DE4407585C2 - Variable Ventilsteuerung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur hydraulischen Betätigung von federvorgespannten
Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
sowie eine nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung mit den im Oberbegriff des
Anspruchs 4 genannten Merkmalen.
Eine solche Ventilsteuerung ist aus dem JP-Abstract 62-10 409 bekannt. Dort werden die
Betätigungen eines Gaswechselventils und die Kraftstoffeinspritzung mit einer gemeinsamen
Hydraulikdruckquelle bewerkstelligt. Druckfluid wird über eine Regelventileinheit aus der
als Akkumulatorspeicher ausgebildeten Hydraulikdruckquelle dem Gaswechselventil
zugesteuert. Über eine zweite Regelventileinheit wird Druckfluid außerdem einer
Hochdruck-Trennkolbenpumpe aufgeschaltet, deren Hochdruckseite von einem
Kraftstoffördersystem gespeist wird. Bei Druckbeaufschlagen des Trennkolbens wird der
Kraftstoff entsprechend der vorgesehenen Druckübersetzung über eine
Einspritzventileinrichtung eingespritzt. Die Regelventilstellungen werden von der
Drehwinkellage zugeordneter Nocken vorgegeben und sind an die Kurbelwellenstellung
gekoppelt.
Nachteilig bei dieser hydraulischen Ventileinrichtung ist der starr an den Kurbeltrieb
gekoppelte Betätigungsverlauf der Gaswechselventile. Damit sind auf spezielle
Betriebszustände des Motors ausgerichtete Schaltzustände der Gaswechselventile nicht
möglich. Ferner bedingt die ventilindividuelle Zu- und Ableitung von hochkomprimiertem
Hydraulikfluid einen erheblichen Energieaufwand des Motors, der sich in einem niedrigen
Motorgesamtwirkungsgrad auswirkt.
In der DE 39 09 822 A1 ist eine Einrichtung zur Betätigung und Steuerung von
Gaswechselventilen mittels einer Einspritzpumpe offenbart, bei der Hub und Öffnungszeiten
der Ventile in Abhängigkeit der Regelstangenstellung verändert werden können. Allerdings
sind auch bei dieser Einrichtung die Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile starr an den
Kurbeltrieb gekoppelt. Darüber hinaus kann dieser Druckschrift kein Hinweis auf Art und
Weise einer Ventilbetätigung bei Brennkraftmaschinen mit Druckspeicher-Einspritzsystem
entnommen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Betätigung hydraulischer Gaswechselventile aufzuzeigen, mittels welchen
der motorinterne Leistungsverbrauch reduziert und folglich der Gesamtwirkungsgrad
gesteigert werden kann.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem verfahrensmäßig mit den Merkmalen der in
Anspruch 1 gegebenen technischen Lehre erreicht; eine zur Durchführung dieses Verfahrens
geeignete vorrichtungsmäßige Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 4 gegeben.
Wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die Hintereinanderschaltung von Auslaß- und
Einlaßventilen, bei der der im Druckspeicher unter Hochdruck stehende Kraftstoff durch
entsprechende Schaltung der Steuerventile zunächst dem Auslaßventil zugesteuert wird,
bevor beim Schließvorgang des Auslaßventils dieselbe Kraftstoffmenge zur Betätigung des
Einlaßventils weitergeleitet wird. Bei geeigneter Auslegung der Hydraulik und akzeptabler
Ventilüberschneidung ermöglichen der kurze Öffnungs- bzw. Schließvorgang hydraulisch
betätigter Ventile so eine Mehrfachnutzung des im hochdruckbeaufschlagten Kraftstoff
gespeicherten Arbeitsvermögens. Durch diese Mehrfachnutzung muß erfindungsgemäß für
den gesamten Gaswechselvorgang deutlich weniger Hydraulikenergie aufgebracht werden
als vergleichsweise beim bisherigen direkten Einzelöffnen sowohl des Auslaß- als auch des
Einlaßventils mit jeweils dem im Hydrauliksystem vorliegenden Systemdruck.
