DE202015100445U1 - Third-ignition internal combustion engine with variable valve train - Google Patents

Third-ignition internal combustion engine with variable valve train Download PDF

Info

Publication number
DE202015100445U1
DE202015100445U1 DE202015100445.1U DE202015100445U DE202015100445U1 DE 202015100445 U1 DE202015100445 U1 DE 202015100445U1 DE 202015100445 U DE202015100445 U DE 202015100445U DE 202015100445 U1 DE202015100445 U1 DE 202015100445U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
cam follower
internal combustion
combustion engine
camshaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE202015100445.1U
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102015200598.4A external-priority patent/DE102015200598A1/en
Priority claimed from DE102015200597.6A external-priority patent/DE102015200597A1/en
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Priority to DE202015100445.1U priority Critical patent/DE202015100445U1/en
Publication of DE202015100445U1 publication Critical patent/DE202015100445U1/en
Expired - Lifetime legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/265—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder peculiar to machines or engines with three or more intake valves per cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/267—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves

Abstract

Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens einem Zylinder, wobei jeder Zylinder mindestens zwei Einlassöffnungen zum Zuführen von Verbrennungsluft via Ansaugsystem und mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist, bei der – eine Kurbelwelle vorgesehen ist, die mit mindestens einer Nockenwelle (3) zumindest antriebsverbindbar ist, – je Einlassöffnung ein Ventiltrieb (1a, 1b) vorgesehen ist mit einem Ventil (2a, 2b), das zwischen einer Ventilschließstellung und einer Ventiloffenstellung bewegbar ist, um die Einlassöffnung freizugeben und zu versperren, mit einem Ventilfedermittel, um das Ventil (2a, 2b) in Richtung Ventilschließstellung vorzuspannen, und mit einer Betätigungseinrichtung, um das Ventil (2a, 2b) entgegen der Vorspannkraft des Ventilfedermittels zu öffnen, wobei die Betätigungseinrichtung einen auf einer Nockenwelle (3) angeordneten Nocken (4a, 4b) umfasst, der bei umlaufender Nockenwelle (3) mit einem Nockenfolgeelement (5, 5a, 5b) in Eingriff bringbar ist, wodurch das Ventil (2a, 2b) betätigbar ist, und – der Ventiltrieb (1a, 1b) mindestens einer Einlassöffnung je Zylinder zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass der Nocken (4a, 4b) relativ zur Kurbelwelle verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Nockenfolgeelemente (5, 5a, 5b) der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen jedes Zylinders miteinander verbunden sind und ein gemeinsames Nockenfolgeelement (7) bilden, so dass die Ventile (2a, 2b) der Einlassöffnungen gemeinsam betätigbar sind, sobald sich ein Nocken (4a, 4b) bei umlaufender Nockenwelle (3) mit dem zugehörigen Nockenfolgeelement (5, 5a, 5b, 7) in Eingriff befindet.A spark-ignited internal combustion engine having at least one cylinder head with at least one cylinder, each cylinder having at least two intake ports for supplying combustion air via the intake system and at least one exhaust port for discharging the exhaust via Abgasabführsystem in which - a crankshaft is provided with at least one camshaft (3 ) is at least driveabverbindverbindbar, - each inlet opening a valve gear (1 a, 1 b) is provided with a valve (2 a, 2 b), which is movable between a valve closing position and a valve open position to release the inlet opening and obstruct, with a valve spring means to the Valve (2a, 2b) bias toward the valve closing position, and with an actuator to open the valve (2a, 2b) against the biasing force of the valve spring means, wherein the actuating means on a camshaft (3) arranged cam (4a, 4b) , the one in circulation Camshaft (3) with a cam follower element (5, 5a, 5b) is engageable, whereby the valve (2a, 2b) is actuated, and - the valvetrain (1a, 1b) at least one inlet port per cylinder is at least partially variable in the In that the cam (4a, 4b) is rotatable relative to the crankshaft, characterized in that - the cam followers (5, 5a, 5b) of the actuators of the at least two intake ports of each cylinder are interconnected and form a common cam follower element (7), such that the valves (2a, 2b) of the inlet openings can be actuated together as soon as a cam (4a, 4b) engages with the associated cam follower element (5, 5a, 5b, 7) when the camshaft (3) is rotating.

Description

Die Erfindung betrifft eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens einem Zylinder, wobei jeder Zylinder mindestens zwei Einlassöffnungen zum Zuführen von Verbrennungsluft via Ansaugsystem und mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist, bei der

  • – eine Kurbelwelle vorgesehen ist, die mit mindestens einer Nockenwelle zumindest antriebsverbindbar ist,
  • – je Einlassöffnung ein Ventiltrieb vorgesehen ist mit einem Ventil, das zwischen einer Ventilschließstellung und einer Ventiloffenstellung bewegbar ist, um die Einlassöffnung freizugeben und zu versperren, mit einem Ventilfedermittel, um das Ventil in Richtung Ventilschließstellung vorzuspannen, und mit einer Betätigungseinrichtung, um das Ventil entgegen der Vorspannkraft des Ventilfedermittels zu öffnen, wobei die Betätigungseinrichtung einen auf einer Nockenwelle angeordneten Nocken umfasst, der bei umlaufender Nockenwelle mit einem Nockenfolgeelement in Eingriff bringbar ist, wodurch das Ventil betätigbar ist, und
  • – der Ventiltrieb mindestens einer Einlassöffnung je Zylinder zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass der Nocken relativ zur Kurbelwelle verdrehbar ist.
The invention relates to a spark-ignition internal combustion engine having at least one cylinder head with at least one cylinder, each cylinder having at least two inlet openings for supplying combustion air via the intake system and at least one outlet opening for discharging the exhaust gases via Abgasabführsystem, in the
  • A crankshaft is provided which is at least drive-connectable with at least one camshaft,
  • Each inlet opening is provided with a valve movable between a valve closing position and a valve open position to release and obstruct the inlet opening, with a valve spring means for biasing the valve towards the valve closing position, and with an actuator to counter the valve the biasing force of the valve spring means to open, wherein the actuating means comprises a camshaft arranged on a cam which is engageable with a cam follower with a cam follower element, whereby the valve is actuated, and
  • - The valve train at least one inlet port per cylinder is at least partially variable in the way that the cam is rotatable relative to the crankshaft.

Eine Brennkraftmaschine der genannten Art wird als Antrieb für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine Ottomotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, die ein Hybrid-Brennverfahren mit Fremdzündung nutzen, sowie Hybrid-Antriebe, die neben der fremdgezündeten Brennkraftmaschine eine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbare Elektromaschine umfassen, welche Leistung von der Brennkraftmaschine aufnimmt oder als zuschaltbarer Hilfsantrieb zusätzlich Leistung abgibt.An internal combustion engine of the type mentioned is used as a drive for motor vehicles. In the context of the present invention, the term internal combustion engine gasoline engines, but also includes hybrid internal combustion engines that use a hybrid combustion method with spark ignition, and hybrid drives, in addition to the spark-ignition internal combustion engine comprising a drive-connectable with the engine electrical machine, which receives power from the internal combustion engine or as an additional auxiliary drive additionally delivers power.

Brennkraftmaschinen verfügen über einen Zylinderblock und mindestens einen Zylinderkopf, die zur Ausbildung des mindestens einen Zylinders, d. h. Brennraums miteinander verbunden werden. Der Zylinderblock weist zur Aufnahme der Kolben bzw. der Zylinderrohre eine entsprechende Anzahl an Zylinderbohrungen auf. Der Zylinderkopf dient üblicherweise zur Aufnahme des Ventiltriebs. Um den Ladungswechsel zu steuern, benötigt eine Brennkraftmaschine Steuerorgane und Betätigungseinrichtungen zur Betätigung der Steuerorgane. Im Rahmen des Ladungswechsels erfolgt das Ausschieben der Abgase über die Auslassöffnungen und das Füllen des Brennraums mit Verbrennungsluft über die Einlassöffnungen. Zur Steuerung des Ladungswechsels werden bei Viertaktmotoren nahezu ausschließlich Hubventile als Steuerorgane verwendet, die während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine oszillierende Hubbewegung ausführen und auf diese Weise die Ein- und Auslassöffnungen freigeben und verschließen. Die für die Bewegung eines Ventils erforderliche Betätigungseinrichtung einschließlich des Ventils selbst wird als Ventiltrieb bezeichnet.Internal combustion engines have a cylinder block and at least one cylinder head, which is used to form the at least one cylinder, d. H. Combustion chamber are interconnected. The cylinder block has a corresponding number of cylinder bores for receiving the pistons or the cylinder tubes. The cylinder head is usually used to hold the valve train. To control the charge cycle, an internal combustion engine requires controls and actuators to operate the controls. As part of the charge cycle, the exhaust gases are exhausted via the outlet openings and the combustion chamber is filled with combustion air via the inlet openings. To control the charge cycle four-stroke engines almost exclusively lift valves are used as control members that perform an oscillating stroke during operation of the internal combustion engine and thus release the inlet and outlet ports and close. The required for the movement of a valve actuator including the valve itself is referred to as a valve train.

Eine Betätigungseinrichtung umfasst eine Nockenwelle, auf der mindestens ein Nocken angeordnet ist. Grundsätzlich wird zwischen einer untenliegenden Nockenwelle und einer obenliegenden Nockenwelle unterschieden. Dabei wird Bezug genommen auf die Trennebene zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock. Liegt die Nockenwelle oberhalb dieser Trennebene handelt es sich um eine obenliegende Nockenwelle, andernfalls um eine untenliegende Nockenwelle.An actuating device comprises a camshaft on which at least one cam is arranged. Basically, a distinction is made between an underlying camshaft and an overhead camshaft. In this case, reference is made to the parting line between the cylinder head and cylinder block. If the camshaft is above this parting line, it is an overhead camshaft, otherwise a camshaft underneath.

Obenliegende Nockenwellen werden üblicherweise im Zylinderkopf gelagert, wobei ein Ventiltrieb mit obenliegender Nockenwelle als weiteres Ventiltriebsbauteil einen Schwinghebel, einen Schlepphebel, einen Kipphebel und/oder einen Stößel aufweisen kann.Overhead camshafts are usually mounted in the cylinder head, wherein a valve train with overhead camshaft as a further valve train component may have a rocker arm, a rocker arm, a rocker arm and / or a plunger.

