DE3532549C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einer Ventilsteuervorrichtung nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einer durch die DE-OS 33 00 763 bekannten Ventilsteuereinrichtung dieser Art wird die Hubübertragungskammer einerseits permanent über eine Kapillar­ verbindung entlastet und gespült und andererseits kann die Hub­ übertragungskammer durch ein Ventil, dessen Vorspannung und Hub durch zwei separate elektrische Steuereinrichtungen variabel ist, über die Dauer der Antriebsbewegung des Ventilsteuernockens zum Öffnen des Ventils der Brennkraftmaschine entlastet werden. Das elektrisch gesteuerte Ventil hat dabei die Funktion eines Druck­ begrenzungsventils mit variabel einstellbarem Begrenzungsdruck und zusätzlich die Funktion einer variablen Entlastungsdrossel. Durch diese bekannte Einrichtung ist jedoch die Öffnungsbewegung des Ventils der Brennkraftmaschine lediglich in der Größe beeinflußbar, jedoch nicht in bezug auf die Ventilsteuerzeiten bzw. dem Zeitpunkt des Öffnens und des Schließens des Ventils der Brennkraftmaschine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine exaktere Steuerung der Ventilöffnung der Ventile einer Brennkraftmaschine zu erzielen und zugleich eine gesteuerte Öffnungscharakteristik der Öffnung der Ventile der Brennkraftmaschine zur Beeinflussung der Kraftstoffluft­ gemischzufuhr zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kenn­ zeichens des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei einer anderen bekannten Ventilsteuervorrichtung (DE-OS 31 35 650) wird spätestens mit Beginn des die Ventilöffnung bewirkenden Hubs des Ventilsteuernockens die Öffnung der Hubübertragungskammer abgesperrt, so daß durch den Druck des Ventilsteuernockens auf die Hubüber­ tragungskammer, an welcher auch entgegengesetzt der Ven­ tilstößel unter der Kraft der Ventilschließfeder anliegt, kein Druckmittel aus der Hubübertragungskammer austreten kann. Dadurch wird die bei der Drehbewegung der Nocken­ welle erzeugte Hubbewegung des Ventilsteuernockens voll­ ständig auf den Ventilstößel übertragen, der seinerseits das Ventilglied vom Ventilsitz abhebt und damit das Ven­ til öffnet.

Die Schließung des Ventils erfolgt zu einem vorgegebenen Zeitpunkt dadurch, daß die Öffnung der Hubübertragungs­ kammer schlagartig freigegeben wird. Unter der Wirkung des auf die Hubübertragungskammer einerseits drückenden Ventilsteuernockens und andererseits drückenden Ventil­ stößels strömt Druckmittel aus der Hubübertragungskam­ mer aus, wodurch sich deren axiale Ausdehnung verklei­ nert. Trotz weiterer Hubbewegung des Ventilsteuernok­ kens in Richtung Ventilöffnung kann sich damit der Ven­ tilstößel unter der Wirkung der Ventilschließfeder in Richtung auf den Ventilsteuernocken zubewegen und da­ durch das Ventil schließen. Der Hub des Ventilstößels bzw. des Ventilgliedes über den Drehwinkel ϕ des Ventil­ steuernockens ist in Fig. 2 dargestellt, wobei die Kur­ ve I den Verlauf bei stets geschlossener Öffnung der Hubübertragungskammer und Kurve II den Verlauf bei Frei­ gabe der Öffnung der Hubübertragungskammer im Zeitpunkt ϕ_{S II} darstellt. Je nach Festlegung des Schließzeit­ punktes ϕ_{S II} kann somit die in den Zylinder angesaugte Kraftstoffgemischmenge an den unterschiedlichen Bedarf bei verschiedenen Betriebszuständen angepaßt werden.

