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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verbrennungsmotor,
der mit einen Ventilsteuermechanismus ausgestattet ist.
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Hintergrund
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Im
Stand der Technik von Verbrennungsmotoren wurde eine Anzahl von
Designs vorgeschlagen, um Ventilantriebe für Einlass- und/oder Auslassventile
zu erzielen, die zwischen unterschiedlichen Ventilhubmodi umschalten
können,
bei denen die Ventilhubkurven sich voneinander unterscheiden. Umschaltvorgänge zwischen
den Modi werden üblicherweise
durch mechanische Anordnungen an den Ventilstößeln erreicht, wie beispielsweise
in
US 6,332,445 gezeigt.
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Es
muss ein hohes Maß an
Sicherheit geben, dass die Umschaltvorgänge zwischen den Ventilmodi
nicht während
bestimmter kritischer Phasen des Ventilhubbetriebes ausgeführt werden.
Ein Grund hierfür
ist, dass Risiken von in dem Motor auftretenden Beschädigungen
vermieden werden sollen. Ein weiterer Grund ist, dass es möglich sein muss,
für jeden
Zylinder den Zyklus vorherzusagen, in welchem der Moduswechsel ausgeführt wird.
Falls ein Moduswechsel in einem Zyklus ausgeführt wird, der zu dem vorhergesagten
Zyklus unterschiedlich ist, könnte
es einen Mangel an Koordination zwischen dem Ventilhub und anderen
Parametern, wie der einzuführenden
Luftmenge geben, was wiederum zu einer Fehlzündung führen könnte. Daher muss sichergestellt
werden, dass Moduswechsel in bestimmten Triggerfenstern zwischen
jedem Ventilhubvorgang des Motors ausgeführt werden. Diese Fenster sind üblicherweise
relativ klein, und bei hohen Motordrehzahlen kann ihre Zeitdauer
sehr kurz sein, was die Gefahr erhöht, dass infolge der Ungenauigkeit
des Systems ein Moduswechsel in einer kritischen Phase des Ventilzuges
oder in einem nicht vorhergesagten Zyklus ausgeführt wird.
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Darstellung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Gefahr von Beschädigungen
eines Verbrennungsmotors zu vermindern, der dazu ausgelegt ist,
selektiv in unterschiedlichen Modi im Hinblick auf die Hubeigenschaften
der Ventile des Motors zu laufen.
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Es
ist ebenso eine Aufgabe der Erfindung, einen sanften Betrieb des
Motors sicherzustellen und die Gefahr eines fehlenden Komforts für den Fahrer und
die Passagiere eines Fahrzeugs infolge von Störungen des Motorbetriebes zu
vermindern.
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Diese
Aufgaben werden mit einem Verbrennungsmotor mit einer Mehrzahl von
Zylindern gelöst, wobei
mindestens ein Ventil an jedem Zylinder dazu ausgelegt ist, durch
eine Ventilbetätigungsanordnung betätigt zu
werden, wobei die Ventilbetätigungsanordnung
mindestens zwei Betätigungseinstellmechanismen
aufweist, die jeweils dazu ausgelegt sind, eine erste Position einzunehmen,
in der zumindest eines der Ventile entsprechend einem ersten Ventilhubmodus
betätigt
werden kann, und eine zweite Position einzunehmen, in der mindestens
eines der Ventile entsprechend einem zweiten Ventilhubmodus betätigt werden
kann, wobei die Position mindestens eines Betätigungseinstellmechanismus
für mindestens
ein Ventil an einem ersten Satz von Zylindern durch ein erstes Mechanismussteuersystem
steuerbar ist. Die Position mindestens eines Betätigungseinstellmechanismus
für mindestens
ein Ventil an einem zweiten Satz von Zylindern ist durch ein zweites Mechanismussteuersystem
einstellbar, wobei der erste Satz von Zylindern aus Zylindern besteht,
die in einer Zündfolge
aufeinanderfolgen, und zwar während
des Betriebes des Motors entsprechend mindestens einem Motorbetriebsmodus.