Diese Nockenfolgeelemente liegen im Kraftfluss zwischen einem Nocken und dem zugehörigen Ventil, wobei der auf einer Nockenwelle angeordnete Nocken bei umlaufender Nockenwelle mit dem zugehörigen Nockenfolgeelement in Eingriff gebracht wird, um das Ventil zu betätigen und auszulenken.These cam followers are located in the flow of force between a cam and the associated valve, wherein the arranged on a camshaft cam is brought in circumferential camshaft with the associated cam follower element into engagement and to deflect the valve.

Es ist die Aufgabe des Ventiltriebs die Einlassöffnungen bzw. Auslassöffnungen eines Zylinders rechtzeitig freizugeben bzw. zu schließen, wobei eine schnelle Freigabe möglichst großer Strömungsquerschnitte angestrebt wird, um die Drosselverluste in den ein- bzw. ausströmenden Gasströmungen gering zu halten und eine möglichst gute Füllung des Zylinders bzw. ein vollständiges Abführen der Abgase zu gewährleisten. Nach dem Stand der Technik wird ein Zylinder daher auch häufig und zunehmend mit zwei oder mehr Einlass- bzw. Auslassöffnungen ausgestattet.It is the task of the valve drive to open or close the inlet openings or outlet openings of a cylinder in good time, with a quick release of the largest possible flow cross sections is sought to keep the throttle losses in the incoming and outflowing gas flows low and the best possible filling of Cylinder or a complete discharge of the exhaust gases to ensure. In the prior art, therefore, a cylinder is also frequently and increasingly equipped with two or more inlet and outlet ports.

Bei der Entwicklung von Brennkraftmaschinen ist es ein grundsätzliches Ziel, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren, wobei ein verbesserter Gesamtwirkungsgrad im Vordergrund der Bemühungen steht.In the development of internal combustion engines, it is a fundamental goal to minimize fuel consumption, with an improved overall efficiency in the foreground of the efforts.

Problematisch sind der Kraftstoffverbrauch und damit der Wirkungsgrad insbesondere bei Ottomotoren, d. h. bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Der Grund hierfür liegt im prinzipiellen Arbeitsverfahren des Ottomotors. Die Laststeuerung erfolgt in der Regel mittels einer im Ansaugsystem vorgesehenen Drosselklappe. Durch Verstellen der Drosselklappe kann der Druck der angesaugten Luft hinter der Drosselklappe mehr oder weniger stark reduziert werden. Je weiter die Drosselklappe geschlossen ist, d. h. je mehr diese das Ansaugsystem versperrt, desto höher ist der Druckverlust der angesaugten Luft über die Drosselklappe hinweg und desto geringer ist der Druck der angesaugten Luft stromabwärts der Drosselklappe und vor dem Einlass in den mindestens einen Zylinder, d. h. Brennraum. Bei konstantem Brennraumvolumen kann auf diese Weise über den Druck der angesaugten Luft die Luftmasse, d. h. die Quantität eingestellt werden. Dies erklärt auch, weshalb sich die Quantitätsregelung gerade im Teillastbetrieb als nachteilig erweist, denn geringe Lasten erfordern eine hohe Drosselung und Druckabsenkung im Ansaugsystem, wodurch die Ladungswechselverluste mit abnehmender Last und zunehmender Drosselung steigen.The fuel consumption and thus the efficiency are particularly problematic in gasoline engines, ie in spark-ignition internal combustion engines. The reason for this lies in the basic working method of the gasoline engine. The load control is usually carried out by means of a throttle valve provided in the intake system. By adjusting the throttle, the pressure of the intake air be reduced more or less behind the throttle. The farther the throttle is closed, that is, the more it blocks the intake system, the higher is the pressure loss of the intake air across the throttle and the lower the pressure of the intake air downstream of the throttle and before the intake into the at least one cylinder, ie combustion chamber. With constant combustion chamber volume can be adjusted in this way on the pressure of the intake air, the air mass, ie the quantity. This also explains why the quantity control proves to be disadvantageous especially in part-load operation, because low loads require high throttling and pressure reduction in the intake system, whereby the charge exchange losses increase with decreasing load and increasing throttling.

Um die beschriebenen Verluste zu senken, wurden verschiedene Strategien zur Entdrosselung eines Ottomotors entwickelt.To reduce the losses described, various strategies for de-throttling a gasoline engine have been developed.

Ein Lösungsansatz zur Entdrosselung des Ottomotors ist beispielsweise ein ottomotorisches Arbeitsverfahren mit Direkteinspritzung. Die direkte Einspritzung des Kraftstoffes ist ein geeignetes Mittel zur Realisierung einer geschichteten Brennraumladung. Die Direkteinspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum ermöglicht damit in gewissen Grenzen eine Qualitätsregelung beim Ottomotor. Die Gemischbildung erfolgt durch direkte Einspritzung des Kraftstoffes in den Zylinder bzw. in die in dem Zylinder befindliche Luft und nicht durch äußere Gemischbildung, bei der der Kraftstoff im Ansaugsystem in die angesaugte Luft eingebracht wird.One approach to dethrottling the gasoline engine is, for example, an Otto engine working method with direct injection. The direct injection of the fuel is a suitable means for realizing a stratified combustion chamber charge. The direct injection of the fuel into the combustion chamber thus allows within certain limits a quality control of the gasoline engine. The mixture formation takes place by direct injection of the fuel into the cylinder or into the air in the cylinder and not by external mixture formation, in which the fuel is introduced in the intake system in the intake air.

Ein weiterer Lösungsansatz, den Verbrennungsprozess eines Ottomotors zu optimieren, besteht in der Verwendung eines zumindest teilweise variablen Ventiltriebs. Im Gegensatz zu konventionellen Ventiltrieben, bei denen sowohl der Hub der Ventile als auch die Steuerzeiten nicht veränderlich sind, können diese den Verbrennungsprozess und damit den Kraftstoffverbrauch beeinflussenden Parameter mittels variabler Ventiltriebe mehr oder weniger stark variiert werden. Eine drosselfreie und damit verlustfreie Laststeuerung ist bereits möglich, wenn der Ventiltrieb teilweise variabel bzw. schaltbar ist und beispielsweise die Schließzeit eines Einlassventils und der Einlassventilhub variiert werden können. Die während des Ansaugvorganges in den Brennraum einströmende Gemischmasse bzw. Luftmasse wird dann nicht mittels Drosselklappe, sondern über den Einlassventilhub und die Öffnungsdauer des Einlassventils gesteuert. Voll variable Ventiltriebe sind sehr kostenintensiv, weshalb häufig teilweise variable oder schaltbare Ventiltriebe zum Einsatz kommen. Die schaltbaren Ventiltriebe werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung als teilweise variable Ventiltriebe angesehen.Another approach to optimize the combustion process of a gasoline engine is to use an at least partially variable valve train. In contrast to conventional valve trains, in which both the stroke of the valves and the control times are not variable, these parameters influencing the combustion process and thus the fuel consumption can be varied more or less by means of variable valve trains. Throttle-free and thus lossless load control is already possible if the valve train is partially variable or switchable and, for example, the closing time of an intake valve and the intake valve can be varied. The mixture mass or air mass flowing into the combustion chamber during the intake process is then not controlled by means of a throttle valve, but via the intake valve lift and the opening duration of the intake valve. Fully variable valve trains are very costly, which is why sometimes variable or switchable valve trains are often used. The switchable valve trains are considered in the context of the present invention as partially variable valve trains.

Zu berücksichtigen ist in diesem Zusammenhang auch, dass der Wirkungsgrad η des Ottomotors mit dem Kompressionsverhältnis ε zumindest näherungsweise korreliert. D. h. der Wirkungsgrad η steigt mit dem Kompressionsverhältnis ε, ist bei einem größeren Kompressionsverhältnis in der Regel höher und bei einem kleineren Kompressionsverhältnis in der Regel niedriger.It should also be considered in this context that the efficiency η of the gasoline engine correlates at least approximately with the compression ratio ε. Ie. the efficiency η increases with the compression ratio ε, is usually higher with a larger compression ratio and generally lower with a smaller compression ratio.

Im Hinblick auf den Wirkungsgrad wären die Zylinder einer Brennkraftmaschine vorzugsweise mit einem möglichst großen Kompressionsverhältnis auszustatten. Das Kompressionsverhältnis kann aber nicht beliebig erhöht werden, da mit steigendem Kompressionsverhältnis auch die Klopfneigung, d. h. die Tendenz zur Selbstentzündung von Gemischteilen, zunimmt. Moderne Ottomotoren haben daher in der Regel ein Kompressionsverhältnis von höchstens 8 bis 10, wobei ein Kompressionsverhältnis von etwa 15 den besten Wirkungsgrad verspricht. Dadurch wird zwar der Wirkungsgrad begrenzt, aber auch die erforderliche Sicherheit gegen Klopfen, insbesondere bei hohen Lasten, gewährleistet.With regard to the efficiency, the cylinders of an internal combustion engine would preferably be equipped with the largest possible compression ratio. However, the compression ratio can not be increased arbitrarily, since with increasing compression ratio and the tendency to knock, d. H. the tendency for spontaneous combustion of mixture parts increases. Modern gasoline engines therefore usually have a compression ratio of at most 8 to 10, with a compression ratio of about 15 promises the best efficiency. As a result, although the efficiency is limited, but also the required security against knocking, especially at high loads guaranteed.

Nach dem Stand der Technik wird der Klopfneigung auch dadurch entgegen gewirkt, dass die Zündung bei Bedarf nach spät verschoben wird, beispielsweise bei höheren Lasten, wodurch sich der Verbrennungsschwerpunkt nach spät verlagert und der Verbrennungsdruck sowie die Verbrennungstemperatur abnehmen. Dies wirkt sich aber nachteilig auf den Wirkungsgrad aus. According to the prior art, the tendency to knock is also counteracted by the fact that the ignition is delayed if necessary, for example, at higher loads, whereby the focus of combustion moves late and decrease the combustion pressure and the combustion temperature. However, this has a disadvantageous effect on the efficiency.

