EP1370750A2 - Hydraulic actuator for actuating a gas exchange valve of an internal combustion engine - Google Patents

Hydraulic actuator for actuating a gas exchange valve of an internal combustion engine

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EP1370750A2
EP1370750A2 EP02729795A EP02729795A EP1370750A2 EP 1370750 A2 EP1370750 A2 EP 1370750A2 EP 02729795 A EP02729795 A EP 02729795A EP 02729795 A EP02729795 A EP 02729795A EP 1370750 A2 EP1370750 A2 EP 1370750A2
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EP
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gas exchange
valve
hydraulic
feed pump
exchange valve
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EP02729795A
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EP1370750B1 (en
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Diogenes Perez Cuadro
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Mahle Ventiltrieb GmbH
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Mahle Ventiltrieb GmbH
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    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
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    • 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
    • F01L13/06—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for braking
    • 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
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34446—Fluid accumulators for the feeding circuit
    • 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
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F01L9/24—Piezoelectric actuators

Definitions

  • Hydraulic actuator for actuating a gas exchange valve of an internal combustion engine
  • the invention relates to a hydraulic actuator according to the preamble of claim 1 and a method for operating this actuator according to claim 13.
  • the feed pump delivers continuously during the entire engine operation. So that a periodic closing and opening of the gas exchange valves is possible, the hydraulic delivery flow from the delivery pump to the gas exchange valve must be interrupted to open or close the valve. For this interruption, a correspondingly switchable check valve is required within the hydraulic circuit upstream and downstream of the gas exchange valve.
  • a high-pressure accumulator is also required, into which the feed pump delivers closed shut-off valve when the gas exchange valve is upstream. When the shut-off valve is opened upstream of the gas exchange valve, this high-pressure accumulator is connected directly to the gas exchange valve via the circuit line into which the feed pump delivers hydraulic fluid.
  • the invention is concerned with the problem of simplifying the construction of a generic actuator and, moreover, of designing it in such a way that variable, that is to say different, stroke lengths can be achieved when the gas exchange valve is opened.
  • a piezoelectric-hydraulic actuating device for gas exchange valves of internal combustion engines with which, among other things, different stroke lengths can basically be reached when opening a gas exchange valve, is already known from DE 198 39 732 AI.
  • piezo elements act as displacement actuators on a hydraulic transmission system, i.e. a constant amount of hydraulic fluid is moved to actuate the valve.
  • a piezo actuator according to JP 5-20 27 08 A2 works in the same way.
  • the design according to the invention is based on the idea of not shifting a constant volume of hydraulic fluid, but of conveying hydraulic fluid with a high-frequency pump and using the amount of hydraulic fluid delivered or, depending on the volume flow delivered, the Operate gas exchange valves.
  • the embodiment according to the invention compared to those previously known drives, there is already the advantage of a small-scale, camshaft-independent device for actuating the gas exchange valves of an internal combustion engine.
  • an advantage of the invention also consists in the one without a high-pressure accumulator and one switch-off valve located upstream of the gas exchange valve and, secondly, to be able to achieve a variable stroke adjustment of the gas exchange valve.
  • the device according to the invention operates in an energy-saving manner, since the feed pump cannot work continuously, but only intermittently to open or close the valve.
  • the feed pump usually works to open the gas exchange valve, the closing movement of which takes place under the force of a return spring.
  • the gas exchange valve could also close hydraulically and open under the force of a return spring.
  • the valve can also be operated according to the principle of a hydraulic pendulum.
  • a high-frequency, precisely controllable or controllable feed pump is used.
  • feed pumps of this type are those with piezoelectric, magnetostrictive and / or electrochemical actuators as feed elements.