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Da
separate Steuersysteme für
die Betätigungseinstellmechanismen
für separate
Sätze von Zylindern
vorgesehen sind und ein Satz von Zylindern mit der Feuerungs- oder
Zündsequenz
des Motors korreliert ist, sodass die Zündung nacheinander in dem Satz
von Zylindern stattfindet, gibt es größere Triggerfenster, die zum
Aktivieren der Betätigungseinstellmechanismen
an einem Satz von Zylindern vorgesehen sind, während die Zündungen in einem anderen Satz
von Zylindern stattfinden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Nachfolgend
wird die Erfindung näher
mithilfe der Zeichnungen beschrieben, in denen
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1, 2 und 3 zeigen
schematisch eine Anordnung an einem Zylinder in einem Verbrennungsmotor,
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4 zeigt
eine schematische Ansicht eines Teils eines Verbrennungsmotors gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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5 zeigt
ein Diagramm, das kritische Phasen der Ventilhubvorgänge des
Motors aus 4 zeigt;
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6 zeigt
eine schematische Ansicht eines Teils eines Verbrennungsmotors gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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7 zeigt
ein Diagramm, das kritische Phasen der Ventilhubvorgänge des
Motors aus 6 zeigt;
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8 zeigt
eine schematische Ansicht eines Teils eines Verbrennungsmotors gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung,
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9 zeigt
ein Diagramm, das kritische Phasen der Ventilhubvorgänge des
Motors aus 8 zeigt.
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Ausführliche
Beschreibung
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1 zeigt
schematisch eine Anordnung an einem Zylinder in einem Verbrennungsmotor.
Der Motor umfasst sechs Zylinder, die im wesentlichen entlang einer
geraden Linie angeordnet sind. Die Zylinder könnten mit Zündmitteln in jedem Zylinder
ausgestattet sein, d.h. in der Form einer oder mehrerer Zündkerzen,
oder der Motor könnte
zur Kompressionszündung
ausgelegt sein. An jedem Zylinder sind ein, zwei oder mehr Einlassventile,
und ebenso ein, zwei oder mehr Auslassventile vorgesehen. Zur Vereinfachung
dieser Darstellung ist in 1 nur ein Ventil 11 gezeigt.
Das Ventil 11 ist dazu ausgelegt, durch eine Ventilbetätigungsanordnung 12 mit
einer Nockenwelle 13 betätigt zu werden. 1 zeigt
einen Teil der Ventilbetätigungsanordnung 12 und
das Ventil 11 in Positionen, in denen das Ventil nicht
angehoben ist. Dabei wird angenommen, dass alle Ventile in jedem
Zylinder durch eine Nockenwelle betätigt werden, jedoch ist es
ebenso möglich,
dass nur eines oder einige der Ventile durch die Nockenwelle angetrieben
werden, und das andere auf andere Weise angetrieben werden, beispielsweise
elektromagnetisch. Es ist ebenso möglich, dass zwei oder mehr Nockenwellen
verwendet werden, jeweils für
unterschiedliche Ventile zu jedem Zylinder und/oder Ventile in unterschiedlichen
Zylindern.
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Die
Ventilbetätigungsanordnung 12 umfasst Nocken 14, 15 an
einer Nockenwelle 13 und Nockenstößel 13 an jedem Ventil 11,
die zwischen den Nockenwellen 13 und den Ventilen 11 angeordnet
und jeweils dazu ausgelegt sind, Bewegungen von der Nockenwelle
auf die jeweiligen Ventile 11 zu übertragen. Es ist ebenso möglich, dass
ein, einige oder alle Ventilstößel 16 dazu
ausgelegt sind, Bewegungen auf jeweils mehr als ein Ventil zu übertragen.
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Der
Motor ist dazu ausgelegt, selektiv in zwei Ventilhubmodi zu laufen,
die sich im Hinblick auf die Ventilhubeigenschaften unterscheiden,
welche die Dauer und/oder den Abstand der Ventilbewegung, d.h. den
Hub, beeinflussen. Die Erfindung ist ebenso auf Motoren anwendbar,
die dazu ausgelegt sind, in mehr als zwei Ventilhubmodi zu laufen.
Die Ventilbetätigungsvorrichtung 12 umfasst
Betätigungseinstellmechanismen 17,
die jeweils an einem Ventilstößel 16 angeordnet
sind, wie nachfolgend beschrieben. Jeder Betätigungseinstellmechanismus 17 ist
dazu ausgelegt, den jeweiligen Ventilstößel 16 derart einzustellen,
um Wechsel von einem Ventilhubmodus zu einem anderen auszuführen.