Zu höheren Lasten hin, bei denen der Betrieb der Brennkraftmaschine zunehmend dadurch limitiert wird, dass ein Klopfen unter allen Umständen sicher zu vermeiden ist, kann der Klopfneigung auch dadurch begegnet werden, dass der Einlass eines Zylinders später geschlossen wird. Durch eine Verlängerung der einlassseitigen Öffnungsdauer bzw. durch ein spätes Schließen mindestens eines Einlassventils kann das effektive Kompressionsverhältnis εeff abgesenkt werden, wobei ein Teil der Zylinderfrischladung bei noch geöffnetem Einlass im Rahmen des Kompressionstaktes wieder in das Ansaugsystem ausgeschoben wird. Ein hohes geometrisches Kompressionsverhältnis εgeo, welches grundsätzlich als vorteilhaft anzusehen ist und bei niedrigeren Lasten maßgeblich zur Wirkungsgradverbesserung beiträgt, kann auf diese Weise bei höheren Lasten virtuell verkleinert bzw. durch ein niedrigeres effektives Kompressionsverhältnis εeff ersetzt und damit entschärft werden.For higher loads, in which the operation of the internal combustion engine is increasingly limited by the fact that knock under all circumstances is safely avoided, the tendency to knock can also be countered by the fact that the inlet of a cylinder is closed later. By extending the inlet-side opening period or by closing at least one inlet valve late, the effective compression ratio ε eff can be lowered, with part of the cylinder fresh charge being pushed back into the intake system while the inlet is still open within the scope of the compression stroke. A high geometric compression ratio ε geo , which is basically considered to be advantageous and significantly contributes to improved efficiency at lower loads, can thus be virtually reduced at higher loads or replaced by a lower effective compression ratio ε eff and thus defused.

Nach dem Stand der Technik kommen zu diesem Zweck unter anderem modulare Einlassnockenwellen zum Einsatz, die eine erste Einlassnockenwelle und eine zweite hohle Einlassnockenwelle umfassen, wobei die erste Einlassnockenwelle in der zweiten hohlen Einlassnockenwelle drehbar gelagert ist. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2010 008 958 A1 beschreibt eine solche Nockenwelle.Modular intake camshafts employing a first intake camshaft and a second hollow intake camshaft include, for example, the first intake camshaft in the second hollow intake camshaft is rotatably mounted. The German patent application DE 10 2010 008 958 A1 describes such a camshaft.

Auf der zweiten Einlassnockenwelle ist zum Ansteuern des zweiten Einlassventils ein zweiter Einlassnocken drehfest angebracht. Ein gegenüber der zweiten Einlassnockenwelle verdrehbarer erster Einlassnocken ist mit der innenliegenden ersten Einlassnockenwelle mittels Befestigungsstift drehfest verbunden, so dass durch Drehen der ersten Einlassnockenwelle die Einlassnocken gegeneinander verdrehbar sind, d. h. der erste Einlassnocken gegenüber dem zweiten Einlassnocken verdreht werden kann.On the second intake camshaft, a second intake cam is rotatably mounted for driving the second intake valve. A first intake cam, which is rotatable relative to the second intake camshaft, is connected in a rotationally fixed manner to the inboard first intake camshaft by means of a fastening pin, so that by rotating the first intake camshaft, the intake cams are rotatable relative to each other, i. H. the first intake cam can be rotated relative to the second intake cam.

1 zeigt die Ventilerhebungskurven EV1 und EV2 der beiden Einlassventile für verschieden große Verdrehwinkel der beiden Einlassnocken bzw. Einlassnockenwellen zueinander sowie die Ventilerhebungskurve AV eines Auslassventils. 1 shows the valve lift curves EV 1 and EV 2 of the two intake valves for different angles of rotation of the two intake cam and intake camshafts to each other and the valve lift curve AV of an exhaust valve.

Durch Verdrehen der ersten Einlassnockenwelle gegenüber der Kurbelwelle und damit gegenüber der zweiten Einlassnockenwelle, werden die Steuerzeiten des ersten Einlassventils nach spät verschoben. Dadurch wird zum einen die einlassseitige Öffnungsdauer des Zylinders verlängert. Zum anderen wird durch das späte Schließen des ersten Einlassventils nach Durchschreiten des unteren Totpunktes UT ein Teil der Zylinderfrischladung bei noch geöffnetem Einlass im Rahmen des Kompressionstaktes wieder in das Ansaugsystem ausgeschoben und infolgedessen das effektive Kompressionsverhältnis εeff abgesenkt. Je größer der Verdrehwinkel der beiden Einlassnocken zueinander desto später schließt das erste Einlassventil und desto kleiner wird das effektive Kompressionsverhältnis.By rotating the first intake camshaft relative to the crankshaft and thus opposite the second intake camshaft, the timing of the first intake valve is retarded. As a result, on the one hand, the inlet-side opening duration of the cylinder is extended. On the other hand, by the late closing of the first inlet valve after passing through the bottom dead center UT, a part of the fresh cylinder charge is pushed back into the intake system while the inlet is still open as part of the compression stroke and consequently the effective compression ratio ε eff is lowered. The greater the angle of rotation of the two intake cams to each other the later the first intake valve closes and the smaller the effective compression ratio becomes.

Die zu den Einlassventilen eines Zylinders gehörenden Nocken der Betätigungseinrichtungen können relativ zueinander verdreht werden, so dass die zu einem Zylinder gehörenden Einlassventile nicht mehr synchron betätigt, d. h. gleichzeitig geöffnet und geschlossen werden. Werden die zu den Einlassventilen bzw. Einlassöffnungen eines Zylinders gehörenden Nocken gegeneinander in der Art verdreht, dass ein erstes Einlassventil später betätigt wird als ein zweites Einlassventil, weisen die Steuerzeiten der Einlassventile einen Versatz auf, der auch als Steuerversatz bezeichnet wird. Dieser Steuerversatz ermöglicht es, die einlassseitige Öffnungsdauer zu variieren, wobei die Öffnungsdauer sich vom Öffnen des zweiten Einlassventils bis hin zum Schließen des ersten Einlassventils erstreckt.The cams of the actuators associated with the intake valves of a cylinder may be rotated relative to each other such that the intake valves associated with a cylinder are no longer synchronized, d. H. open and close at the same time. When the cams associated with the intake valves and intake ports of a cylinder are rotated relative to each other such that a first intake valve is actuated later than a second intake valve, intake valve timing has an offset, also referred to as a control offset. This control offset makes it possible to vary the intake-side opening duration, the opening duration extending from the opening of the second intake valve to the closing of the first intake valve.

Nachteilig an der vorstehenden Vorgehensweise ist, dass die beiden Einlassventile durch Verdrehen der Einlassnocken nicht mehr synchron betrieben werden und sich durch das phasenweise Öffnen nur einer außermittig angeordneten Einlassöffnung Wirbel im Zylinder ausbilden, die unerwünscht sind. Zudem verbessert sich der Ladungswechsel trotz Verlängerung der einlassseitigen Öffnungsdauer nicht grundsätzlich, da jedes Einlassventil für sich unverändert seine Ventilerhebungskurve durchläuft. Der zeitlich aufsummierte, d. h. der über die Zeit integrierte Öffnungsquerschnitt bleibt unverändert und ist im Vergleich zu einem tatsächlich verlängerten Öffnungsvorgang, bei dem beide Einlassventile länger geöffnet werden, klein. A disadvantage of the above procedure is that the two intake valves are no longer operated synchronously by rotating the intake cam and form by the phase-wise opening only an off-center intake port vortex in the cylinder, which are undesirable. In addition, the charge cycle does not fundamentally improve despite prolongation of the intake-side opening period, since each intake valve passes through its valve lift curve unchanged. The summed up, d. H. the opening cross-section integrated over time remains unchanged and is small compared to an actual extended opening operation in which both inlet valves are opened longer.

Vor dem Hintergrund des Gesagten ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine fremdgezündete Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die hinsichtlich des Betriebsverhaltens, insbesondere hinsichtlich des Ladungswechsels bei gegeneinander verdrehten Einlassnocken, verbessert ist.Against the background of the above, it is the object of the present invention to provide a spark-ignition internal combustion engine according to the preamble of claim 1, which is improved in terms of performance, in particular with regard to the charge exchange with mutually rotated intake cam.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens einem Zylinder, wobei jeder Zylinder mindestens zwei Einlassöffnungen zum Zuführen von Verbrennungsluft via Ansaugsystem und mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist, bei der

  • – eine Kurbelwelle vorgesehen ist, die mit mindestens einer Nockenwelle zumindest antriebsverbindbar ist,
  • – je Einlassöffnung ein Ventiltrieb vorgesehen ist mit einem Ventil, das zwischen einer Ventilschließstellung und einer Ventiloffenstellung bewegbar ist, um die Einlassöffnung freizugeben und zu versperren, mit einem Ventilfedermittel, um das Ventil in Richtung Ventilschließstellung vorzuspannen, und mit einer Betätigungseinrichtung, um das Ventil entgegen der Vorspannkraft des Ventilfedermittels zu öffnen, wobei die Betätigungseinrichtung einen auf einer Nockenwelle angeordneten Nocken umfasst, der bei umlaufender Nockenwelle mit einem Nockenfolgeelement in Eingriff bringbar ist, wodurch das Ventil betätigbar ist, und
  • – der Ventiltrieb mindestens einer Einlassöffnung je Zylinder zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass der Nocken relativ zur Kurbelwelle verdrehbar ist,
und die dadurch gekennzeichnet ist, dass
  • – die Nockenfolgeelemente der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen jedes Zylinders miteinander verbunden sind und ein gemeinsames Nockenfolgeelement bilden, so dass die Ventile der Einlassöffnungen gemeinsam betätigbar sind, sobald sich ein Nocken bei umlaufender Nockenwelle mit dem zugehörigen Nockenfolgeelement in Eingriff befindet.
This object is achieved by a spark ignition internal combustion engine having at least one cylinder head with at least one cylinder, each cylinder having at least two inlet openings for supplying combustion air via the intake system and at least one outlet opening for discharging the exhaust gases via Abgasabführsystem, in the
  • A crankshaft is provided which is at least drive-connectable with at least one camshaft,
  • Each inlet opening is provided with a valve movable between a valve closing position and a valve open position to release and obstruct the inlet opening, with a valve spring means for biasing the valve towards the valve closing position, and with an actuator to counter the valve the biasing force of the valve spring means to open, wherein the actuating means comprises a camshaft arranged on a cam which is engageable with a cam follower with a cam follower element, whereby the valve is actuated, and
  • The valve drive of at least one inlet opening per cylinder is at least partially variable in such a way that the cam is rotatable relative to the crankshaft,
and which is characterized in that
  • - The cam follower elements of the actuators of the at least two inlet openings of each cylinder are interconnected and form a common cam follower element, so that the valves of the inlet openings are jointly actuated as soon as a cam is in circumferential camshaft with the associated cam follower element in engagement.