Wie aus der Kurve II der Fig. 2 ersichtlich, tritt nach Schließen des Ventils im Zeitpunkt ϕ_{S II} eine relativ lange Evakuierungsphase auf, in welcher sich bei ge­ schlossenem Ventil der Kolben im Zylinder weiter nach unten bewegt und damit einen Unterdruck im Zylinder er­ zeugt. Durch diesen Unterdruck kühlt sich der Kraftstoff relativ stark ab, der Kraftstoff verdampft schlecht und die Folge ist eine schlechte Gemischaufbereitung. Die schlechte Gemischaufbereitung ist wiederum Ursache für einen hohen Kohlen­ wasserstoffanteil im Abgas. Zusätzlich tritt durch die niedrigere Temperatur des Kraftstoffes auch eine reduzierte Temperatur im Auspuff auf, wodurch die Nachverbrennung des Abgases im Auspuff geringer wird und damit der Kohlenwasserstoffanteil sich zusätzlich erhöht. Bei Leerlauf bzw. im unteren Teillastbereich macht sich durch die zusätzliche geringe Strömungsturbulenz bei der Kraftstoff­ gemischansaugung und die kürzere Ventiloffenzeit diese Ver­ schlechterung der Gemischaufbereitung besonders bemerkbar.

Die erfindungsgemäße Ventilsteuervorrichtung hat dabei den Vorteil, daß bei gleicher in den Zylinder einströmenden Kraftstoffgemisch­ menge die Ventiloffenzeit innerhalb eines bestimmten Betriebs­ bereiches wesentlich vergrößert ist und damit ein nach Schließen des Ventils der Brennkraftmaschine einsetzende Evakuierungshub im Zylinder beträchtlich reduziert ist, so daß eine aus dieser Druck­ absenkung resultierende Kraftstoffabkühlung und deren nachteilige Wirkung auf die Gemischaufbereitung und der Kohlenwasserstoff­ emission weitgehend vermieden wird. Dadurch, daß der Kraftstoff­ gemischmenge bei längerer Ventilöffnungszeit ein geringerer Ein­ trittsquerschnitt zur Verfügung steht, wird die Strömungsgeschwin­ digkeit erhöht, wodurch die Gemischaufbereitung verbessert wird.

Die längere Ventiloffenzeit zur Kraftstoffgemischfüllung wird durch den mit Beginn des Ventilöffnungshub eingestellten Entlastungsquer­ schnitt in der Öffnung der Hubübertra­ gungskammer erzielt, wodurch eine Teilmenge des Druck­ mittels bereits während des die Ventilöffnung bewir­ kenden Nockenshubs des Ventilsteuernockens abfließen kann. Der sich dabei jetzt bei der Ausgestaltung gemäß der Erfindung einstellende Staudruck in der Hubübertragungskammer ist ausreichend, das Ven­ til mit dem gewünschten Öffnungsverlauf längs des Dreh­ winkels ϕ_{S III} der Nockenwelle zu öffnen, wie er in Fig. 2 als Kurve III dargestellt ist.

