist. Das Ventil 4 wird mittels einer hydraulischen oder pneumatischen Ventilbetätigungsanordnung 21 betätigt.

Ein Ventilschaft 9 des Ventils 4 ist in der Ventilführung 3 axial verschiebbar gelagert. Der Ventilschaft 9 weist einen Hubanschlag 10 auf. Das Ventil 4 ist als ein Einlaßventil zum Einlaß von Kraftstoff oder eines Kraftstoff-Luft- Gemisches in den Verbrennungsraum 5 vor dem Verbrennungsvorgang ausgebildet. Das Ventil 4 könnte jedoch auch als ein Auslaßventil zum Auslaß der Verbrennungsabgase aus dem Verbrennungsraum 5 nach dem Verbrennungsvorgang ausgebildet sein, ohne daß sich eine Änderung im Aufbau des Ventils 4 ergeben würde.

Innerhalb Klemmelementführung 20 ist ein als Klemmring 11 ausgebildetes Befestigungselement angeordnet. Der Klemmring 11 weist umfangsseitig einen Spalt 12 auf, in dem ein piezoelektrischer Aktor 13 derart angeordnet ist, daß eine Anregung des piezoelektrischen Aktors 13 zu einer Vergrößerung der Breite des Spaltes 12 und damit zu einer Vergrößerung des Umfangs des Klemmrings 11 führt.

Der Klemmring 11 ist bei entspanntem, piezoelektrischem Aktor 13 innerhalb der Klemmelementführung 20 axial verschiebbar. Der Hubanschlag 10 des Ventilsschafts 9 trifft bei einer Ventilöffnungsbewegung auf den Klemmring 11. Durch axiales Verschieben des Klemmrings 11 innerhalb der Klemmelementführung 20 kann also der Ventilhub des Ventils 4 eingestellt werden. Der Klemmring 11 kann in entspanntem Zustand des piezoelektrischen Aktors 13 in Richtung eines größeren Ventilhubs entgegen der Kraft eines Federelements 14 mittels einer hydraulischen Verstellanordnung 15 innerhalb der Klemmelementführung 20 axial verschoben werden. Durch Ansteuern der hydraulischen Verstellanordnung 15 kann die gewünschte Ventilhubendstellung mittels des Klemmrings 11 eingestellt werden. In der gewünschten Ventilhubendstellung wird dann der piezoelektrische Aktor 13 aktiviert und der Klemmring 11 in der Klemmelementführung 20 relativ zu der Ventilführung 3 festgelegt.

In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen Bauteile übereinstimmende Bezugszeichen verwendet.

In Fig. 1b ist der Klemmring 11 aus Fig. 1a in Draufsicht im Schnitt entlang der Linie A-A dargestellt.

In Fig. 2a ist das Befestigungselement gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Das Befestigungselement gemäß der zweiten Ausführungsform weist ebenfalls einen Klemmring 11 mit einem umfangsseitig angeordneten Spalt 12 auf.

In dem Spalt 12 sind zwei zueinander beabstandete Klemmbacken 16 derart angeordnet, dass eine Vergrößerung des Abstands 17 zwischen den Klemmbacken 16 zu einer Vergrößerung des Umfangs des Klemmrings 11 führt. In dem Abstand 17 zwischen den Klemmbacken 16 sind zwei piezoelektrische Aktoren 13 derart angeordnet, dass eine Anregung der piezoelektrischen Aktoren 13 zu einer Vergrößerung des Abstands 17 zwischen den Klemmbacken 16 führt. Somit kann durch eine Aktivierung der piezoelektrischen Aktoren 13 der Umfang des Klemmrings 11 vergrößert und dieser in der Klemmelementführung 20 relativ zu der Ventilführung 3 festgelegt werden. Die Klemmbacken 16 sind relativ zu der Klemmelementführung 20 in dem Zylinderkopf 2 in axialer Richtung festgelegt. Zum Einstellen einer gewünschten Ventilhubendstellung wird der Klemmring 11 mittels der hydraulischen Verstellanordnung 15 bzw. mittels des Federelements 14 relativ zu den Klemmbacken 16 innerhalb der Ventilführung 3 axial verschoben. Nach Erreichen der gewünschten Ventilhubendstellung werden die piezoelektronischen Aktoren 13 aktiviert, und der Klemmring 11 ist in der Klemmelementführung 20 relativ zu der Ventilführung 3 festgelegt.

In Fig. 2b ist das Befestigungselement aus Fig. 2a in Seitenansicht dargestellt. Die Fig. 2c zeigt das Befestigungselement aus den Fig. 2a und 2b in Draufsicht im Schnitt entlang der Linie B-B.

In Fig. 3a ist ein Befestigungselement gemäß einer dritten Ausführungsform dargestellt. Das Befestigungselement weist ebenfalls einen in entspanntem Zustand innerhalb der Klemmelementführung 20 axial verschiebbar gelagerten Klemmring 11 auf. Im Innenumfang der Klemmelementführung 20 ist eine Klemmbacke 18 ausgebildet, die mittels eines piezoelektrischen Aktors 13 derart radial nach innen verschiebbar ist, daß sie von außen auf den Klemmring 11 wirkt und ihn innerhalb der Klemmelementführung 20 gegen axiales Verschieben sichert. Auch bei dieser Ausführungsform erfolgt die Einstellung einer gewünschten Ventilhubendstellung durch ein axiales Verschieben des Klemmrings 11 mittels der hydraulischen Verstellanordnung 15 entgegen der Kraft des Federelements 14.

In Fig. 3b ist das Befestigungselement gemäß Fig. 3a in Draufsicht im Schnitt entlang der Linie C-C dargestellt.