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Zusätzlich zu
unterschiedlichen Ventilhubmodi kann der Motor dazu ausgelegt sein,
in unterschiedlichen Betriebsmodi zu laufen. Die letzteren können Taktmodi
umfassen, wie einen Viertaktmodus oder einen Achttaktmodus. In einem
Motor mit Nockenwellen betätigten
Ventilen kann ein Achttaktmodus mit einer Zylinderdeaktivierung
erzielt werden, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Die Erfindung
ist ebenso auf Motoren anwendbar, bei denen alle Ventile unabhängig von
der Kurbelwelle betätigt werden.
Als ein Beispiel kann die Ventilbetätigungsanordnung Geräte zur elektromagnetischen
Betätigung
der Ventile umfassen. Selbst wenn die Ventile unabhängig von
der Kurbelwelle betätigt
werden, kann die Ventilbetätigungsanordnung
Betätigungseinstellmechanismen
zum Umschalten zwischen unterschiedlichen Ventilhubmodi umfassen.
In einem Motor, bei welchem die Ventile unabhängig von der Kurbelwelle betätigt werden,
können
zahlreiche unterschiedliche Motorbetriebsmodi in der Form von Taktmodi
erzielt werden, beispielsweise 2-, 4-, 6-, acht-, 12- oder 16-Taktmodus.
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1 zeigt
schematisch ein Ventil 11 und einen Teil der Ventilbetätigungsanordnung 12 in
Positionen, in denen das Ventil nicht angehoben ist. Die Ventilbetätigungsanordnung 12 umfasst
für jedes Ventil
einen ersten Nocken, der nachfolgend als unterer Hubnocken 14 bezeichnet
wird, und einen zweiten Nocken, der nachfolgend als oberer Hubnocken 15 bezeichnet
wird, und zwar an der Nockenwelle 13. Der obere Hubnocken 15 besitzt
eine größere Exzentrizität als der
untere Hubnocken 14. Der obere Hubnocken 15 kann
ebenso oder alternativ ein anderes Profil besitzen als der untere
Hubnocken, und zwar derart, um unterschiedliche Ventileigenschaften
während
Teilen oder während
des gesamten Hubvorgangs bereitzustellen, und ebenso eine unterschiedliche
Dauer und/oder Timing des Hubvorgangs.
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Der
Ventilstößel 16 umfasst
zwei Teile, einen Hauptteil 16a und einen zusätzlichen
Teil, der hier als oberer Hubteil 16b bezeichnet wird,
wobei der obere Hubteil 16b in Bezug auf den Hauptteil 16a in
einer Richtung senkrecht zu der Nockenwelle 13 bewegbar und
zu der Nockenwelle mittels einer Feder 16 vorgespannt ist.
Der Betätigungseinstellmechanismus 17 kann
eine erste Position, in welcher ein erster Ventilmodus, der in diesem
Beispiel auch als unterer Hubmodus bezeichnet wird, bewirkt werden
kann, einnehmen. Der Betätigungseinstellmechanismus 17 umfasst
eine Arretiervorrichtung mit einem Arretierstift 17a. In
der ersten Position des Betätigungseinstellmechanismus 17 ist
der Arretierstift 17a in einem ersten Raum 17b mit
einer Begrenzung, die eine längliche
Form besitzt, in dem oberen Hubteil 17b gelegen. Dabei
ist die Arretiervorrichtung in einer unarretierten Position.
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2 zeigt
schematisch das Ventil 11 und einen Teil der Ventilbetätigungsanordnung 12 bei
maximalem Hub des Ventils 11 in dem unteren Hubmodus. Der
untere Hubnocken 14 schiebt den Ventilstößel 16 und
das Ventil 11, an welchem der obere Hubnocken 15 den
oberen Hubteil 16b entlang des Hauptteils 16a schicht,
ohne auf das Ventil 11 zu wirken.