Eine weitere Möglichkeit, um die für den gesamten Gaswechselvorgang von der
Motorleistung abgezweigte Energie zur Erzeugung des Hydraulikdrucks zu minimieren,
wird erfindungsgemäß in Weiterbildung der Erfindung dadurch realisiert, daß jeweils
zwischen dem Betätigen des Auslaßventils und der darauffolgenden Beaufschlagung des
nachgeordneten Einlaßventils eine Druckzwischenspeicherung für die ventilbetätigende
Kraftstoffmenge vorgesehen wird. Bei entsprechender Schaltung der jeweiligen
Steuerventile wird damit die beim schnellen Öffnen des Auslaßventils durch unmittelbares
Zusteuern des hohen Systemdrucks in der Schließfeder dieses Ventils gespeicherte
potentielle Energie zumindest teilweise wieder in Kraftstoffdruck zurückgewandelt und
so lange zwischengespeichert, bis dieser im Druckzwischenspeicher unter Hochdruck
abrufbereitstehende Kraftstoff dem Einlaßventil zugeschaltet wird. Beim Schließen bzw.
Entlasten des Einlaßventils wird der Kraftstoff mittels der Einlaßventilschließfeder in den
Kraftstofftank gefördert und damit wieder in den Systemkreislauf rückgeführt.
Neben dieser sich hieraus ergebenden günstigen Energiebilanz des Gaswechselventilspiels
schafft der erfindungsgemäße Druckzwischenspeicher die Voraussetzung für voneinander
unabhängige Öffnungs- und Schließvorgänge der Auslaß- und Einlaßventile. Die einzelnen
Ventile können dadurch nun zur Verbrauchsoptimierung in der Brennkraftmaschine zu jeder
beliebigen kennfeldabhängigen Steuerzeit, auch ohne Ventilüberschneidung, betätigt
werden. Insbesondere kann es beim Betrieb einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine ferner
vorteilhaft sein, die Kraftstoffentnahme zur Betätigung der Ventile und die
Kraftstoffeinspritzzeiten aufeinander abzustimmen, um damit störende Pulsationen im
Hochdruckspeicher aufgrund einer wiederkehrenden Entnahme verhältnismäßig großer
Kraftstoffmengen zu minimieren. Bei Hintereinanderschaltung von Aus- und Einlaßventilen
mit Druckzwischenspeicherung und entsprechend abgestimmter Steuerung der
Gaswechselventile werden jeweils wesentlich kleinere Kraftstoffmengen aus dem
Hochdruckspeicher abgeleitet. Folglich sind auch die sich daraus ergebenden
Druckschwankungen geringer, so daß das zur Druckschwingungsdämpfung vorgesehene
Volumen des Hochdruckspeichers auf ein Minimalmaß verkleinert werden kann.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung ist auf
wenige Teile begrenzt, da die wesentlichen Teile des Hydraulikkreislaufs bereits in Form des
Akkumulator-Einspritzsystems an der Brennkraftmaschine vorhanden sind. Der Kraftstoff
kann als Hydraulikfluid vom Akkumulator aus, je nach Schaltung der Steuerventile, zum
Öffnen der Ventile abgezweigt werden. Der aufgebaute und unabhängig von der
Kraftstoffbemessung in die Brennräume der Brennkraftmaschine ständig verfügbare, hohe
Kraftstoffdruck ermöglicht es ferner, daß die Abmessungen der Druckraumvolumina der
Hydraulikventile klein dimensioniert werden können. Der bauliche Aufwand beschränkt sich
somit auf die Ausbildung der Hydraulik-Gaswechselventilbaugruppen und das diese
Baugruppen verbindende Leitungssystem. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher
einfach aufgebaut und kann kostengünstig hergestellt und montiert werden.
Der einfache Aufbau und die geringe Zahl erforderlicher Vorrichtungsteile schaffen die
Voraussetzung für den Einsatz kostensparender Herstellungsverfahren. So ist in einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, das Leitungssystem
gegebenenfalls zusammen mit dem Druckzwischenspeicher in die Ventilgehäuseabdeckung
einzugießen.
Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die unterschiedliche
Dimensionierung der Ventilfedern. Die Ventilfeder des Auslaßventils ist wesentlich stärker
ausgebildet als die Ventilfeder des Einlaßventils. So können in der Zwischendruckleitung
auftretende Druckverluste ausgeglichen und unabhängig von den jeweiligen Steuerzeiten der
Gaswechselventile ein gleichbleibend gutes Öffnungs- und Schließverhalten beider Ventile
sichergestellt werden. Insbesondere dient die stark dimensionierte Ventilfeder des
Auslaßventils in Ausführungsformen mit Druckzwischenspeicherung dazu, den Kraftstoff
beim Schließvorgang des Auslaßventils in möglichst kurzer Zeit aus dem Ventildruckraum
in den Druckzwischenspeicher zu fördern. Einerseits wird damit ein zuverlässiges Schließen
des Auslaßventils in kurzer Zeit erreicht, andererseits kann damit ein relativ hoher
Zwischendruck erzeugt werden, was sich wiederum günstig auf das Öffnungsverhalten des
Einlaßventils auswirkt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den
übrigen Ansprüchen beschrieben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im
folgenden näher beschrieben. Darin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur variablen,
hydraulischen Betätigung der Gaswechselventile eingebunden in ein
Hochdruckeinspritzsystem einer nicht bzw. nur in Form eines
Ventilgehäuseausschnitts andeutungsweise dargestellten Brennkraftmaschine.
Das Einspritzsystem liegt als sogenanntes "Common-Rail-Einspritzsystem" vor, bei dem
eine Hochdruckpumpe 23 den Kraftstoff kontinuierlich in einen für mehrere Einspritzdüsen
7 gemeinsamen Hochdruckspeicher 21 fördert, und aus welchem die elektronisch geregelten
Einspritzdüsen wiederum kontinuierlich Kraftstoff ableiten. Das wesentliche Merkmal eines
"Common-Rail-Einspritzsystems" ist die bauliche Trennung der Funktionen
"Druckerzeugung" und "Kraftstoffzumessung". Diese Trennung ermöglicht es nämlich, daß
der Kraftstoff in einem Hochdruckspeicher 21 ständig unter einem konstanten Druck von
ca. 1000 bar gehalten werden kann und bei entsprechender Dimensionierung des
Hochdruckspeichervolumens dadurch als Hydraulikfluid zur Verfügung steht.
Bei dem dargestellten System saugt die Hochdruckpumpe 23 den Kraftstoff aus dem
Kraftstofftank 27 über einen Kraftstoffilter 26 an und fördert diesen durch eine Zuleitung
28 in den Hochdruckspeicher 21 des dargestellten Hochdruck-Hydrauliksystems 1. Die
Hochdruckpumpe 23 wird über einen hier nicht näher dargestellten Antrieb 25 von der
Brennkraftmaschine angetrieben und elektronisch geregelt. Die Hochdruckpumpe 23 ist so
dimensioniert, daß ihre Förderleistung den Kraftstoff in dem Hochdruckspeicher 21
konstant auf einem Druckniveau von ca. 1000 bar hält. Der Druck im Hochdruckspeicher
21 wird ständig von einer Steuereinheit 24 gemessen, welche in Abhängigkeit dieses
Druckes den Pumpenbetrieb steuert, um den Systemdruck auf den konstanten Wert
auszuregeln.
Von dem Hochdruckspeicher 21 zweigen zwei Leitungssysteme ab. Das erste
Kraftstoffeinspritzsystem leitet Kraftstoff durch die Kraftstoffzuleitung 8 mittels
elektronisch geregelter Einspritzventile 7 aus dem Hochdruckspeicher 21 ab und führt den
überschüssigen Kraftstoff über die Kraftstoffrückleitung 9 zurück in den Kraftstofftank 27.
Das Leitungssystem 12 bildet das zweite System und bindet das Auslaßventil 3 und das Einlaßventil
4 in das Hochdruck-Hydrauliksystem 1 mit ein.
Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines Leitungssystems 12 mit einem
Auslaßventil 3 und einem Einlaßventil 4 beschrieben wird, ist die Erfindung nicht nur auf die
Betätigung eines Auslaß- und eines Einlaßventils beschränkt, sondern es können sowohl
mehrere Auslaß- und Einlaßventile pro Zylinder in einem Hydraulikleitungssystem 12
zusammengefaßt sein, als auch mehrere derartige Hydraulikleitungssysteme,der Zahl der
Zylinder einer Brennkraftmaschine entsprechend, jeweils parallelgeschaltet an den
Hochdruckspeicher angeschlossen werden.
Die Ventile 3, 4 sind jeweils mit ihrem Ventilschaft 29, 30 im Ventilgehäuse 5 geführt und
liegen in der Ruhephase zwischen zwei Ventilspielen mit dem Ventilteller 31, 32 auf dem
Ventilsitz im Zylinderkopf 2 an. In dieser Stellung werden sie unter der Kraft der
Ventilfedern 10, 11 gehalten, welche sich ihrerseits gegen den Zylinderkopf 2 abstützen.
Das rückseitige Ende der Ventile 3, 4 endet jeweils in einem Druckraum, in welchen
wahlweise das Hydraulikfluid, der Kraftstoff, zur Ventilbetätigung zugeschaltet und/oder
abgeleitet wird. Die hierin schematisch dargestellten Hydraulikventile können in
unterschiedlichen Bauformen ausgebildet sein, ohne daß sich dadurch das Wesen der
Erfindung ändert. Erfindungswesentlich dagegen ist, daß das Auslaßventil 3 unmittelbar
über eine Hochdruckleitung 13 mit dem Hochdruckspeicher 21 verbunden ist und daß
sowohl die Beaufschlagung der Ventile 3, 4 mit dem druckbeaufschlagten Kraftstoff als
auch deren Entlastung über unabhängig steuerbare Steuerventile 17, 18, 19, 20 gesteuert
werden kann. Diese jedem Ventil 3, 4 jeweils in der kraftstoffzuführenden und in der
kraftstoffableitenden Leitung zugeordneten Steuerventile 17, 18, 19, 20 sind vorzugsweise
als elektronisch steuerbare Magnetventile ausgebildet, die in Abhängigkeit der
Kurbelwellenstellung und/oder anderen Motorparametern (z. B. pe, n) von der Steuereinheit
24 angesteuert und geschaltet werden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind ein
Auslaßventil 3 und ein Einlaßventil 4 in Reihe hintereinander geschaltet und über eine
Zwischendruckleitung 14 miteinander verbunden. Vom Einlaßventil 4 führt eine
Niederdruckleitung 15 zu dem Kraftstofftank 27 und damit wieder in dem
Einspritzsystemkreislauf zurück.
In der Zwischendruckleitung 14 ist ein Druckzwischenspeicher 16 vorgesehen, welcher
bevorzugt ebenso wie die Hochdruckleitung 13, die Zwischendruckleitung 14 und Teile der
Niederdruckleitung 15 in den Ventilgehäusedeckel eingegossen ausgebildet ist. Bedingt
durch die Anordnung des Zwischendruckspeichers 16 in der Zwischendruckleitung 14 kann
die Zu- bzw. Abführung von Kraftstoff in den bzw. vom Zwischendruckspeicher 16 mittels
entsprechender Schaltung der Steuerventile 18, 19 gesteuert werden.
Der Druckzwischenspeicher 16 selbst umschließt ein Speichervolumen, welches mittels
eines Trennkolbens 35 in zwei Teilräumen, die Kraftstoffkammer 38 und die Federkammer
39, mit variablen Volumina unterteilt ist. Dazu ist der Trennkolben 35 axial verschieblich in
den Druckzwischenspeicher 16 eingesetzt und bildet die verschiebbare Begrenzung
zwischen der Kraftstoffkammer 38 und der Federkammer 39.
Die Federkammer 39 ist auf der dem Trennkolben 35 in axialer Richtung
gegenüberliegenden Stirnseite durch einen in den Ventildeckel eingeschraubten
Gewindestopfen 37 begrenzt, in den eine Entlüftungsbohrung 40 eingeformt ist. In die
Federkammer 39 ist eine Druckfeder 36 eingesetzt, welche sich mit einem Ende am
Gewindestopfen 37 abstützt, während ihr anderes Ende in axialer Richtung auf dem
Trennkolben 35 aufliegt und diesen axial in Richtung Kraftstoffraum 38 vorspannt. Die
Kraftstoffkammer 35 ist einlaßseitig und auslaßseitig in die Zwischendruckleitung 14
geschaltet und bildet das eigentliche Aufnahmevolumen für den Kraftstoff.