Bei Verbrennungskraftmaschinen 1 mit mindestens zwei Einlaßventilen und/oder mindestens zwei Auslaßventilen können die Klemmelemente 11 von jeweils mehreren der Einlaßventile bzw. der Auslaßventile über ein Brückenelement 19 miteinander verbunden werden.

In den Fig. 4a und 4b ist ein derartiges Brückenelement 19 dargestellt, durch das die Klemmelemente 11 zweier Ventile 4 miteinander verbunden sind.

Bezugszeichenliste

1

Verbrennungskraftmaschine

2

Zylinderkopf

3

Ventilführung

4

Ventil

5

Verbrennungsraum

6

Ventilteller

7

Ventilfeder

8

Ventilsitz

9

Ventilschaft

10

Hubanschlag

11

Klemmring

12

Spalt

13

piezoelektrischer Aktor

14

Federelement

15

hydr. Verstellanordnung

16

tangential wirkende Klemmbacken

17

Abstand

18

radial wirkende Klemmbacke

19

Brückenelement

20

Klemmelementführung

21

Ventilbetätigungsanordnung

Claims

1. Verbrennungskraftmaschine mit mindestens einem Verbrennungsraum (5), der mindestens zwei jeweils in einer Ventilführung (3) geführte und hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Ventile (4) aufweist, nämlich ein Einlaßventil zum Einlaß von Kraftstoff oder eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in den Verbrennungsraum (5) vor dem Verbrennungsvorgang und ein Auslaßventil zum Auslaß der Verbrennungsabgase aus dem Verbrennungsraum (5) nach dem Verbrennungsvorgang, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (4) jeweils mittels eines elektrisch betätigbaren Befestigungselements relativ zu der Ventilführung (3) festlegbar sind.

2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement als ein Klemmelement ausgebildet ist.

3. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (9) einen Hubanschlag (10) aufweist, der beim Öffnen des Ventils (4) auf das Klemmelement trifft, und daß das Klemmelement in entspanntem Zustand durch den Hubanschlag (10) in einer Klemmelementführung (20) relativ zu der Ventilführung (3) entgegen der Kraft eines Federelements (14) axial verschiebbar ist.

4. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (9) einen Hubanschlag (10) aufweist, der beim Öffnen des Ventils (4) auf das Klemmelement trifft, und daß das Klemmelement in entspanntem Zustand in der Klemmelementführung (20) relativ zu der Ventilführung (3) entgegen der Kraft eines Federelements (14) hydraulisch oder pneumatisch axial verschiebbar ist.

5. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 3 oder 4 mit mindestens zwei Einlaßventilen und/oder mindestens zwei Auslaßventilen je Vebrennungsraum (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente von jeweils mindestens zwei der Einlaßventile und/oder der Auslaßventile über ein Brückenelement (19) miteinander verbunden sind.

6. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement mindestens einen piezoelektrischen Aktor (13) zur Betätigung des Klemmelements aufweist.

7. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement als ein Klemmring (11) ausgebildet ist, der umfangsseitig einen Spalt (12) aufweist, in dem der mindestens eine piezoelektrische Aktor (13) derart angeordnet ist, daß eine Anregung des piezoelektrischen Aktors (13) zu einer Vergrößerung des Umfangs des Klemmrings (11) und zu einem Festlegen des Klemmrings (11) in der Klemmelementführung (20) führt.

8. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement als ein Klemmring (11) ausgebildet ist, der umfangsseitig einen Spalt (12) aufweist, in dem zwei zueinander beabstandete Klemmbacken (16) derart angeordnet sind, daß eine Vergrößerung des Abstands (17) zwischen den Klemmbacken (16) zu einer Vergrößerung des Umfangs des Klemmrings (11) und zu einem Festlegen des Klemmrings (11) in der Klemmelementführung (20) führt, wobei in dem Abstand (17) zwischen den Klemmbacken (16) der mindestens eine piezoelektrische Aktor (13) derart angeordnet ist, daß eine Anregung des piezoelektrischen Aktors (13) zu einer Vergrößerung des Abstands (17) zwischen den Klemmbacken (16) führt.

9. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (16) relativ zu der Klemmelementführung (20) in axialer Richtung festgelegt sind.

10. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement als ein Klemmring (11) ausgebildet ist, auf den mindestens eine relativ zu der Klemmelementführung (20) in axialer Richtung festgelegte Klemmbacke (18) wirkt, die mittels des mindestens einen piezoelektrischen Aktors (13) derart radial nach innen verschiebbar sind, daß sie von außen auf den Klemmring (11) wirken.

11. Hydraulisch oder pneumatisch betätigbares und in einer Ventilführung (3) geführtes Ventil (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (4) mittels eines elektrisch betätigbaren Befestigungselements relativ zu der Ventilführung (3) festlegbar ist.

12. Ventil (4) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (4) als ein Einlaßventil zum Einlaß von Kraftstoff oder eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in einen Verbrennungsraum (5) einer Verbrennungskraftmaschine oder als Auslaßventil zum Auslaß von Verbrennungsabgasen aus dem Verbrennungsraum (5) ausgebildet ist.

13. Verfahren zum Ansteuern, insbesondere zur Begrenzung des Hubanschlags, eines in einer Ventilführung (3) geführten und hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Ventils (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (4) mittels eines elektrisch betätigbaren Befestigungselements relativ zu der Ventilführung (3) festgelegt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement als ein in einer Klemmelementführung (20) axial verschiebbares Klemmelement ausgebildet ist, das mittels eines piezoelektrischen Aktors (13) in der Klemmelementführung (20) relativ zu der Ventilführung (3) festgelegt wird.