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Unter
Bezugnahme auf 1, kann der Arretierstift 17a in
einen zweiten Raum 17c in dem Hauptteil 16a mit
einem durch einen Fülldurchgang 18 eines
Mechanismussteuersystems bereitgestellten hydraulischen Druck bewegt
werden, von dem ein Teil in 1 gezeigt
ist und das, zumindest wenn das Ventil nicht angehoben ist, mit
dem ersten Raum 17b kommuniziert. Um von dem ersten Ventilhubmodus
in einen zweiten Ventilhubmodus umzuschalten, der in diesem Beispiel
als oberer Hubmodus bezeichnet wird, wird der Arretierstift durch
den hydraulischen Druck, welcher durch den Öldurchgang 18 bereitgestellt
wird, teilweise in den zweiten Raum 17c bewegt, damit der
Betätigungseinstellmechanismus 17 eine
zweite Position einnimmt, hier eine Arretierposition. Dabei wird
der obere Hubteil 16b an dem Hauptteil 16a arretiert.
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Eine
Feder 17d sorgt für
ein Bewegen des Arretierstifts 17a aus dem zweiten Raum 17c,
wenn der hydraulische Druck gelöst
wird. Dabei wird ein Umschalten von dem oberen Hubmodus zu dem unteren
Hubmodus möglich.
Alternativ kann der Arretierstift aus dem zweiten Raum 17c durch
einen hydraulischen Druck in einem zusätzlichen Öldurchgang, der mit dem zweiten
Raum 17c kommuniziert, bewegt werden.
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3 zeigt
schematisch das Ventil 11 und einen Teil der Ventilbetätigungsanordnung 12 bei
maximalem Hub des Ventils 11 in dem oberen Hubmodus. Der
obere Hubnocken 15 wirkt auf das Ventil 11 über das
obere Hubteil 16b, den Arretierstift 17a und den Hauptteil 16a.
Die Ventilbetätigungseinrichtung
in 1, 2 und 3 entspricht
schematisch einem CPS (Camprofileshifiting-Nockenprofilumschalt) System.
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Wie
anhand des obigen ersichtlich ist, kann ein Umschalten von Ventilmodi
nicht ausgeführt
werden, wenn das Ventil in dem Vorgang des Hebens ist, da Teile
des Betätigungseinstellmechanismus 17b, d.h.
der Arretierstift 17a, der erste Raum 17b und
der zweite Raum 17c sauber in Bezug zueinander positioniert
sein müssen,
damit der Arretierstift sich in die Arretierposition oder aus dieser
heraus bewegen kann. Ebenso könnten,
wenn ein Umschalten von dem unteren zu dem oberen Hubmodus während der anfänglichen
Phase des Hubvorganges eines Ventils versucht wird, unter Bezugnahme
auf 1, die Relativbewegung zwischen dem Hauptteil 16a und
dem oberen Hubteil 16b und die gleichzeitige Bewegung des
Arretierstifts 17a zu dem zweiten Raum 17c zu einem übermäßigen Verschleiß oder zu
Beschädigungen
bestimmter Teile führen.
Dieses Problem besteht bei allen Ventilbetätigungsanordnungen, bei denen
ein Umschalten zwischen unterschiedlichen Ventilhubmodi mittels
Arretiermechanismen bewirkt werden, von denen unterschiedliche Teile
sich in Bezug zueinander während
der Ventilhubvorgänge
bewegen.
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Somit
müssen
die Ventilmodusumschaltvorgänge
während
Kurbelwellenwinkelintervallen zwischen den Ventilhubvorgängen oder
zumindest zwischen kritischen Phasen der Ventilhubvorgänge ausgeführt werden.
In dem obigen Beispiel liegt eine solche kritische Phase vor, wenn
unterschiedliche Teile, d.h. unter Bezugnahme auf 1 der
Hauptteil 16a und der obere Hubteil 16b, des jeweiligen
Betätigungseinstellmechanismus
beginnen, sich in Bezug zueinander zu bewegen. Typischerweise bezeichnet in
einem CPS-System eine solche kritische Phase einschließlich Sicherheitsaufschlägen etwa
10 CA (Crankshaft angle degrees – Kurbelwellenwinkelgrade).
Allerdings kann die Dauer der kritischen Phase in Abhängigkeit
von der Art des verwendeten Betätigungseinstellmechanismus
oder den Toleranzen in dem Ventilzug variieren. In einem Viertaktbetriebsmodus
eines Sechszylindermotors gibt es zumindest im Durchschnitt 120
CA zwischen der jeweiligen Einlassventilbetätigung oder der jeweiligen
Auslassventilbetätigung.