Durch die in den weiteren Ansprüchen angegebenen Maß­ nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse­ rungen der im Anspruch 1 angegebenen Ventilsteuervor­ richtung möglich.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dabei aus Anspruch 2, insbesondere in Verbindung mit Anspruch 11. Die Beschränkung auf diesen Betriebs­ bereich der Brennkraftmaschine ist zweckmäßig, da hier eine maximale Reduzierung des Kohlenwasserstoffanteils im Abgas erzielt wird. Im Vollastbereich ist wegen der wesentlich höheren Strömungsturbulenz die Kraftstoff­ gemischaufbereitung auch bei kurzen Ventilöffnungszei­ ten bzw. längeren Evakuierungsphasen so gut, daß der Kohlenwasserstoffanteil im Kraftstoff nur unwesentlich zunimmt. Andererseits sind bei der erfindungsgemäßen Verlängerung der Ventilöffnungszeit bei konstanter Kraft­ stoffgemischfüllung durch den reduzierten Einlaßquer­ schnitt des Ventils erhöhte Drosselverluste in Kauf zu nehmen. Im Leerlauf und im unteren Teillastbetrieb ist jedoch der absolute Kraftstoffverbrauch so niedrig, daß dieser Einfluß nicht merkbar ist. Bei dem hohen Kraft­ stoffverbrauch im Vollast- und oberen Teillastbereich hingegen sind die Drosselverluste wesentlich und ihr nachteiliger Einfluß auf den Kraftstoffverbrauch steht in keiner vernüftigen Relation mehr zu dem relativ geringen Gewinn an Kohlenwasserstoffreduzierung im Abgas. Durch die erfindungsgemäße Umsteuerung der Hubübertragungskammer-Öffnung auf Sperrung des Ent­ lastungsquerschnittes im Vollast- und oberen Teillast­ bereich werden diese Drosselverluste vermieden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 12. Durch diese Maßnahmen wer­ den unzulässige Schwankungen in der Kraftstoffgemisch­ füllung der einzelnen Zylinder während der Ventilöff­ nungsphase vermieden. Solche Schwankungen können auf­ treten durch Toleranzen in den zur Steuerung der Hub­ übertragungskammer-Öffnung benutzten Magnetventile sowie durch Temperatureinflüsse. Durch die erfindungs­ gemäße Korrektur des Schließzeitpunktes des Ventils kann die Füllmenge im Mittel sehr genau konstant ge­ halten werden.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Ventilsteuervor­ richtung für das Einlaßventil einer Hub­ kolben-Brennkraftmaschine, in schemati­ sierter Darstellung,

Fig. 2 ein Diagramm des Einlaßventil-Hubs in Abhängigkeit von dem Drehwinkel eines Ventilsteuernockens, mit einem gegenüber einem ursprünglichen Verlauf III jetzt abgeflachten Verlauf III.

Fig. 3 einen Längsschnitt eines Magnetven­ tils der Ventilsteuervorrichtung in Fig. 1 in Verbindung mit einem Block­ schaltbild einer Magnetventil-Ansteuerung,

Fig. 4 ein Diagramm des Verlaufs der Federkraft über den Ventilnadelhub im Magnetventil gemäß Fig. 3.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in Fig. 1 schematisiert dargestellte Ventilsteuer­ vorrichtung für ein Einlaßventil 10 einer Brennkraftma­ schine, hier eines Verbrennungsmotors, ist zwischen einem ein Ventilglied 11 tragenden Ventilstößel 12 und einem mit einer Nockenwelle 13 umlaufenden Ventilsteuernocken 14 angeordnet. Der Ventilstößel 12 ist in einem Ventil­ gehäuse 15 axial verschieblich geführt und sitzt mit dem Ventilglied 11 unter der Wirkung zweier Ventilschließ­ federn 16, 17 auf einem Ventilsitz 18 im Ventilgehäuse 15 auf, der eine Ventileinlaßöffnung 19 umgibt.

Die Ventilsteuervorrichtung weist ein auf das Ventilge­ häuse 15 aufgesetztes Gehäuse 20 auf, in welchem eine Gehäusekammer 21 so eingebracht ist, daß sie mit einer die koaxialen Ventilschließfedern 16, 17 umschließenden Federkammer 22 im Ventilgehäuse 15 im wesentlichen fluch­ tet. In die Gehäusekammer 21 ist von unten her ein Ge­ häuseblock 23 eingeschoben, der eine zentrale, axial durch­ gehende Gehäusebohrung 24 aufweist. In der Gehäusebohrung 24 ist ein mit dem Ventilstößel 12 verbundener Ventil­ kolben 25 und ein darüber angeordneter Kolbenteil 26 eines Nockenkolbens 27 axial verschiebbar. Der Nocken­ kolben 27 wird von einer am Gehäuseblock 23 sich abstüt­ zenden Rückstellfeder 28 an den Ventilsteuernocken 14 angepreßt. Der Kolbenteil 26 ist entweder mit dem tas­ senförmigen Nockenkolben 27 fest verbunden oder wird wie hier über die gleiche Rückstellfeder 28 stets an den Nockenkolben 27 angelegt gehalten.