Anstelle der Druckfeder 36 kann auch ein bestimmtes Luftvolumen oder jedes andere
Medium mit ausreichender Kompressibilität in die Federkammer 39 eingeschlossen werden,
um ein viskoelastisches oder gasförmiges Druckpolster für die Belastung des Trennkolbens
35 zu schaffen. Ferner kann der Trennkolben 39 durch eine Membrane ersetzt werden, die
das Druckzwischenspeichervolumen in die Federkammer 39 und die Kraftstoffkammer 35 dicht
unterteilt.
Ist darüber hinaus die Entlüftungsbohrung 40 über entsprechende Flansche mit einem
Versorgungssystem verbunden, mittels welchem die Menge des in der Federkammer 39
eingeschlossenen Mediums verändert werden kann, dann lassen sich dadurch der
Zwischenspeicherdruck pzw und abhängig davon die Öffnungs- bzw. Schließzeiten der
Ventile 3, 4 beeinflussen.
Nachfolgend wird die Funktion der zuvor beschriebenen Vorrichtung über den Verlauf eines
vollständigen Ventilspiels ausgehend von dem mit unter einem Druck von ca. 1000 bar
stehenden Kraftstoff gefüllten Hochdruckspeichers 21 beschrieben.
In der Ruhelage der Gaswechselventile 3, 4 sitzen deren Ventilteller 31, 32 auf ihrem Sitz
im Zylinderkopf 2 auf. In dieser Ruhephase sind sämtliche Steuerventile 17, 18, 19, 20 in
ihrer Schließstellung. Zur Betätigung des Auslaßventils 3 wird zunächst das Steuerventil 17
geöffnet, wodurch der unter Hochdruck stehende Kraftstoff zur Betätigung des
Auslaßventils 3 zugeleitet wird. Da das Steuerventil 18 nach wie vor geschlossen ist,
verdrängt der mit hohem Druck zuströmende Kraftstoff das Auslaßventil 3 in Pfeilrichtung
33 gegen die Vorspannung der Ventilfeder 10 nach unten. Ist das Auslaßventil 3 nach einer
vorgegebenen Zeit ausreichend weit geöffnet, schließt das Steuerventil 17, und das
Steuerventil 18 wird von seiner geschlossenen Stellung in Durchlaßstellung geschaltet.
Dadurch kann der das Auslaßventil betätigende Kraftstoff durch das Steuerventil 18 über
die Zwischendruckleitung 14 aus dem Druckraum des Auslaßventils 3 in die
Kraftstoffkammer 38 des Druckzwischenspeichers 16 überströmen. Durch diese
Ansteuerung wird der Schließvorgang des Auslaßventils 3 eingeleitet, und das Ventil 3 wird
unter Wirkung der Rückstellkraft der Ventilfeder 10 in Pfeilrichtung 33 nach oben in seine
Ausgangslage zurückbewegt. Da das Steuerventil 19 geschlossen ist, wird sämtlicher
Kraftstoff aus dem Druckraum des Auslaßventils 3 in die Kraftstoffkammer 38 gepreßt, und
dort unter der Wirkung der Schließfederkraft des Auslaßventils 3 mit einem bestimmten
Zwischendruck pzw beaufschlagt. Diese Druckbeaufschlagung des zwischengespeicherten
Kraftstoffs wird mit Hilfe des vorgespannten Trennkolbens 35 erreicht, welcher von dem in
die Kraftstoffkammer 38 einströmenden Kraftstoff entweder gegen die Kraft der Druckfeder
36 oder des komprimierten, oben erwähnten Druckpolsters nach oben verdrängt wird und
dadurch den Kraftstoff unter entsprechend hohen Druck setzt. Ein hierfür erforderliches
Abstimmen der hydraulischen Druckverhältnisse kann durch entsprechende Gestaltung bzw.