Falls dann der Öldurchgang 18 (1) mit
Betätigungseinstellmechanismen aller
Zylinder kommuniziert, gibt es Fenster von etwa 110 CA, in denen
Modiwechsel ausgeführt
werden können.
Dies ist ein relativ geringes Intervall, das hohe Anforderungen
an die Genauigkeit eines Steuersystems für die Betätigungseinstellmechanismen
stellt.
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Als
zwei Teile eines hydraulischen Systems oder zwei hydraulisches Systeme,
die separat gesteuert werden können
und von denen jedes über
jeweilige Öldurchgänge mit
Betätigungseinstellmechanismen
eines separaten Satzes von Zylindern kommuniziert, gibt, können die
Fenster für
Ventilhubmoduswechsel größer sein.
Nimmt man an, dass in einem Reihensechszylindermotor die Zylinder
mit 1, 2, 3, 4, 5, 6 entsprechend
ihrer relativen räumlichen
Position bezeichnet sind, umfasst ein Satz die Zylinder 1, 2 und 3 und
ein anderer Satz umfasst die Zylinder 4, 5 und 6,
und ebenso die Zündsequenz
des Motors 1-5-3-6-2-4 ist. Dann gibt es in einem Viertaktbetriebsmodus
des Motors in jedem Satz zumindest im Durchschnitt 240 CA zwischen
den Anfängen
der Ventilhubvorgänge,
was Fenster von 230 CA für
Modusumschaltbetätigungen
lässt,
falsch kritische Phasen der Ventilhubvorgänge berücksichtigt werden.
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4 zeigt
eine schematische Ansicht eines Teils des Verbrennungsmotors gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung und mit der Anordnung, die in 1, 2 und 3 gezeigt
ist. Wie erwähnt sind
die sechs Zylinder 1, 2, 3, 4, 5, 6 im
wesentlichen entlang einer geraden Linie angeordnet. Ein hydraulisches
System umfasst ein erstes Nebensystem 22, das hier auch
als erstes Mechanismussteuersystem 22 bezeichnet wird,
und ein zweites Nebensystem 23, das hier auch als zweites
Mechanismussteuersystem 23 bezeichnet wird, die beide dazu
ausgelegt sind, durch eine gemeinsame Hydraulikpumpe 24 mit Druck
beaufschlagt zu werden. Alternativ könnten das erste Mechanismussteuersystem 22 und
das zweite Mechanismussteuersystem 23 jeweilige Teile von
zwei separaten hydraulischen Systemen sein.
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Als
eine Alternative könnte
jeder Betätigungseinstellmechanismus 17 eine
elektromagnetische Anordnung sein, wobei das erste und das zweite
Mechanismussteuersystem 22, 23 als elektrische Systeme
vorgesehen sein könnten.
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Jedes
Mechanismussteuersystem 22, 23 kommuniziert mit
den Betätigungseinstellmechanismen 17 an
einem jeweiligen Satz der Zylinder. Das erste Mechanismussteuersystem 22 und
das zweite Mechanismussteuersystem 23 umfasst ein erstes 25 bzw.
ein zweites 26 Steuerventil zum Steuern des Drucks in den Öldurchgängen 18.
Geeigneterweise sind das erste und das zweite Steuerventil 25, 26 Solenoidventile,
die durch Signale von einem Steuersystem des Motors steuerbar sind.
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Gemäß der Erfindung
sind die Sätze
der Zylinder im Hinblick auf die Zündsequenz des Motors angeordnet.
In diesem Beispiel ist die Zündsequenz des
Motors in einem Viertaktmodus 1-5-3-6-2-4, was eine Startsequenz für Reihensechszylindermotoren ist.