Der Ventilkolben 25 und der Kolbenteil 26 begrenzen eine mit einem Druckmittel, hier Öl, gefüllte Hub­ übertragungskammer 29, deren zwischen Nockenkolben 27 und Kolbenteil 26 wirksame axiale Länge durch Relativ­ bewegung der Kolben zueinander verändert werden kann. Die Hubübertragungskammer 29 steht über eine Leitung 30 einerseits mit einem Federspeicher 31 und andererseits mit einem Vorratsbehälter 32 in Verbindung, wobei zwi­ schen Leitung 30 und Vorratsbehälter 32 noch ein Rück­ schlagventil 33 und eine Förderpumpe 34 eingeschaltet ist. Über die Leitung 30 kann das in der Hubübertragungs­ kammer 29 vorhandene Ölvolumen in den Federspeicher 31 geschoben werden und umgekehrt. Leckverluste im Ölvo­ lumen werden über die Förderpumpe 34 und das Rückschlag­ ventil 33 aus dem Vorratsbehälter 32 ersetzt. Zum Steuern des Ölvolumens und damit der axialen Ausdehnung der Hub­ übertragungskammer 29 ist in der Leitung 30 ein Magnet­ ventil 35 angeordnet. Das Magnetventil 35 ist noch durch eine Bypaßleitung 36 überbrückt, in welcher ein Rückschlag­ ventil 37 derart angeordnet ist, daß Öl aus dem Federspei­ cher 31 unter Umgehung des Magnetventils 35 in die Hub­ übertragungskammer 29 strömen kann.

Das Magnetventil 35 ist im Längsschnitt in Fig. 3 zu sehen. Das Magnetventil 35 ist mit seinem Ventilein­ laß 38 an dem mit der Hubübertragungskammer 29 verbun­ denen Leitungsabschnitt und mit seinem Ventilauslaß 39 an dem mit dem Federspeicher 31 verbundenen Leitungsab­ schnitt der Leitung 30 angeschlossen. Ventileinlaß 38 und Ventilauslaß 39 sind über eine Durchflußöffnung 40 verbunden, deren Öffnungsquerschnitt von einer Ventil­ nadel 41 gesteuert wird. Die Ventilnadel 41 ist mit einem Anker 42 eines Elektromagneten 43 verbunden und in einer Axialbohrung 44 verschieblich geführt. An dem von der Durchflußöffnung 40 abgekehrten Ende der Ven­ tilnadel 41 greift an einem dort vorhandenen, mit der Ventilnadel 41 einstückigen Ringflansch 45 eine Rück­ stellfeder 46 an, die bei unerregtem Elektromagneten 43 die Ventilnadel 41 in der Ventiloffenstellung hält. Die Federcharakteristik der Rückstellfeder 46, die eine geringe Vorspannung aufweist, ist in Fig. 4 als Kurve a dargestellt. An dem der Durchflußöffnung 40 zugekehrten Ende trägt die Ventilnadel 41 eine Ausnehmung 47, in wel­ che eine auf einer Führungsstange 48 verschiebliche Muf­ fe 49 hineinragt. Die Muffe 49 stützt sich unter Wirkung einer zweiten Rückstellfeder 50 an einem Anschlag 51 ab, der so angeordnet ist, daß die Ventilnadel 41 einen Ver­ schiebeweg s₁ zurücklegen muß, bevor der Grund der Aus­ nehmung 47 mit der Muffe 49 in Berührung kommt. Der Ge­ samthub der Ventilnadel 41 von ihrer Offenstellung bei unerregtem Elektromagneten 43 bis in ihre Schließstellung, in welcher sich ihre Stirnseite auf einen die Durchfluß­ öffnung 40 umgebenden Ventilsitz 52 aufpreßt, ist in Fig. 3 und 4 mit s_ges bezeichnet. Die Federcharakteri­ stik der zweiten Rückstellfeder 50 ist in Fig. 4 mit b gekennzeichnet. Die zweite Rückstellfeder 50 ist eben­ falls vorgespannt, ihre Vorspannkraft jedoch, wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist wesentlich größer als die der ersten Rückstellfeder 46.