Dimensionierung der Federstärken und Wirkflächen erreicht werden.
Ist nun das Auslaßventil 3 in seiner Ausgangsstellung angelangt, wird das Steuerventil 18
geschlossen und der unter Druck stehende Kraftstoff ist im Druckzwischenspeicher 16
gespeichert. Entsprechend der Einlaßventilsteuerzeiten wird nun das Steuerventil 19
geöffnet und dadurch das Einlaßventil 4 mit dem zwischengespeicherten Kraftstoff
beaufschlagt. Auch das Einlaßventil 4 wird nun unter Einwirkung des Kraftstoffs gegen die
Kraft der Ventilschließfeder 11 in Pfeilrichtung 34 nach unten bewegt und dadurch der
Ventilteller 32 aus seinem Sitz angehoben, um so den Einlaßkanal zu öffnen.
Bei dem beschriebenen Verfahren ist es erfindungswesentlich, daß die Kraft der Schließfeder 11
und das Arbeitsvermögen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs derart exakt aufeinander
abgestimmt sind, daß das Einlaßventil 4 in der gewünschten Weise geöffnet werden kann.
Zum Schließen des Einlaßventils 4 wird das Steuerventil 19 geschlossen und das
Steuerventil 20 geöffnet, so daß der Kraftstoff durch die Niederdruckleitung 15 nunmehr
unter der Wirkung der Rückstellkraft der Ventilfeder 11 zurück in den Kraftstofftank 27
gefördert wird. Ist das Einlaßventil 4 schließlich wieder in seiner Schließstellung angelangt,
wird das Steuerventil 20 geschlossen und das Ventilspiel beginnt von neuem.
Bezugszeichenliste
1 Hochdruck-Hydraulik-System
2 Zylinderkopf
3 Auslaßventil
4 Einlaßventil
5 Ventilgehäuse
6 Ventilgehäusedeckel
7 Einspritzventil
8 Kraftstoffzuleitung
9 Kraftstoffrückleitung
10 Ventilfeder
11 Ventilfeder
12 Leitungssystem
13 Hochdruckleitung
14 Zwischendruckleitung
15 Niederdruckleitung
16 Zwischendruckspeicher
17 Steuerventil
18 Steuerventil
19 Steuerventil
20 Steuerventil
21 Hochdruckspeicher
22 Rückschlagventil
23 Hochdruckpumpe
24 Steuereinheit
25 Antrieb
26 Kraftstoffilter
27 Kraftstofftank
28 Zuleitung
30 Ventilschaft
31 Ventilteller
32 Ventilteller
33 Pfeilrichtung
34 Pfeilrichtung
35 Trennkolben
36 Druckfeder
37 Gewindestopfen
38 Kraftstoffkammer
39 Federkammer
40 Entlüftungsbohrung
2 Zylinderkopf
3 Auslaßventil
4 Einlaßventil
5 Ventilgehäuse
6 Ventilgehäusedeckel
7 Einspritzventil
8 Kraftstoffzuleitung
9 Kraftstoffrückleitung
10 Ventilfeder
11 Ventilfeder
12 Leitungssystem
13 Hochdruckleitung
14 Zwischendruckleitung
15 Niederdruckleitung
16 Zwischendruckspeicher
17 Steuerventil
18 Steuerventil
19 Steuerventil
20 Steuerventil
21 Hochdruckspeicher
22 Rückschlagventil
23 Hochdruckpumpe
24 Steuereinheit
25 Antrieb
26 Kraftstoffilter
27 Kraftstofftank
28 Zuleitung
30 Ventilschaft
31 Ventilteller
32 Ventilteller
33 Pfeilrichtung
34 Pfeilrichtung
35 Trennkolben
36 Druckfeder
37 Gewindestopfen
38 Kraftstoffkammer
39 Federkammer
40 Entlüftungsbohrung
Claims (9)
1. Verfahren zur hydraulischen Betätigung von in ihrer Schließstellung federvorgespannten (10, 11)
Gaswechselventilen (3, 4) einer Brennkraftmaschine, bei dem unter im wesentlichen konstanten
Hochdruck stehender Kraftstoff eines aus einem Hydraulik-System mit Hochdruckspeicher (21)
bestehenden Kraftstoff-Einspritzsystems der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit der
Kurbelwellenstellung und weiterer kennfeldabhängiger Parameter mittels Steuerventilen (17 bis 20)
auf die Gaswechselventile (3, 4) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der vom
Hochdruckspeicher (21) kommende Kraftstoff (12, 13) nacheinander zunächst dem Auslaßventil (3)
zugeleitet wird, um dieses zu öffnen, und dann beim Schließen des Auslaßventils (3) unter