Ein erster Satz von Zylindern, der durch das erste Mechanismussteuersystem 22 steuerbar
ist, umfasst zwei Zylinder 1, 2, die am nahesten
zu einem ersten Ende der Reihe von Zylindern sind, und den vierten Zylinder 4 in
Bezug zu dem ersten Ende der Reihe von Zylindern. Ein zweiter Satz
von Zylindern, der durch das zweite Mechanismussteuersystem 23 steuerbar
ist, umfasst zwei Zylinder 5, 6, die am nahesten
zu einem zweiten Ende der Reihe von Zylindern sind, und den dritten
Zylinder 3 in Bezug auf das erste Ende der Reihe von Zylindern.
Dies bedeutet, dass der erste Satz von Zylindern 1, 2, 4 derart
ausgelegt ist, dass jede Zündung
in einem Zylinder des ersten Satzes 1, 2, 4 auf
eine Zündung
in einem Zylinder des ersten Satzes 1, 2, 4 folgt
und/oder durch eine solche gefolgt ist, ohne jegliche Zwischenzündung in
dem zweiten Satz von Zylindern. In ähnlicher Weise ist der zweite
Satz von Zylindern 3, 5, 6 derart ausgelegt,
dass jede Zündung
in einem Zylinder des zweiten Satzes 3, 5, 6 auf
eine Zündung
in einem Zylinder des zweiten Satzes 3, 5, 6 folgt
und/oder durch eine solche gefolgt ist, ohne jegliche Zwischenzündung in
dem ersten Satz von Zylindern. In anderen Worten besteht dieser
Satz von Zylindern aus Zylindern, die in einer Zündsequenz nacheinander folgen. Dabei
ist mindestens eine Zylinder des zweiten Satzes von Zylindern zwischen
zwei Zylindern des ersten Satzes von Zylindern positioniert, und
mindestens ein Zylinder des ersten Satzes von Zylindern ist zwischen
zwei Zylindern des zweiten Satzes von Zylindern positioniert.
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Um
den Vorteil der Erfindung zu verdeutlichen, zeigt 5 ein
Diagramm von Ventilhubvorgängen
in dem Motor, der teilweise in 4 gezeigt ist.
Das Diagramm zeigt kritische Phasen der Ventilhubvorgänge in Betätigungseinstellmechanismen
jedes Satzes von Zylindern, wobei die Zylindernummer an jeweiligen
Kurbelwellenwinkeln angegeben ist. Es ist zu sehen, dass in jedem
Viertaktzyklus und für
jeden Satz von Zylindern ein großes Fenster besteht, das auch
als Triggerfenster bezeichnet wird, und zwar von näherungsweise
470 CA, falls eine Dauer von 10 CA angenommen wird. Dabei kann,
falls ein Ventilhubmoduswechsel gefordert wird, dies durch Aktivieren
des ersten Mechanismussteuersystems 22 während eines
Intervalls zwischen kritischen Phasen an dem ersten und dem zweiten
Zylinder 1, 2 und durch Aktivieren des zweiten
Mechanismussteuersystems 23 während eines Intervalls zwischen
kritischen Phasen in dem sechsten und dem fünften Zylinder 6, 5 bewirkt
werden.
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Die
großen
Fenster in der CA-Domäne
zum Ausführen
von Ventilhubmoduswechseln, die durch die Erfindung erzielt werden,
vermindern drastisch die Gefahren eines Triggerns eines Moduswechsels zum
falschen Zeitpunkt. Dies wird die Gefahren von Beschädigungen,
welche in dem Motor auftreten, insbesondere in den Ventilzügen infolge
eines Ausführens
eines Moduswechsels während
einer kritischen Phase des Ventilhubvorgangs auftreten, vermindern. Die
erzielten großen Fenster
werden ebenso beträchtlich
die Vorhersagbarkeit für
jeden Zylinder des Zyklus, in welchem der Moduswechsel ausgeführt wird,
erhöhen.
Dies wird beträchtlich
die Gefahr vermindern, dass ein Moduswechsel in einem Zyklus ausgeführt wird,
der sich von dem vorhergesagten Zyklus unterscheidet, was zu einem
Mangel an Koordination zwischen dem Ventilhub und anderen Parametern
wie einem Mängel
einzuführender
Luft führen könnte, was
wiederum zu einer Fehlzündung
führen könnte. Die
durch die Erfindung erzielten großen Fenster ermöglichen
relativ niedrige Toleranzen und relativ große Ungenauigkeiten in der Wirkung
der Moduswechselanordnung, was deren Design vereinfachen und die
Produktionskosten vermindern kann.