Erfindungsgemäß und im Gegensatz zum Stand der Technik werden die zu den mindestens zwei Einlassöffnungen eines Zylinders gehörenden Ventile fortwährend synchron betrieben und zwar auch dann, wenn die zu den mindestens zwei Einlassöffnungen des Zylinders gehörenden Nocken gegeneinander verdreht sind bzw. gegeneinander verdreht werden und nicht synchron umlaufen. According to the invention and in contrast to the prior art, the valves belonging to the at least two inlet openings of a cylinder are continuously operated synchronously, even if the cams belonging to the at least two inlet openings of the cylinder are rotated relative to one another or are rotated relative to one another and do not rotate synchronously ,

Erreicht wird dies durch ein konstruktives Merkmal der einlassseitigen Ventiltriebe, nämlich dadurch, dass die Nockenfolgeelemente der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassventile jedes Zylinders erfindungsgemäß miteinander verbunden sind, so dass die dazugehörigen Ventile des Zylinders kinematisch aneinander gekoppelt sind und nicht mehr unabhängig voneinander betätigt und ausgelenkt werden können, sondern nur noch miteinander und zwar synchron.This is achieved by a constructive feature of the inlet-side valve trains, namely the fact that the cam follower elements of the actuators of the at least two inlet valves of each cylinder are connected to each other, so that the associated valves of the cylinder are kinematically coupled to each other and are no longer operated and deflected independently can, but only together and that in sync.

Ein erster Einlassnocken der Betätigungseinrichtung zum Betätigen des ersten Einlassventils dient erfindungsgemäß auch zum Auslenken des zweiten Einlassventils und bewerkstelligt dies dadurch, dass das erste Nockenfolgeelement, welches im Kraftfluss zwischen dem ersten Nocken und dem ersten Ventil liegt, mit dem zweiten Nockenfolgeelement, welches im Kraftfluss zwischen dem zweiten Nocken und dem zweiten Ventil liegt, verbunden ist. Das erste Nockenfolgeelement bildet zusammen mit dem zweiten Nockenfolgeelement ein gemeinsames Nockenfolgeelement, wodurch die kinematische Kopplung der dazugehörigen Einlassventile erzielt wird. Bei umlaufender Nockenwelle befindet sich ein Nocken mit dem gemeinsamen Nockenfolgeelement in Eingriff und lenkt die mindestens zwei Einlassventile gleichzeitig und zusammen aus. Die Ventile der Einlassöffnungen werden gemeinsam betätigt, sobald sich ein Nocken bei umlaufender Nockenwelle mit dem gemeinsamen Nockenfolgeelement in Eingriff befindet. Die Ventilerhebungskurven der Einlassventile eines Zylinders sind daher deckungsgleich, d. h. dieselben.According to the invention, a first intake cam of the actuating device for actuating the first intake valve also serves for deflecting the second intake valve and accomplishes this by virtue of the fact that the first cam follower element, which lies in the force flow between the first cam and the first valve, with the second cam follower element, which in the force flow between the second cam and the second valve is connected. The first cam follower together with the second cam follower forms a common cam follower, thereby achieving kinematic coupling of the associated intake valves. With the camshaft rotating, a cam engages the common cam follower and deflects the at least two intake valves simultaneously and together. The valves of the intake ports are actuated together as soon as a cam is in circumferential cam shaft with the common cam follower element engaged. The valve lift curves of the intake valves of a cylinder are therefore congruent, d. H. the same.

Infolgedessen entfällt ein phasenweises Öffnen nur einer Einlassöffnung bei gegeneinander verdrehten Nocken. Unerwünschte Wirbel im Zylinder werden im Rahmen des Ladungswechsels folglich nicht mehr ausgebildet.As a result, eliminating a phased opening only one inlet opening with mutually rotated cam. Undesirable vortices in the cylinder are therefore no longer formed during the charge cycle.

Gegenüber dem Stand der Technik verbessert sich auch der Ladungswechsel mit der Verlängerung der einlassseitigen Öffnungsdauer, da jedes Einlassventil eine veränderte Ventilerhebungskurve durchläuft. Beide Einlassventile sind länger geöffnet, wobei sich der über die Zeit aufsummierte Öffnungsquerschnitt für jedes Einlassventil und insgesamt vergrößert.Compared with the prior art, the charge cycle improves with the extension of the intake-side opening duration, since each intake valve undergoes an altered valve lift curve. Both intake valves are opened longer, whereby the time-cumulated opening cross section for each intake valve and overall increases.

Das effektive Kompressionsverhältnis εeff kann durch eine Verlängerung der einlassseitigen Öffnungsdauer bzw. durch ein spätes Schließen der Einlassventile abgesenkt werden, wobei ein Teil der Zylinderfrischladung bei noch geöffnetem Einlass im Rahmen des Kompressionstaktes wieder in das Ansaugsystem ausgeschoben wird.The effective compression ratio ε eff can be lowered by lengthening the intake-side opening duration or by closing the intake valves late, with part of the fresh cylinder charge being pushed back into the intake system when the intake is still open as part of the compression stroke.

Mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, nämlich eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, die hinsichtlich des Betriebsverhaltens, insbesondere hinsichtlich des Ladungswechsels bei gegeneinander verdrehten Einlassnocken, verbessert ist.With the internal combustion engine according to the invention, the object underlying the invention is achieved, namely provided an internal combustion engine, which is improved in terms of performance, in particular with regard to the change of charge with mutually rotated intake cam.

Erfindungsgemäß ist der Ventiltrieb mindestens einer Einlassöffnung je Zylinder zumindest teilweise variabel in der Art, dass der Nocken relativ zur Kurbelwelle verdrehbar ist, wodurch die Nocken der Einlassventile eines Zylinders gegeneinander verdrehbar sind, so dass sich die Öffnungsdauer des zugehörigen Zylinders einlassseitig verlängern bzw. verkürzen lässt.According to the invention, the valve drive of at least one inlet opening per cylinder is at least partially variable in such a way that the cam is rotatable relative to the crankshaft, whereby the cams of the inlet valves of a cylinder are rotated against each other, so that the opening duration of the associated cylinder on the inlet side can be extended or shortened ,

Diese Verstellmöglichkeit erfordert mindestens einen verdrehbaren Nocken. Gemäß einer ersten Alternative wird ein verstellbar ausgebildeter Nocken gegenüber der Kurbelwelle verdreht, wohingegen der mindestens eine andere Nocken als feststehender, statischer Nocken ausgeführt ist. Gemäß einer zweiten Alternative werden die mindestens zwei Nocken als verstellbare Nocken ausgebildet, die gegeneinander und gegenüber der Kurbelwelle verdrehbar sind.This adjustment requires at least one rotatable cam. According to a first alternative, an adjustable trained cam is rotated relative to the crankshaft, whereas the at least one other cam is designed as a fixed, static cam. According to a second alternative, the at least two cams are designed as adjustable cams which are rotatable relative to one another and relative to the crankshaft.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.Further advantageous embodiments of the internal combustion engine according to the invention are discussed in connection with the subclaims.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die Nockenfolgeelemente der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen stoffschlüssig miteinander verbunden sind und ein gemeinsames Nockenfolgeelement bilden.Embodiments of the spark-ignited internal combustion engine in which the cam follower elements of the actuators of the at least two inlet openings are materially connected to one another and form a common cam follower are advantageous.

Mit einer stoffschlüssigen Verbindung wird in der Regel eine unlösbare Verbindung zwischen den Nockenfolgeelementen vorgesehen.With a cohesive connection a permanent connection between the cam follower elements is usually provided.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen, bei denen die Nockenfolgeelemente zur Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung miteinander verklebt sind. Dabei kommen die Vorteile dieser besonderen Verbindungsform zum Tragen. So kann eine Klebeverbindung ohne zusätzliche Werkzeuge eingebracht werden, was sich kostenreduzierend auswirkt. Eine Feinbearbeitung der Kontaktflächen in der Verbindungsstelle ist nicht erforderlich, jedoch vorteilhaft. Kleinere Unebenheiten werden durch die Klebstoffschicht selbst ausgeglichen. Eine Nachbearbeitung der eingebrachten Klebeverbindung ist nicht erforderlich. Embodiments in which the cam follower elements are glued together to form a cohesive connection are advantageous. The advantages of this special form of connection come into play. So an adhesive bond can be introduced without additional tools, which has a cost-reducing effect. A fine machining of the contact surfaces in the joint is not required, but advantageous. Smaller bumps are compensated by the adhesive layer itself. A post-processing of the introduced adhesive bond is not required.

Vorteilhaft sind aber auch Ausführungsformen, bei denen die Nockenfolgeelemente zur Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung miteinander verschweißt sind. Im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Klebeverbindung können mittels einer Schweißverbindung wesentlich größere Kräfte und Momente übertragen werden, weshalb sich diese Ausführungsform bei größeren Ventiltriebkräften empfiehlt. Ein weiterer Vorteil dieser Verbindungsart ist, dass die Verbindung temperaturbeständig und nahezu unmittelbar nach ihrem Einbringen gebrauchstüchtig, d. h. belastbar ist. Eine Zwischenlagerung, wie sie bei manchen Klebeverbindungen zur Aushärtung des Klebstoffes erforderlich ist, entfällt.But are also advantageous embodiments in which the cam follower elements are welded together to form a cohesive connection. In contrast to the adhesive connection described above, substantially greater forces and moments can be transmitted by means of a welded joint, which is why this embodiment is recommended for larger valve train forces. Another advantage of this type of connection is that the connection is temperature resistant and ready for use almost immediately after its introduction, d. H. is resilient. A temporary storage, as required for some adhesive bonds to cure the adhesive, is eliminated.