Die Erregerwicklung 53 des Elektromagneten 43 ist an einem Umschalter 54 angeschlossen. Der Umschalter 54 weist drei Schaltstellungen auf. In den beiden äußeren Schaltstellun­ gen wird die Erregerwicklung 53 an eine Gleichspan­ nungsquelle 55 angeschlossen, wobei durch die unter­ schiedlich bemessenen Widerstände 56, 57 der Elektro­ magnet 43 einmal vollerregt und einmal teilerregt wird. Die Teilerregung ist dabei so bemessen, daß die Ventilnadel 41 denVerschiebeweg s₁ entgegen der Federkraft der ersten Rückstellfeder 46 zurückzulegen vermag, jedoch nicht die Federkraft der zweiten Rück­ stellfeder 50 überwinden kann. Die Vollerregung ist so bemessen, daß die Ventilnadel den Gesamthub s_ges entgegen der Rückstellkraft beider Rückstellfedern 46, 50 zurücklegt. Das Magnetventil 35 ist druckausge­ glichen ausgebildet, d.h. daß bei Druckaufbau oder -abbau beidseitig der Durchflußöffnung 40 keine zusätz­ lichen Ventilschließ- oder Öffnungskräfte auf die Ven­ tilnadel 41 wirken. Dieser Druckausgleich wird statisch durch gleiche Durchmesser der Ventilnadel 41 am Ventil­ sitz 52 einerseits und an der die Ventilnadel 41 in der Axialbohrung 44 abdichtenden Dichtkante 63 andererseits und dynamisch durch eine entsprechende Geometrie des Ventilsitzes 52 und des mit diesem zusammenwirkenden Teils der Ventilnadel 41 erzielt.

Sowohl der Zeitpunkt der Einschaltung des Elektromagneten 43 als auch die Einschaltung der Teil- oder Vollerre­ gung des Elektromagneten 43 wird von einem Steuergerät 58 gesteuert, das in Abhängigkeit zweier Steuersignale Voll- oder Teilerregung des Elektromagneten 43 vorgibt. Das Steuergerät 58 arbeitet in der Weise, daß im Leer­ lauf und im unteren Teillastbereich jeweils Teilerregung und bei Vollast oder im oberen Teillastbereich jeweils Vollerregung des Elektromagneten 43 im Zeitpunkt der Einschaltung vorliegt. Die Steuersignale hierzu werden von zwei Sensoren 59, 60 gewonnen, wobei der Lastsensor 59 die Stellung des Fahrpedals 61 und der Drehzahlsensor 60 die Drehzahl des Verbrennungsmotors erfaßt. Der Zeitpunkt der Einschaltung der Teil- bzw. Voller­ regung ist abhängig von der Drehstellung des Ventil­ steuernockens 13, während der Zeitpunkt der Abschal­ tung in Abhängigkeit von der erforderlichen Kraftstoff­ gemisch-Füllmenge eingestellt wird. Um Schwankungen in der Füllmenge infolge von Toleranzen im Magnetventilhub sowie infolge von Temperatureinflüssen zu vermeiden, wird aus der Drehzahl des Verbrennungsmotors mittels eines an sich bekannten Laufruhe-Meßgerätes 62 dessen Laufruhe erfaßt und aus dem Soll-Istvergleich ein Steuer­ signal zur Korrektur des Abschaltzeitpunktes dem Steuer­ gerät 58 zugeführt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Ventilsteuervorrich­ tung ist wie folgt:

Bei Drehung des Ventilsteuernockens 14 mit der Nocken­ welle 13 bewegt sich der Nockenkolben 27 nach unten. Mit Beginn dieser Bewegung wird durch das Steuergerät der Umschalter 54 angesteuert und die Erregerwicklung 53 an die Gleichspannungsquelle 55 angeschlossen. Befindet sich der Motor im Vollast- oder oberen Teillastbereich, so wird das Magnetventil 35 voll erregt und geht durch Ver­ schließen der Durchflußöffnung 40 durch die Ventilnadel 41 in seine Sperrstellung über. Die Hubübertragungskam­ mer 29 ist damit abgesperrt, so daß bei der einsetzenden Axialverschiebung des Kolbenteils 26 des Nockenkolbens 27 kein Öl aus der Hubübertragungskammer 29 austreten kann. Die Hubbewegung des Nockenkolbens 27 wird damit über das in der Hubübertragungskammer 29 vorhandene Ölpolster auf den Ventilkolben 25 übertragen, der damit den gleichen Hubweg zurücklegt wie der Kolbenteil 26. Die Hubbewegung des Ventilkolbens 25 verursacht eine gleiche Hubbe­ wegung des Ventilstößels 12 und damit des Ventilglieds 11 des Einlaßventils 10. Der Hub des Einlaßventils 10 ist in Fig. 2 in Kurve I und II dargestellt. I entspricht dabei dem Einlaßventilhub für den Fall, daß die Hub­ übertragungskammer 29 während des gesamten Nockenhubs des Ventilsteuernockens 14 geschlossen bleibt. Bei ge­ öffnetem Einlaßventil, also vom Ventilsitz 18 abgeho­ benem Ventilglied 11, strömt Kraftstoffgemisch in den nicht dargestellten Zylinder des Verbrennungsmotors ein.

Der Schließvorgang des Einlaßventils 10 wird entsprechend der gewünschten Kraftgemisch-Füllmenge im Zeitpunkt ϕ_{s II}, d.h. in dem Zeitpunkt, in dem sich der Ventilsteuernocken 14 um den Drehwinkel ϕ_{s II} gedreht hat, durch Abschalten der Magneterregung des Magnetventils 35 eingeleitet, was durch ein entsprechendes Steuersignal vom Steuergerät 58 an den Umschalter 54 bewirkt wird. Mit Abschalten des Erregerstroms öffnet das Magnetventil 35, da die Ventil­ nadel 41 durch die beiden Rückstellfedern 46, 50 in ihre Offenstellung überführt wird. Über die nunmehr geöffnete Durchflußöffnung 40 im Magnetventil 35 kann unter der Wirkung der beiden Ventilschließfedern 16, 17 des Einlaß­ ventils 10 sich der Ventilkolben 25 unter Ausschieben von Öl aus der Hubübertragungskammer 29 nach oben bewe­ gen. Das Ventilglied 11 setzt sich auf den Ventilsitz 18 auf, und das Einlaßventil 10 ist geschlossen. Der Hub des Einlaßventils ist in Fig. 2 durch die Kurve II darge­ stellt. Hat sich nach entsprechender Drehung des Ventil­ steuernockens 14 der Nockenkolben 27 wieder in seine in Fig. 1 dargestellte Grundstellung zurückbewegt, so strömt nunmehr das Öl aus dem Federspeicher 31 über das geöff­ nete Magnetventil 35 und über die Bypaßleitung 36 in die Hubübertragungskammer 29 zurück.