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6 zeigt
eine schematische Ansicht eines Teils des Verbrennungsmotors gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der Erfindung und mit der in 1, 2 und 3 gezeigten
Anordnung. Wie in den unter Bezugnahme auf 4 beschriebnen
Beispielen sind hier sechs Zylinder 1, 2, 3, 4, 5, 6 im
wesentlichen entlang einer geraden Linie angeordnet, zusammen mit
einem hydraulischen System mit einem ersten Mechanismussteuersystem 22 und
einem zweiten Mechanismussteuersystem 23, die beide dazu
ausgelegt sind, durch eine gemeinsame Hydraulikpumpe 24 mit
Druck beaufschlagt zu werden. Wie oben beschrieben, kommuniziert
jedes Mechanismussteuersystem 22, 23 mit den Betätigungseinstellmechanismen 17 an
einem jeweiligen Satz der Zylinder, und das erste Mechanismussteuersystem 22 und
das zweite Mechanismussteuersystem 23 umfassen ein erstes 25 bzw.
ein zweites 26 Steuerventil.
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Die
Zündsequenz
des Motors ist dieselbe wie oben, d.h. 1-5-3-6-2-4. Abweichend von dem obigen Beispiel
umfasst hier ein erster Satz von Zylindern, der durch das erste
Mechanismussteuersystem 22 steuerbar ist, den ersten, dritten
und fünften
Zylinder 1, 3, 5 in Bezug auf ein erstes
Ende der Reihe von Zylindern. Ein zweiter Satz von Zylindern, der durch das
zweite Mechanismussteuersystem 23 steuerbar ist, umfasst
den zweiten, vierten und sechsten Zylinder 2, 4, 6 in
Bezug auf das erste Ende der Reihe von Zylindern. Dabei ist der
erste Satz von Zylindern 1, 3, 5 derart
ausgelegt, dass jede Zündung
in einem Zylinder des ersten Satzes 1, 3, 5 einer
Zündung
in einem Zylinder des ersten Satzes 1, 3, 5 vorhergeht und/oder
durch eine solche gefolgt ist, und zwar ohne jegliche Zwischenzündung in
dem zweiten Satz von Zylindern. In ähnlicher Weise ist der zweite
Satz von Zylindern 2, 4, 6 derart ausgelegt,
dass jede Zündung in
einem Zylinder des zweiten Satzes 2, 4, 6 einer Zündung in
einem Zylinder des zweiten Satzes 2, 4, 6 vorhergeht
und/oder einer solchen folgt, und zwar ohne jegliche Zwischenzündung in
dem ersten Satz von Zylindern. In anderen Worten besteht jeder Satz von
Zylindern aus Zylindern, die in einer Zündsequenz aufeinander folgen.
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7 zeigt
ein Diagramm von Ventilhubvorgängen
in dem in 6 teilweise gezeigten Motor. Das
Diagramm zeigt kritische Phasen der Ventilhubvorgänge, ähnlich zu
der oben angegebenen 5. In jedem Viertaktzyklus und
für jeden
Satz von Zylindern gibt es ein großes Fenster von näherungsweise 470
CA, wenn man eine Dauer von 10 CA annimmt. Dabei kann, wenn ein
Ventilhubmoduswechsel gefordert wird, dies durch Aktivieren des
Mechanismussteuersystems 22 eines Intervalls zwischen kritischen
Phasen an dem dritten und dem ersten Zylinder 3, 1 und
durch Aktivieren des zweiten Mechanismussteuersystems 23 während eines
Intervalls zwischen kritischen Phasen an dem vierten und dem sechsten
Zylinder 4, 6 bewirkt werden.