Vorteilhaft sind insbesondere Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die Nockenfolgeelemente der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen ein monolithisches Bauteil bilden.Embodiments of the spark-ignition internal combustion engine in which the cam follower elements of the actuators of the at least two inlet openings form a monolithic component are particularly advantageous.

Die Ausbildung als monolithisches Bauteil ist ein Grenzfall der stoffschlüssigen Verbindung. Die unlösbare Verbindung der Nockenfolgeelemente wird dadurch realisiert, dass beide Nockenfolgeelemente aus einem Stück gefertigt werden, beispielsweise geschmiedet oder gegossen werden.The training as a monolithic component is a limiting case of cohesive connection. The non-detachable connection of the cam follower elements is realized in that both cam follower elements are manufactured in one piece, for example, forged or cast.

Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine sein, bei denen die Nockenfolgeelemente der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen formschlüssig miteinander verbunden sind und ein gemeinsames Nockenfolgeelement bilden.Embodiments of the spark-ignition internal combustion engine may also be advantageous, in which the cam follower elements of the actuating devices of the at least two inlet openings are positively connected to one another and form a common cam follower element.

Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine sein, bei denen die Nockenfolgeelemente der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen kraftschlüssig miteinander verbunden sind und ein gemeinsames Nockenfolgeelement bilden.Embodiments of the spark-ignition internal combustion engine may also be advantageous, in which the cam follower elements of the actuators of the at least two inlet openings are non-positively connected with one another and form a common cam follower element.

Die kraftschlüssige Verbindung kann eine Schrumpf-Pressverbindung sein. Diese Verbindung zeichnet sich dadurch aus, dass keine zusätzlichen Elemente zum Verspannen der Elemente erforderlich sind.The frictional connection may be a shrink-press connection. This compound is characterized by the fact that no additional elements for clamping the elements are required.

Nichtsdestotrotz kann grundsätzlich auch eine Verbindung unter Verwendung von weiteren Komponenten bzw. Elementen ausgebildet werden. Nonetheless, in principle, a connection can also be formed using further components or elements.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die Nockenfolgeelemente der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen Schwinghebel sind, die miteinander verbunden ein gemeinsames Nockenfolgeelement bilden.Embodiments of the spark-ignition internal combustion engine in which the cam follower elements of the actuating devices of the at least two inlet openings are rocking levers which form a common cam follower element connected to one another are advantageous.

Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine sein, bei denen die Nockenfolgeelemente der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen Kipphebel sind, die miteinander verbunden ein gemeinsames Nockenfolgeelement bilden.Embodiments of the spark-ignited internal combustion engine may also be advantageous, in which the cam follower elements of the actuators of the at least two inlet openings are rocker arms which, connected to one another, form a common cam follower element.

Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine sein, bei denen die Nockenfolgeelemente der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen Schlepphebel sind, die miteinander verbunden ein gemeinsames Nockenfolgeelement bilden.Embodiments of the spark-ignition internal combustion engine may also be advantageous, in which the cam follower elements of the actuators of the at least two inlet openings are drag levers which, connected to one another, form a common cam follower element.

Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine sein, bei denen die Nockenfolgeelemente der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen Stößel sind, die miteinander verbunden ein gemeinsames Nockenfolgeelement bilden.Embodiments of the spark-ignition internal combustion engine may also be advantageous, in which the cam follower elements of the actuators of the at least two inlet openings are plungers which, connected to one another, form a common cam follower element.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die Nocken der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen auf einer zumindest zweiteiligen Nockenwelle angeordnet sind, die mindestens zwei gegeneinander verdrehbare Nockenwellenabschnitte umfasst, wobei mindestens ein Nocken auf einem ersten Nockenwellenabschnitt angeordnet ist und mindestens ein Nocken auf einem zweiten Nockenwellenabschnitt angeordnet ist. Ein Beispiel für eine Nockenwelle der vorstehenden Art beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2010 008 958 A1 .Embodiments of the spark-ignition internal combustion engine in which the cams of the actuating devices of the at least two inlet openings are arranged on an at least two-part camshaft comprising at least two mutually rotatable camshaft sections, wherein at least one cam is arranged on a first camshaft section and at least one cam on a second camshaft are advantageous Camshaft section is arranged. An example of a camshaft of the above type describes the German patent application DE 10 2010 008 958 A1 ,

Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die zumindest zweiteilige Nockenwelle als ersten Nockenwellenabschnitt eine Hohlwelle und als zweiten Nockenwellenabschnitt eine in der Hohlwelle drehbar angeordnete Welle umfasst.Embodiments of the spark-ignited internal combustion engine in which the at least two-part camshaft comprises a hollow shaft as the first camshaft section and a shaft rotatably arranged in the hollow shaft as the second camshaft section are advantageous.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die Nocken der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen relativ zur Kurbelwelle verdrehbar sind. Dann sind die Ventiltriebe der mindestens zwei Einlassöffnungen zumindest teilweise variabel. Dabei können die Nocken einzeln oder wie bei einem Nockenwellenversteller gemeinsam und in gleicher Weise gegenüber der Kurbelwelle verdreht werden. Gemäß der letztgenannten Variante werden die Steuerzeiten der zugehörigen Ventile unter Beibehaltung der jeweiligen Ventilöffnungsdauer gemeinsam nach spät bzw. früh verschoben. Embodiments of the spark-ignited internal combustion engine in which the cams of the actuators of the at least two inlet openings are rotatable relative to the crankshaft are advantageous. Then the valve trains of the at least two inlet openings are at least partially variable. The cams can be rotated individually or as in a camshaft adjuster together and in the same way with respect to the crankshaft. According to the last-mentioned variant, the control times of the associated valves are shifted together late or early while maintaining the respective valve opening duration.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die Nocken der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen die gleiche Kontur aufweisen.Embodiments of the spark-ignited internal combustion engine in which the cams of the actuators of the at least two inlet openings have the same contour are advantageous.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen jeder Zylinder ein geometrisches Kompressionsverhältnis εgeo ≥ 11 aufweist.Embodiments of the spark-ignited internal combustion engine in which each cylinder has a geometric compression ratio ε geo ≥ 11 are advantageous.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen jeder Zylinder ein geometrisches Kompressionsverhältnis εgeo ≥ 11.5 aufweist.Embodiments of the spark-ignited internal combustion engine in which each cylinder has a geometric compression ratio ε geo ≥ 11.5 are advantageous.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen jeder Zylinder ein geometrisches Kompressionsverhältnis εgeo ≥ 12 aufweist.Embodiments of the spark-ignited internal combustion engine in which each cylinder has a geometric compression ratio ε geo ≥ 12 are advantageous.

Je höher das Kompressionsverhältnis ist desto höher ist der Wirkungsrad und desto niedriger ist der Kraftstoffverbrauch. Höhere geometrische Kompressionsverhältnisse erfordern aber unter Umständen eine größere Variabilität des Ventiltriebs, um das effektive Kompressionsverhältnis deutlicher bzw. ausreichend absenken zu können.The higher the compression ratio, the higher the efficiency and the lower the fuel consumption. However, higher geometric compression ratios may require greater variability of the valvetrain in order to more significantly and effectively lower the effective compression ratio.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen jeder Zylinder zwecks Kraftstoffversorgung mit einer Direkteinspritzung ausgestattet ist. Die direkte Einspritzung des Kraftstoffes in den Zylinder ist ein geeignetes Mittel zur Verringerung der Klopfneigung des Ottomotors und damit eine Maßnahme zur Verbesserung des Wirkungsgrades.Embodiments of the spark-ignited internal combustion engine in which each cylinder is equipped with a direct injection for the purpose of supplying fuel are advantageous. The direct injection of the fuel into the cylinder is a suitable means for reducing the tendency to knock of the gasoline engine and thus a measure to improve the efficiency.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen eine Aufladung vorgesehen ist.Embodiments of the spark-ignited internal combustion engine in which a charge is provided are advantageous.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, wobei jeder Abgasturbolader eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst.Embodiments of the spark-ignition internal combustion engine in which at least one exhaust-gas turbocharger is provided are advantageous, each exhaust-gas turbocharger comprising a turbine arranged in the exhaust-gas removal system and a compressor arranged in the intake system.

Der Vorteil eines Abgasturboladers im Vergleich zu einem mechanischen Lader besteht darin, dass keine mechanische Verbindung zur Leistungsübertragung zwischen Lader und Brennkraftmaschine besteht bzw. erforderlich ist. Während ein mechanischer Lader die für seinen Antrieb benötigte Energie vollständig von der Brennkraftmaschine bezieht und somit die bereitgestellte Leistung mindert und auf diese Weise den Wirkungsgrad nachteilig beeinflusst, nutzt der Abgasturbolader die Abgasenergie der heißen Abgase.The advantage of an exhaust gas turbocharger compared to a mechanical supercharger is that there is no mechanical connection to the power transmission between the supercharger and the internal combustion engine or is required. While a mechanical supercharger obtains the energy required for its drive completely from the internal combustion engine and thus reduces the power provided and thus adversely affects the efficiency, the exhaust gas turbocharger uses the exhaust gas energy of the hot exhaust gases.

Ein Abgasturbolader umfasst einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter und eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine, die auf derselben Welle angeordnet sind. Der heiße Abgasstrom wird der Turbine zugeführt und entspannt sich unter Energieabgabe in dieser Turbine, wodurch die Welle in Drehung versetzt wird. Die vom Abgasstrom an die Turbine und schließlich an die Welle abgegebene Energie wird für den Antrieb des ebenfalls auf der Welle angeordneten Verdichters genutzt. Der Verdichter fördert und komprimiert die ihm zugeführte Ladeluft, wodurch eine Aufladung des mindestens einen Zylinders erreicht wird. Gegebenenfalls ist eine Ladeluftkühlung vorgesehen, mit der die komprimierte Ladeluft vor Eintritt in den Zylinder gekühlt wird. An exhaust gas turbocharger comprises a compressor arranged in the intake system and a turbine arranged in the exhaust gas removal system, which are arranged on the same shaft. The hot exhaust stream is supplied to the turbine and relaxes with energy release in this turbine, causing the shaft to rotate. The energy emitted by the exhaust gas flow to the turbine and finally to the shaft is used to drive the compressor, which is also arranged on the shaft. The compressor conveys and compresses the charge air supplied to it, as a result of which charging of the at least one cylinder is achieved. Optionally, a charge air cooling is provided, with which the compressed charge air is cooled before entering the cylinder.