Über die Sensoren 59, 60 werden dem Steuergerät 58 Steuersignale zugeführt, die den Betriebszustand Leerlauf bzw. unterer Teillastbereich des Motors anzei­ gen. In diesem Fall wird mit Einsetzen der von dem Ventilsteuernocken 14 hervorgerufenen Hubbewegung des Nockenkolbens 27 der Umschalter 54 derart eingeschal­ tet, daß der Elektromagnet 43 des Magnetventils 35 nur teilerregt ist. Diese Teilerregung ist so bemessen, daß die Ventilnadel 41 nur den Verschiebeweg s₁ zurücklegt und damit einen reduzierten Querschnitt der Durchfluß­ öffnung 40 einstellt. Durch die Abwärtsbewegung des Kolbenteils 26 auf den Ventilkolben 25 zu wird infolge des nur teilgeschlossenen Magnetventils 35 Öl aus der Hubübertragungskammer 29 in den Federspeicher 31 ab­ fließen. Die zwischen Kolbenteil 26 und Nockenkolben 27 wirksame Axiallänge des Hubübertragungsraums 29 verrin­ gert sich. Der sich schließlich einstellende Staudruck bewirkt eine Verschiebung des Ventilkolbens 25, damit eine Verschiebung des Ventilstößels 12 und letztlich eine Verschiebung des Ventilgliedes 11, dessen Verlauf durch die Kurve III in Fig. 2 charakterisiert ist. Wie deutlich zu erkennen ist, verläuft die Öffnungsbewegung des Einlaßventils sehr viel langsamer. Im Zeitpunkt ϕ_{s III} ist eine Kraftgemischmenge in den Zylinder des Motors eingeströmt, die entsprechend den Betriebs­ bedingungen bemessen ist. Wiederum gibt nun­ mehr im Zeitpunkt ϕ_{s III} das Steuergerät 58 ein Abschalt­ signal an den Umschalter 54, so daß das Magnetventil 35 wie beschrieben abgeschaltet wird und das Einlaßventil 10 wie beschrieben schließt. In Fig. 2 ist zum Vergleich strichliniert noch eine Kurve III′ für den Hub des Ein­ laßventils eingezeichnet, bei welcher der zeitliche Öff­ nungsquerschnitt des Einlaßventils 10 identisch dem des zeitlichen Einlaßquerschnittes bei einem Hubverlauf gemäß Kurve III ist. In beiden Fällen strömt in den Zylinder des Verbrennungsmotors die gleiche Kraftstoff­ gemischmenge ein. Bei dem Hubverlauf nach Kurve III′ ist das Magnetventil 35 wie im Vollastbetrieb während der Hubbewegung des Ventilsteuernockens 14 geschlossen. Zur Erzielung der gleichen Zylinderfüllung muß bei dem Hubverlauf gemäß Kurve III′ das Magnetventil 35 zum Zeitpunkt ϕ′_{s III} geöffnet werden. Wie aus diesem Ver­ gleich deutlich wird, wird durch die erfindungsgemäße Einstellung eines Entlastungsquerschnittes für die Hubübertragungskammer 29 während des die Ventilöffnung bewirkenden Hubs des Ventilsteuernockens 14 durch das Magnetventil 35 eine wesentlich längere Öffnungszeit des Einlaßventils 10 erreicht, wodurch die der Schließung des Einlaßventils 10 folgende Evakuierungsphase im Zylin­ der mit ihren eingangs geschilderten Nachteilen beträcht­ lich verkürzt wird.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungs­ beispiel beschränkt. So kann auf die zweite Rückstell­ feder 50 verzichtet werden, wenn der Hub des Elektro­ magneten 43 und damit der Verschiebeweg der Ventilnadel 41 über den Erregerstrom für die Erregerwicklung 53 des Elek­ tromagneten 43 stufenlos einstellbar ist.