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8 zeigt
eines schematische Ansicht eines Teils des Verbrennungsmotors gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung und mit der in 1, 2 und 3 gezeigten
Anordnung. Im Unterschied zu den in 4 und 6 gezeigten Ausführungsformen
umfasst ein erster Satz von Zylindern, der durch ein erstes Mechanismussteuersystems 22 steuerbar
ist, den ersten, vierten und fünften Zylinder 1, 4, 5 in
Bezug auf ein erstes Ende der Reihe von Zylindern. Ein zweiter Satz
von Zylindern, der durch ein zweites Mechanismussteuersystem 23 steuerbar
ist, umfasst den zweiten, dritten und sechsten Zylinder 2, 3, 6 in
Bezug auf das erste Ende der Reihe von Zylindern. Wie in den oben
beschriebenen Ausführungsformen
folgen die Zündungen
in jedem Satz von Zylindern aufeinander.
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9 zeigt
ein Diagramm von Ventilhubvorgängen
in dem in 8 teilweise gezeigten Motor. Das
Diagramm zeigt kritische Phasen der Ventilhubvorgänge, ähnlich zu
den oben angegebenen 5 und 7. In jedem
Viertaktzyklus und für
jeden Satz von Zylindern gibt es ein Fenster von näherungsweise
470 CA, wenn man eine Dauer von 10 CA annimmt und wenn ein Ventilhubmoduswechsel
gefordert wird, kann dies durch Aktivieren des Mechanismussteuersystems 22 während eines
Intervalls zwischen kritischen Phasen an dem fünften und dem vierten Zylinder 5, 4 und
durch Aktivieren des zweiten Mechanismussteuersystems 23 während eines
Intervalls zwischen kritischen Phasen an dem zweiten und dem dritten
Zylinder 2, 3 bewirkt werden.
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Es
sollte hervorgehoben werden, dass die oben unter Bezugname auf 4 beschriebene
Ausführungsform
besondere Vorteile dahingehend hat, dass sie im Vergleich beispielsweise
zu der unter Bezugnahme auf 6 beschriebenen
Ausführungsform
kürzere
Kanäle
in dem Motorblock für
die Öldurchgänge 18 vorsieht.
Ebenso enthält
sie weniger Leitungskreuzungen von getrennten Öldurchgängen 18, was ein Vorteil
ist, da diese Kreuzungen Probleme beim Design und der Herstellung
des Motors darstellen. Daher wird diese Ausführungsform zu einem relativ
einfachen Design und zu relativ niedrigen Herstellungskosten führen.
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Es
sollte hervorgehoben werden, dass die Erfindung auf Motoren mit
andern Arten von Betätigungseinstellmechanismen
als die oben beschriebenen Typen anwendbar ist.
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Beispielsweise
könnte
die Erfindung in Kombination mit Betätigungseinstellmechanismen
ohne eine Arretiervorrichtung verwendet werden, wie dem in der Patendruckschrift
US 5 113 813 beschriebenen.
Der oben beschriebene Vorteil, dass die Gefahr der Ausführung von
Ventilmoduswechseln in anderen Hubzyklen als den vorgesehenen ausgeführt werden,
ist vorhanden, ungeachtet dessen, welche Art von Betätigungseinstellmechanismus
zum Umschalten der Ventilbetätigung
verwendet wird.
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Aus
dem obigen ist verständlich,
dass die Erfindung besonders geeignet für eine vorbestimmte Zündsequenz
ist, und da die Zündsequenz
sich verändern
kann, falls der Motorbetriebsmodus verändert wird, kann die Anordnung
gemäß der Erfindung
speziell für
einen bestimmten Motorbetriebsmodus angepasst werden. Die Erfindung
wurde oben unter Bezugnahme auf einen Motorbetriebsmodus für Viertakthubzyklen
beschrieben, jedoch könnte
sie ebenso auf andere Taktmodi angewendet werden, wie sechs, acht
oder zwölf
Taktmodi, bei denen die Zündsequenzen
sich von dem Vierhubmodus unterscheiden könnten.
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Der
oben beschriebene Motor ist ein Reihensechszylindermotor. Allerdings
ist die Erfindung ebenso auf Motoren mit anderen Konfigurationen
anwendbar. Beispielsweise kann sie in einem V-8-Motor mit der Zündsequenz
1-5-4-8-6-3-7-2 verwendet werden. Ebenso kann die Erfindung in einem
V-12-Motor verwendet
werden, bei dem jede Bank des Motors einem Reihensechszylindermotor
entspricht. Dies bedeutet, dass die Erfindung wie oben beschrieben
auf jede Bank eines V-12-Motors
angewendet werden kann.