Die Aufladung dient in erster Linie der Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine. Die für den Verbrennungsprozess benötigte Luft wird dabei verdichtet, wodurch jedem Zylinder pro Arbeitsspiel eine größere Luftmasse zugeführt werden kann. Dadurch können die Kraftstoffmasse und damit der Mitteldruck gesteigert werden. Die Aufladung ist ein geeignetes Mittel, bei unverändertem Hubraum die Leistung einer Brennkraftmaschine zu steigern oder bei gleicher Leistung den Hubraum zu reduzieren. In jedem Fall führt die Aufladung zu einer Erhöhung der Bauraumleistung und einer günstigeren Leistungsmasse. Bei gleichen Fahrzeugrandbedingungen lässt sich so das Lastkollektiv zu höheren Lasten hin verschieben, bei denen der spezifische Kraftstoffverbrauch niedriger und der Wirkungsgrad höher ist.The charge is used primarily to increase the performance of the internal combustion engine. The air required for the combustion process is compressed, which allows each cylinder per working cycle, a larger air mass can be supplied. As a result, the fuel mass and thus the medium pressure can be increased. The charge is a suitable means to increase the capacity of an internal combustion engine with unchanged displacement or to reduce the displacement at the same power. In any case, the charging leads to an increase in space performance and a lower power mass. At the same vehicle boundary conditions, the load spectrum can thus be shifted to higher loads, in which the specific fuel consumption is lower and the efficiency is higher.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen das gemeinsame Nockenfolgeelement nockenseitig Rollenelemente aufweist, wobei jedem Nocken einer Einlassöffnung ein Rollenelement zugeordnet ist. Das Rollenelement fährt bei umlaufender Nockenwelle die Kontur des zugehörigen Nockens ab und verringert die Beschleunigungen im Ventiltrieb, wodurch die Dauerhaltbarkeit spürbar erhöht wird. Die gemeinsame Ventilerhebungskurve der zylinderzugehörigen Einlassventile wird runder in dem Sinne, dass sich die Steigung der Kurve, insbesondere zwischen den maximalen Ventilhüben, nicht abrupt ändert, beispielsweise in der Art einer Richtungsumkehr.Embodiments of the spark-ignition internal combustion engine in which the common cam follower element has roller elements on the cam side are advantageous, wherein each cam of an inlet opening is assigned a roller element. The roller element moves with circumferential camshaft from the contour of the associated cam and reduces the accelerations in the valve train, whereby the durability is significantly increased. The common valve lift curve of the cylinder-associated intake valves becomes rounder in the sense that the slope of the curve, especially between the maximum valve lifts, does not change abruptly, for example in the manner of a reversal of direction.

Zum Betreiben einer Brennkraftmaschine einer zuvor beschriebenen Art, bei der jeder Zylinder zwei Einlassöffnungen zum Zuführen von Verbrennungsluft via Ansaugsystem aufweist, werden ausgehend von einer niedrigeren Last, bei der die zu den zwei Einlassöffnungen jedes Zylinders gehörenden Nocken synchron umlaufen, die zu den zwei Einlassöffnungen eines Zylinders gehörenden Nocken mit zunehmender Last zunehmend gegeneinander in der Art verdreht, dass der zugehörige Zylinder einlassseitig später geschlossen wird.For operating an internal combustion engine of the kind described above, in which each cylinder has two intake ports for supplying combustion air via an intake system, starting from a lower load in which the cams belonging to the two intake ports of each cylinder synchronously revolve, the two intake ports of one Cylinder belonging cam with increasing load increasingly against each other in the way twisted that the associated cylinder is closed later on the inlet side.

Wird die Brennkraftmaschine beispielsweise als Antrieb für ein Kraftfahrzeug verwendet, kann durch Betätigung des Gaspedals eine erhöhte Last angefordert werden. Dabei kann beispielsweise im Rahmen einer Beschleunigung die Last auch sprunghaft ansteigen, d. h. ein Lastsprung realisiert werden. If the internal combustion engine is used, for example, as a drive for a motor vehicle, an increased load can be requested by actuating the accelerator pedal. In this case, for example, in the context of acceleration, the load can also increase suddenly, ie a load jump can be realized.

Erfindungsgemäß werden die zu den zwei Einlassöffnungen eines Zylinders gehörenden Nocken bei einer erhöhten Lastanforderung gegeneinander verdreht und zwar in der Art, dass der zugehörige Zylinder einlassseitig später geschlossen wird. Dies soll der Klopfneigung der Brennkraftmaschine bei höheren Lasten entgegen wirken.According to the invention, the cams associated with the two intake ports of a cylinder are rotated against each other at an increased load demand, such that the associated cylinder is closed later on the intake side. This should counteract the tendency of the internal combustion engine to knock at higher loads.

Zum Betreiben einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei der jeder Zylinder eine erste Einlassöffnung aufweist, deren Ventiltrieb zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass der Nocken der zugehörigen Betätigungseinrichtung relativ zur Kurbelwelle und damit gegenüber dem Nocken der Betätigungseinrichtung der anderen zweiten Einlassöffnung verdrehbar ist, wird ausgehend von einer niedrigeren Last, bei der die zu den zwei Einlassöffnungen jedes Zylinders gehörenden Nocken synchron umlaufen, der zu der ersten Einlassöffnung jedes Zylinders gehörende Nocken relativ zur Kurbelwelle mit zunehmender Last nach spät verdreht, um den zugehörigen Zylinder einlassseitig später zu schließen.To operate a spark-ignited internal combustion engine in which each cylinder has a first inlet opening, the valvetrain is at least partially variable in the way that the cam of the associated actuator is rotatable relative to the crankshaft and thus to the cam of the actuator of the other second inlet opening, starting from a lower load in which the cams associated with the two intake ports of each cylinder are synchronously orbited, the cams associated with the first intake port of each cylinder are retarded relative to the crankshaft with increasing load to later close the associated cylinder on the intake side.

Vorteilhaft ist es, den zu der ersten Einlassöffnung jedes Zylinders gehörenden Nocken mit zunehmender Last relativ zur Kurbelwelle derart nach spät zu verdrehen, dass das zugehörige Ventil im Kompressionstakt geschlossen wird.It is advantageous to rotate the cam belonging to the first inlet opening of each cylinder laterally with increasing load relative to the crankshaft in such a way that the associated valve is closed in the compression stroke.

Ein Schließen der Einlassventile im Rahmen des Kompressionstaktes senkt das effektive Kompressionsverhältnis εeff. Ein Teil der Zylinderfrischladung wird dann bei noch geöffnetem Einlass wieder in das Ansaugsystem ausgeschoben. Ein hohes geometrisches Kompressionsverhältnis εgeo, das bei niedrigeren Lasten zur Wirkungsgradverbesserung beiträgt, kann auf diese Weise bei höheren Lasten entschärft werden.Closing the inlet valves as part of the compression stroke reduces the effective compression ratio ε eff . A part of the fresh cylinder charge is then pushed back into the intake system while the inlet is still open. A high geometric compression ratio ε geo , which contributes to the efficiency improvement at lower loads, can be defused in this way at higher loads.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß den 1, 2a und 2b näher beschrieben. Hierbei zeigt:In the following the invention is based on an embodiment according to the 1 . 2a and 2 B described in more detail. Hereby shows:

1 in einem Diagramm die Ventilerhebungskurve AV1 eines Auslassventils und die Ventilerhebungskurven EV1, EV2 der beiden Einlassventile gemäß dem Stand der Technik, 1 1 is a diagram of the valve lift curve AV 1 of an exhaust valve and the valve lift curves EV 1 , EV 2 of the two intake valves according to the prior art,

2a schematisch in einer perspektivischen Darstellung ein Fragment der einlassseitigen Ventiltriebe eines Zylinders einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine, und 2a schematically a perspective view of a fragment of the inlet-side valve trains of a cylinder of a first embodiment of the internal combustion engine, and

2b in einem Diagramm die Ventilerhebungskurve AV1 eines Auslassventils und die Ventilerhebungskurven EV1, EV2 der beiden Einlassventile. 2 B in a diagram, the valve lift curve AV 1 of an exhaust valve and the valve lift curves EV 1 , EV 2 of the two intake valves.

1 zeigt in einem Diagramm die Ventilerhebungskurve AV1 eines Auslassventils und die Ventilerhebungskurven EV1, EV2 der beiden Einlassventile gemäß dem Stand der Technik. 1 wurde bereits im Zusammenhang mit der Erläuterung des Standes der Technik beschrieben, weshalb an dieser Stelle Bezug genommen wird auf die entsprechenden Ausführungen. 1 shows in a diagram the valve lift curve AV 1 of an exhaust valve and the valve lift curves EV 1 , EV 2 of the two intake valves according to the prior art. 1 has already been described in connection with the explanation of the prior art, which is why reference is made to the corresponding statements at this point.

2a zeigt schematisch in einer perspektivischen Darstellung ein Fragment der einlassseitigen Ventiltriebe 1a, 1b eines Zylinders einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine. 2a schematically shows a perspective view of a fragment of the inlet-side valve trains 1a . 1b a cylinder of a first embodiment of the internal combustion engine.

Jeder Zylinder der Brennkraftmaschine verfügt über zwei Einlassöffnungen zum Zuführen von Verbrennungsluft, wobei je Einlassöffnung ein Ventiltrieb 1a, 1b vorgesehen ist mit einem Ventil 2a, 2b, das zwischen einer Ventilschließstellung und einer Ventiloffenstellung bewegbar ist, um die zugehörige Einlassöffnung freizugeben und zu versperren.Each cylinder of the internal combustion engine has two inlet openings for supplying combustion air, wherein a valve drive per inlet opening 1a . 1b is provided with a valve 2a . 2 B movable between a valve closed position and a valve open position to release and obstruct the associated inlet port.