Wirkung seiner Schließfeder (10) dem Einlaßventil (4) zugeleitet (18, 19) wird und dieses so lange
geöffnet hält, bis eine Niederdruckleitung (15) freigegeben (20) und das Einlaßventil (4) mittels
seiner Ventilfeder (11) geschlossen wird, wobei der Kraftstoff beim Schließen des Einlaßventils
(4) auf eine Zuleitung (15) zum Kraftstofftank (27) abgesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Auslaßventil (3)
betätigende Kraftstoff beim Schließen des Auslaßventils (3) in einen
Druckzwischenspeicher (16) geleitet, dort zwischengespeichert und von dort zum
Einlaßventil (4) hin entladen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mehrere Zylinder mit jeweils mindestens
zwei hintereinandergeschalteten Gaswechselventilen (3, 4) in Abhängigkeit der Kurbelwellenstellung
und weiterer kennfeldabhängiger Parameter betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kraftstoffentnahme aus dem Hochdruckspeicher (21) zur Betätigung des jeweiligen
Auslaßventils (3) auf die Einspritzzeiten der Brennkraftmaschine abgestimmt ist und der
Kraftstoff zu Zeiten entnommen wird, wenn keine Einspritzung erfolgt.
4. Vorrichtung zur variablen, hydraulischen Steuerung von durch Schließfedern (10, 11) belasteten
Gaswechselventilen (3, 4) einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, mit:
- - einem Kraftstoff-Einspritzsystem mit Hochdruckpumpe (23) und Hochdruckspeicher (21),
- - einem geschlossenen Leitungssystem (12), welches die Gaswechselventile (3, 4) mit dem Kraftstoffkreislauf des Einspritzsystems verbindet, und
- - mit Steuerventilen (17, 18, 19, 20), mittels welchen die Gaswechselventile (3, 4) in Abhängigkeit der Kurbelwellenstellung und weiterer kennfeldabhängiger Parameter zum Öffnen mit dem Kraftstoffdruck beaufschlagt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Auslaßventil (3) und ein Einlaßventil (4) desselben
Zylinders über eine Zwischendruckleitung (14) bezüglich der
Kraftstoffströmungsrichtung in Reihe miteinander verbunden sind, wobei in der
Zwischendruckleitung (14) mindestens ein Steuerventil (18) vorgesehen ist, welches
wahlweise schaltbar ist, um ein Überströmen des Kraftstoffs vom stromaufwärts gelegenen
Auslaßventil (3) zum stromabwärtigen Einlaßventil (4) zu ermöglichen, und daß die
Ventilfeder (10) des Auslaßventils (3) stärker dimensioniert ist als die Ventilfeder (11) des
Einlaßventils (4).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Zwischendruckleitung (14) zwischen den Gaswechselventilen (3, 4) ein Zwischendruckspeicher (16)
vorgesehen ist, wobei der Zu- und Ablauf des Kraftstoffs zu bzw. vom
Zwischendruckspeicher (16) jeweils mittels eines Steuerventils (18, 19) steuerbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der die Gaswechselventile (3, 4) in einem
Ventilgehäuse (5) angeordnet sind, welches mittels eines Ventilgehäusedeckels (6)
abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (12) in den
Ventilgehäusedeckel (6) integriert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zwischendruckspeicher (16) in den Ventilgehäusedeckel (6) integriert ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuerventile (17, 18, 19, 20) als elektronisch gesteuerte Magnetventile ausgebildet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4407585A DE4407585C2 (de) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | Variable Ventilsteuerung |
Applications Claiming Priority (1)
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