Claims (12)

1. Ventilsteuervorrichtung zum Steuern des Öffnens und Schließens eines von einem Ventilsteuernocken einer Nockenwelle über einen axial verschieblichen Ventilstößel betätigten Ventils in einer Hubkolben­ brennkraftmaschine mit einer zwischen dem Ventilsteuernocken und dem Ventilstößel angeordneten, druckgefüllten Hubübertragungskammer, die über eine ein elektrisch gesteuertes Ventil enthaltende Entlastungsleitung entlastbar ist zur Änderung ihrer zwischen Ventilsteuernocken und Ventilstößel wirksamen Axialausdehnung, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch gesteuerte Ventil ein Magnetventil (35) ist mit einem Ventilschließglied (41), das den Durchtrittsquerschnitt (40) der Entlastungsleitung (38, 39) steuert und mit dem Schließen der Entlastungsleitung den Beginn der Öffnung des Ventils der Brennkraftmaschine und mit dem Öffnen das Schließen den Ventils der Brennkraftmaschine steuert und das in einem ersten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine für die Dauer des Öffnens des Ventils der Brennkraftmaschine ganz geschlossen ist und innerhalb eines zweiten Betriebsbereiches für die Dauer der Öffnung des Ventils der Brennkraftmaschine nur zum Teil bis auf einen Teil­ entlastungsquerschnitt der Entlastungsleitung geschlossen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einstellung des Teil­ entlastungsquerschnittes der Öffnung (40) nur im Leerlauf- und unteren Teillastbetrieb der Brenn­ kraftmaschine erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung von einer Durchflußöffnung (40) eines elektromagneti­ schen Steuerventils (35) gebildet ist, das in einer mit der Hubübertragungskammer (29) verbundenen Druck­ mittelleitung (30) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Steuerventil (35) einen die Durchflußöffnung (40) umgebenden Ventil­ sitz (52) und eine mit dem Ventilsitz (52) zum Ein­ stellen des Entlastungsquerschnittes zusammenwirken­ de Ventilnadel (41) aufweist und daß die Ventilna­ del (41) mit dem Anker (42) eines Elektromagneten (43) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der Ventilnadel (41) eine Rückstellfeder (46) angreift, die bei unerreg­ tem Elektromagneten (43) die Ventilnadel (41) in ihrer den vollen Querschnitt der Durchflußöffnung (40) frei­ gebenden Ventiloffenstellung hält.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit der Ventilnadel (41) eine nach einem vorgegebenen Verschiebeweg (s₁) der Ventilnadel (41) aus der Ventiloffenstellung wirksam werdende zweite Rückstellfeder (50) in Verbindung steht, deren Wirkrichtung mit der der ersten Rückstell­ feder (46) gleichgerichtet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Rückstellfeder (50) eine steilere Federcharak­ teristik aufweist als die erste Rückstellfeder (46) und vorgespannt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebe­ weg (s₁) der Ventilnadel (41) bis zum Wirksam­ werden der zweiten Rückstellfeder (50) so bemessen ist, daß vor deren Ansprechen die Durchflußöffnung (40) auf den Entlastungsquerschnitt eingestellt ist, und daß an dem Elektromagneten (43) eine die Rück­ stellkraft der ersten Rückstellfeder (46) überwin­ dende Teilerregung anlegbar ist.

9. Vorrichtung nach einem Ansprüche 6 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß zwi­ schen der Stirnseite der Ventilnadel (41) und dem Ventilsitz (52) eine axial verschiebbare Muffe (49) angeordnet ist, die sich unter der Wirkung der zwei­ ten Rückstellfeder (50) an einem Anschlag (51) abstützt, der derart angeordnet ist, daß bei in der Ventiloffen­ stellung befindliche Ventilnadel (41) die Muffe (49) mit Abstand vor der Ventilnadel (41) in deren Verschiebe­ weg liegt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (35) druckausgeglichen ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschalter (54) zum Umschalten des Elek­ tromagneten (43) von Teil- auf Vollerregung und umgekehrt vorgesehen ist, und daß der Umschalter (54) in Abhängigkeit von einem vorzugsweise am Fahrpedal (61) des Fahrzeugs abgenommenen Last­ signal und der Motordrehzahl gesteuert ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließzeitpunkt des Ventils (10) in Abhängigkeit von der Laufruhe der Brennkraftma­ schine korrigierbar ist.