Jeder Ventiltrieb 1a, 1b umfasst neben dem Ventil 2a, 2b eine Betätigungseinrichtung, um das Ventil 2a, 2b zu betätigen, wobei die Betätigungseinrichtung einen auf einer Einlassnockenwelle 3 angeordneten Nocken 4a, 4b umfasst, der bei umlaufender Nockenwelle 3 mit einem Nockenfolgeelement 5, 5a, 5b in Eingriff gebracht wird, wodurch das Ventil 2a, 2b ausgelenkt wird. Die Drehrichtung der Einlassnockenwelle 3 ist durch einen Pfeil kenntlich gemacht.Every valve gear 1a . 1b includes next to the valve 2a . 2 B an actuator to the valve 2a . 2 B to actuate, wherein the actuating means on a intake camshaft 3 arranged cams 4a . 4b includes, with the revolving camshaft 3 with a cam follower 5 . 5a . 5b is engaged, causing the valve 2a . 2 B is deflected. The direction of rotation of the intake camshaft 3 is indicated by an arrow.

Als Nockenfolgeelemente 5, 5a, 5b dienen vorliegend Schwinghebel 6a, 6b, die jeweils an einem Ende auf dem dazugehörigen Ventil 2a, 2b aufliegen und sich am anderen Ende an einem Auflager 8a, 8b abstützen. Die als Nockenfolgeelemente 5, 5a, 5b dienenden Schwinghebel 6a, 6b sind miteinander verbunden und bilden ein gemeinsames Nockenfolgeelement 7, so dass die Ventile 1a, 1b gemeinsam, d. h. gleichzeitig betätigt und ausgelenkt werden, sobald sich nur ein Nocken 4a, 4b bei umlaufender Nockenwelle 3 mit dem zugehörigen Schwinghebel 6a, 6b, d. h. mit dem gemeinsamen Nockenfolgeelement 7 in Eingriff befindet. Vorliegend bilden die Nockenfolgeelemente 5, 5a, 5b ein monolithisches Bauteil, d. h. die Schwinghebel 6a, 6b einen einstückigen Schwinghebel 7a.As cam follower elements 5 . 5a . 5b serve present rocker arm 6a . 6b , each at one end on the associated valve 2a . 2 B lie down and at the other end to a support 8a . 8b support. The as cam follower elements 5 . 5a . 5b serving swing lever 6a . 6b are connected together and form a common cam follower 7 so the valves 1a . 1b together, ie simultaneously actuated and deflected, as soon as only one cam 4a . 4b with rotating camshaft 3 with the associated rocker arm 6a . 6b ie with the common cam follower 7 engaged. In the present case form the cam follower elements 5 . 5a . 5b a monolithic component, ie the rocker arms 6a . 6b a one-piece rocker arm 7a ,

Der Ventiltrieb 1a der ersten Einlassöffnung ist variabel in der Art ausgeführt, dass der zugehörige erste Nocken 4a relativ zur Kurbelwelle und damit auch gegenüber dem zweiten Nocken 4b des anderen zweiten Ventiltriebs 1b verdrehbar ist. Die Ventile 2a, 2b des Zylinders sind über das gemeinsame Nockenfolgeelement 7 kinematisch miteinander gekoppelt und lassen sich nicht mehr unabhängig voneinander auslenken, sondern nur noch miteinander, d. h. synchron. Die Ventilerhebungskurven EV1 und EV2 der Einlassventile 2a, 2b eines Zylinders sind daher deckungsgleich, d. h. dieselben. Es gibt einlassseitig nur noch einen gemeinsamen Öffnungsvorgang.The valve train 1a the first intake port is variably designed such that the associated first cam 4a relative to the crankshaft and thus also with respect to the second cam 4b the other second valve train 1b is rotatable. The valves 2a . 2 B of the cylinder are over the common cam follower 7 kinematically coupled with each other and can no longer be deflected independently of each other, but only with each other, ie synchronously. The valve lift curves EV 1 and EV 2 of the intake valves 2a . 2 B of a cylinder are therefore congruent, ie the same. There is only one common opening process on the inlet side.

2b zeigt in einem Diagramm die Ventilerhebungskurve AV1 eines Auslassventils und die Ventilerhebungskurven EV1, EV2 der beiden Einlassventile 2a, 2b. Aufgetragen ist auf der Ordinate der Hub des jeweiligen Ventils in [mm] sowie auf der Abszisse der Kurbelwinkel der Kurbelwelle in [°KW]. 2 B shows in a diagram the valve lift curve AV 1 of an exhaust valve and the valve lift curves EV 1 , EV 2 of the two intake valves 2a . 2 B , Plotted on the ordinate is the stroke of the respective valve in [mm] and on the abscissa the crank angle of the crankshaft in [° KW].

Ausgehend von synchron umlaufenden Nocken wurde der zu der ersten Einlassöffnung gehörende erste Nocken mit zunehmender Last relativ zur Kurbelwelle nach spät verdreht, um den Zylinder einlassseitig später zu schließen. Infolge des Verdrehens des ersten Nockens sind die beiden einlassseitigen Nocken des Zylinders gegeneinander verdreht (siehe auch 2a).Starting from synchronously revolving cams, the first cam associated with the first intake port was retarded with increasing load relative to the crankshaft to later close the intake side of the cylinder. As a result of the twisting of the first cam, the two intake-side cams of the cylinder are twisted against each other (see also FIG 2a ).

Ein phasenweises Öffnen nur einer Einlassöffnung bei gegeneinander verdrehten Nocken entfällt, weshalb beim Ladungswechsel keine unerwünschten Wirbel im Zylinder ausgebildet werden. Gegenüber dem Stand der Technik verbessert sich der Ladungswechsel insgesamt, da sich nicht nur die einlassseitige Öffnungsdauer verlängert, sondern einlassseitig auch der über die Zeit aufsummierte und zur Verfügung gestellte Öffnungsquerschnitt vergrößert wird.A phased opening of only one inlet opening in the case of mutually rotated cams is eliminated, which is why no unwanted vortices are formed in the cylinder during the charge cycle. Compared to the prior art, the charge change improves overall, since not only the inlet-side opening period lengthened, but also the inlet side of the summed up and made available over the time opening cross section is increased.

Ein spätes Schließen der Einlassventile im Kompressionstakt nach Durchschreiten des unteren Totpunktes UT ermöglicht das Ausschieben eines Teils der Zylinderfrischladung bei noch geöffnetem Einlass, wodurch das effektive Kompressionsverhältnis εeff abgesenkt wird. Einem Klopfen wird dadurch entgegen gewirkt.A late closing of the intake valves in the compression stroke after passing through the bottom dead center UT allows the expulsion of a portion of the fresh cylinder charge with the inlet still open, whereby the effective compression ratio ε eff is lowered. A knocking is counteracted thereby.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1a1a
erster Ventiltrieb first valve gear
1b1b
zweiter Ventiltrieb second valve train
2a2a
erstes Einlassventil first inlet valve
2b2 B
zweites Einlassventil second inlet valve
33
Einlassnockenwelle intake camshaft
4a4a
erster Nocken first cam
4b4b
zweiter Nocken second cam
55
Nockenfolgeelement Cam follower
5a5a
erstes Nockenfolgeelement first cam follower
5b5b
zweites Nockenfolgeelement second cam follower
6a6a
erster Schwinghebel first rocker arm
6b6b
zweiter Schwinghebel second rocker arm
77
gemeinsames Nockenfolgeelement common cam follower
7a7a
einstückiger Schwinghebel one-piece rocker arm
8a8a
erstes Auflager first support
8b8b
zweites Auflager second support
AV1 AV 1
Ventilerhebungskurve eines Auslassventils Valve lift curve of an exhaust valve
EV1 EV 1
Ventilerhebungskurve eines ersten Einlassventils Valve lift curve of a first intake valve
EV2 EV 2
Ventilerhebungskurve eines zweiten Einlassventils Valve lift curve of a second intake valve
εeff ε eff
effektives Kompressionsverhältnis effective compression ratio
εgeo geo
geometrisches Kompressionsverhältnis geometric compression ratio
°KW° CA
Grad Kurbelwinkel Degree crank angle
LWOTLWOT
unterer Totpunkt des Ladungswechsels bottom dead center of the charge cycle
UTUT
unterer Totpunkt bottom dead center

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010008958 A1 [0017, 0049] DE 102010008958 A1 [0017, 0049]

Claims (14)

Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens einem Zylinder, wobei jeder Zylinder mindestens zwei Einlassöffnungen zum Zuführen von Verbrennungsluft via Ansaugsystem und mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist, bei der – eine Kurbelwelle vorgesehen ist, die mit mindestens einer Nockenwelle (3) zumindest antriebsverbindbar ist, – je Einlassöffnung ein Ventiltrieb (1a, 1b) vorgesehen ist mit einem Ventil (2a, 2b), das zwischen einer Ventilschließstellung und einer Ventiloffenstellung bewegbar ist, um die Einlassöffnung freizugeben und zu versperren, mit einem Ventilfedermittel, um das Ventil (2a, 2b) in Richtung Ventilschließstellung vorzuspannen, und mit einer Betätigungseinrichtung, um das Ventil (2a, 2b) entgegen der Vorspannkraft des Ventilfedermittels zu öffnen, wobei die Betätigungseinrichtung einen auf einer Nockenwelle (3) angeordneten Nocken (4a, 4b) umfasst, der bei umlaufender Nockenwelle (3) mit einem Nockenfolgeelement (5, 5a, 5b) in Eingriff bringbar ist, wodurch das Ventil (2a, 2b) betätigbar ist, und – der Ventiltrieb (1a, 1b) mindestens einer Einlassöffnung je Zylinder zumindest teilweise variabel ist in der Art, dass der Nocken (4a, 4b) relativ zur Kurbelwelle verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Nockenfolgeelemente (5, 5a, 5b) der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen jedes Zylinders miteinander verbunden sind und ein gemeinsames Nockenfolgeelement (7) bilden, so dass die Ventile (2a, 2b) der Einlassöffnungen gemeinsam betätigbar sind, sobald sich ein Nocken (4a, 4b) bei umlaufender Nockenwelle (3) mit dem zugehörigen Nockenfolgeelement (5, 5a, 5b, 7) in Eingriff befindet.A spark-ignition internal combustion engine having at least one cylinder head with at least one cylinder, each cylinder having at least two inlet openings for supplying combustion air via the intake system and at least one outlet opening for discharging the exhaust gases via the exhaust removal system, in which - a crankshaft is provided which is connected to at least one camshaft ( 3 ) is at least drive-connected, - each inlet opening a valve train ( 1a . 1b ) is provided with a valve ( 2a . 2 B ) movable between a valve closed position and a valve open position to release and obstruct the inlet opening, with a valve spring means to urge the valve ( 2a . 2 B ) in the direction of valve closing position, and with an actuating device to the valve ( 2a . 2 B ) open against the biasing force of the valve spring means, the actuating means being on a camshaft ( 3 ) arranged cam ( 4a . 4b ), which in circumferential camshaft ( 3 ) with a cam follower ( 5 . 5a . 5b ) is engageable, whereby the valve ( 2a . 2 B ), and - the valvetrain ( 1a . 1b ) at least one inlet opening per cylinder is at least partially variable in such a way that the cam ( 4a . 4b ) Is rotatable relative to the crankshaft, characterized in that - the cam follower elements ( 5 . 5a . 5b ) of the actuators of the at least two inlet openings of each cylinder are connected to each other and a common cam follower ( 7 ), so that the valves ( 2a . 2 B ) of the inlet openings are actuated together as soon as a cam ( 4a . 4b ) with rotating camshaft ( 3 ) with the associated cam follower element ( 5 . 5a . 5b . 7 ) is engaged. Fremdgezündete Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenfolgeelemente (5, 5a, 5b) der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen stoffschlüssig miteinander verbunden sind und ein gemeinsames Nockenfolgeelement (7) bilden.A spark-ignition internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the cam follower elements ( 5 . 5a . 5b ) of the actuators of the at least two inlet openings are materially interconnected and a common cam follower element ( 7 ) form. Fremdgezündete Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenfolgeelemente (5, 5a, 5b) der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen ein monolithisches Bauteil (7a) bilden.A spark-ignition internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the cam follower elements ( 5 . 5a . 5b ) of the actuating devices of the at least two inlet openings a monolithic component ( 7a ) form. Fremdgezündete Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenfolgeelemente (5, 5a, 5b) der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen formschlüssig miteinander verbunden sind und ein gemeinsames Nockenfolgeelement (7) bilden.A spark-ignition internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the cam follower elements ( 5 . 5a . 5b ) of the actuators of the at least two inlet openings are positively connected to each other and a common cam follower element ( 7 ) form. Fremdgezündete Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenfolgeelemente (5, 5a, 5b) der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen kraftschlüssig miteinander verbunden sind und ein gemeinsames Nockenfolgeelement (7) bilden.A spark-ignition internal combustion engine according to claim 1 or 4, characterized in that the cam follower elements ( 5 . 5a . 5b ) of the actuators of the at least two inlet openings are non-positively connected to each other and a common cam follower element ( 7 ) form. Fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenfolgeelemente (5, 5a, 5b) der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen Schwinghebel (6a, 6b) sind, die miteinander verbunden ein gemeinsames Nockenfolgeelement (7, 7a) bilden.Third-ignition internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the cam follower elements ( 5 . 5a . 5b ) of the actuating devices of the at least two inlet openings rocking lever ( 6a . 6b ), which are connected together a common cam follower ( 7 . 7a ) form. Fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenfolgeelemente (5, 5a, 5b) der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen Kipphebel sind, die miteinander verbunden ein gemeinsames Nockenfolgeelement (7) bilden. A spark-ignition internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the cam follower elements ( 5 . 5a . 5b ) of the actuators of the at least two inlet openings are rocker arms which are connected to each other a common cam follower element ( 7 ) form. Fremdgezündete Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenfolgeelemente (5, 5a, 5b) der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen Stößel sind, die miteinander verbunden ein gemeinsames Nockenfolgeelement (7) bilden.A spark-ignition internal combustion engine according to claim 1 to 5, characterized in that the cam follower elements ( 5 . 5a . 5b ) of the actuators of the at least two inlet ports are plungers interconnected to a common cam follower element ( 7 ) form. Fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (4a, 4b) der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen auf einer zumindest zweiteiligen Nockenwelle (3) angeordnet sind, die mindestens zwei gegeneinander verdrehbare Nockenwellenabschnitte umfasst, wobei mindestens ein Nocken (4a) auf einem ersten Nockenwellenabschnitt angeordnet ist und mindestens ein Nocken (4b) auf einem zweiten Nockenwellenabschnitt angeordnet ist.A spark-ignition internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the cams ( 4a . 4b ) of the actuating devices of the at least two inlet openings on an at least two-part camshaft ( 3 ) are arranged, which comprises at least two mutually rotatable camshaft sections, wherein at least one cam ( 4a ) is arranged on a first camshaft section and at least one cam ( 4b ) is arranged on a second camshaft section. Fremdgezündete Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zweiteilige Nockenwelle (3) als ersten Nockenwellenabschnitt eine Hohlwelle und als zweiten Nockenwellenabschnitt eine in der Hohlwelle drehbar angeordnete Welle umfasst.A spark-ignition internal combustion engine according to claim 9, characterized in that the at least two-part camshaft ( 3 ) comprises a hollow shaft as the first camshaft section and a shaft rotatably arranged in the hollow shaft as the second camshaft section. Fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (4a, 4b) der Betätigungseinrichtungen der mindestens zwei Einlassöffnungen relativ zur Kurbelwelle verdrehbar sind.A spark-ignition internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the cams ( 4a . 4b ) of the actuating means of the at least two inlet openings are rotatable relative to the crankshaft. Fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (4a, 4b) die gleiche Kontur aufweisen. A spark-ignition internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the cams ( 4a . 4b ) have the same contour. Fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zylinder ein geometrisches Kompressionsverhältnis εgeo ≥ 11 aufweist. A spark-ignition internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that each cylinder has a geometric compression ratio ε geo ≥ 11. Fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, wobei jeder Abgasturbolader eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst.A spark-ignition internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one exhaust gas turbocharger is provided, wherein each exhaust gas turbocharger comprises a turbine arranged in the exhaust gas discharge system and a compressor arranged in the intake system.
DE202015100445.1U 2015-01-16 2015-01-30 Third-ignition internal combustion engine with variable valve train Expired - Lifetime DE202015100445U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202015100445.1U DE202015100445U1 (en) 2015-01-16 2015-01-30 Third-ignition internal combustion engine with variable valve train

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015200597.6 2015-01-16
DE102015200598.4A DE102015200598A1 (en) 2015-01-16 2015-01-16 A spark-ignited internal combustion engine with variable valve train and method for operating such an internal combustion engine
DE102015200597.6A DE102015200597A1 (en) 2015-01-16 2015-01-16 A spark-ignited internal combustion engine with variable valve train and method for operating such an internal combustion engine
DE102015200598.4 2015-01-16
DE202015100445.1U DE202015100445U1 (en) 2015-01-16 2015-01-30 Third-ignition internal combustion engine with variable valve train

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202015100445U1 true DE202015100445U1 (en) 2015-02-09

Family

ID=52580506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202015100445.1U Expired - Lifetime DE202015100445U1 (en) 2015-01-16 2015-01-30 Third-ignition internal combustion engine with variable valve train

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202015100445U1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010008958A1 (en) 2009-02-23 2010-10-14 Mitsubishi Jidosha Kogyo K.K. Internal combustion engine with variable valve train

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010008958A1 (en) 2009-02-23 2010-10-14 Mitsubishi Jidosha Kogyo K.K. Internal combustion engine with variable valve train

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005031241A1 (en) Variable valve train of a piston internal combustion engine
EP1754872B1 (en) Otto engine with variable valve actuation and Atkinson cycle operation
EP3610147B1 (en) Method for operating an internal combustion engine, and internal combustion engine
DE102011084834A1 (en) Internal combustion engine with a plurality of outlet openings per cylinder and charge exchange method for such an internal combustion engine
DE102016209957A1 (en) Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine
EP2183469B1 (en) Piston engine
DE112016004020T5 (en) COMPRESSION RATIO ADJUSTMENT DEVICE FOR A COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR CONTROLLING THE COMPRESSION RATIO ADJUSTING DEVICE FOR A COMBUSTION ENGINE
EP0508159A2 (en) Admission control for internal combustion engines
DE102015016526A1 (en) Method for operating a reciprocating internal combustion engine
DE102015211329B3 (en) Method for operating a exhaust-gas-charged internal combustion engine with partial deactivation and self-igniting internal combustion engine for carrying out such a method
DE102004041607A1 (en) internal combustion engine
DE102014208950A1 (en) Internal combustion engine and method for operating such an internal combustion engine
DE102012210303B4 (en) A spark-ignited multi-cylinder internal combustion engine with partial shutdown and method for operating such an internal combustion engine
DE102015205297A1 (en) Internal combustion engine
DE102015200598A1 (en) A spark-ignited internal combustion engine with variable valve train and method for operating such an internal combustion engine
WO2022089903A1 (en) Method for operating an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle
DE202015100445U1 (en) Third-ignition internal combustion engine with variable valve train
DE102015200597A1 (en) A spark-ignited internal combustion engine with variable valve train and method for operating such an internal combustion engine
DE102015219414A1 (en) Internal combustion engine with variable valve train and method for operating such an internal combustion engine
DE202015106072U1 (en) Internal combustion engine with variable valve train
DE102013209231A1 (en) Variable valve train and use of such a valve train
WO2018192821A1 (en) Method for operating an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle
DE102014210220B4 (en) A method of operating a supercharged spark-ignition internal combustion engine with turbocharging
DE102016219079A1 (en) A spark-ignited internal combustion engine with variable valve train and method for operating such an internal combustion engine
DE202013102390U1 (en) Variable valve train

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification

Effective date: 20150319

R082 Change of representative

Representative=s name: DOERFLER, THOMAS, DR.-ING., DE

R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years
R151 Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years
R158 Lapse of ip right after 8 years