  • the displacer volume of hydraulic fluid that is required to open or close a gas exchange valve against a counterforce can be generated in the circuit in that the circuit flow during the hydraulically effected opening or closing process is completely prevented downstream of the gas exchange valve or is at least accumulated in such a way that downstream there is such a large flow resistance that opening or closing the gas exchange valve by overcoming it Opposing force can take place.
  • the accumulation can be caused by a restricted flow cross-section.
  • This cross section can be varied according to the respective function for opening and closing the gas exchange valve. However, it is also possible to leave the throttle cross-section unchanged and only to vary the delivery volume of the hydraulic fluid in a function-appropriate manner for closing and / or opening the gas exchange valves.
  • the hydraulic force, which acts on a gas exchange valve to be actuated, is thus dependent on the difference in the volume flow flowing upstream and downstream of the gas exchange valve within the hydraulic fluid circuit during a same time.
  • the device according to the invention in particular also enables the gas exchange valves to be actuated when an internal combustion engine is braking.
  • Feed pumps with piezoelectric, magnetostrictive and / or electrochemical actuators as feed elements and possibly similarly operated pump valves, which can be used expediently and advantageously for the present invention, are also particularly suitable in the same way as injection pumps for internal combustion engines.
  • 1b shows a diagram with crankshaft angles KW of an internal combustion engine entered on the abscissa and opening stroke H of the gas exchange valve entered on the coordinate to illustrate different opening stroke lengths achievable with the device according to the invention
  • FIG. 2 shows an actuating device according to FIG. 1 with a feed pump designed as a piezo pump
  • FIG. 3 shows a device according to FIG. 2 with a control valve instead of a 2/2 switching valve
  • Fig. 4 shows a device according to Fig. 2 with a constructively shown 2/2 switching valve and a displacement sensor on the gas exchange valve to be actuated in a first embodiment of the displacement sensor
  • FIG. 5 shows a device according to FIG. 4 with a second embodiment of the displacement sensor
  • FIG. 6 shows a device according to FIG. 2 with a switching device for the mutual actuation of several gas exchange valves by means of a common piezo pump
  • FIG. 7 shows a device according to FIG. 2 with a camshaft-operated 2/2-way valve as a check valve
  • FIG. 8 shows a device according to FIG. 2 with an actuator which additionally engages in the adjustment hydraulic system for braking operation of the internal combustion engine having the gas exchange valves.
  • the hydraulic actuator device shown schematically in Fig. La is composed of the following elements.
  • a high-frequency feed pump 6 which can be operated intermittently or discontinuously conveys hydraulic fluid in a circuit.
  • hydraulic fluid is drawn in from a storage container 8 and is formed via lines 11 and 4 and a 2/2-way switching valve 7 Check valve fed back into the reservoir 8.
  • a gas exchange valve 1 is connected to the circuit line, specifically via a hydraulic chamber 2 of the gas exchange valve 1.
  • a change in the volume of the hydraulic chamber 2 results in a proportional stroke adjustment of the gas exchange valve 1.
  • the stroke distance is indicated by arrows H in FIG.
  • a mechanical spring 19 is provided for the backward movement of the gas exchange valve 1 against a hydraulically effected adjustment.
  • the gas exchange valve 1 is held in the closed position by the spring 19 when there is no hydraulic counterforce.
  • the feed pump 6 delivers hydraulic fluid with a volume flow Q v into the line 11 when the 2/2-way valve is closed.
  • the delivered hydraulic fluid thus penetrates into the hydraulic chamber 2 of the gas exchange valve 1 and thus causes the gas exchange valve 1 to open.
  • the delivery operation of the feed pump 8 ' is interrupted and the 2/2-way valve is switched to flow.
  • the delivery operation is preferably interrupted by switching off the delivery pump 6 in accordance with the valve closing time.
  • the delivery pump 6 must be a high-frequency pump which can be switched without delay and in the shortest possible time intervals.
  • a piezo pump is used as the feed pump 6.
  • An essential advantage of the invention described with reference to the schematic representation in FIG. 1 a is that neither a shut-off valve nor a pressure accumulator between such a shut-off valve and the feed pump are required between the hydraulic chamber 2 of the gas exchange valve 1 and the feed pump 6.
  • a shut-off valve must always be present in such a device, the feed pump delivering that shut-off valve into the high-pressure accumulator when the shut-off valve is in the closed position.
  • hydraulic fluid is essentially conveyed from this high-pressure accumulator into the hydraulic chamber of the gas exchange valve in order to achieve a quick response.
  • variable stroke adjustments of the gas exchange valve 1 can be achieved by means of different flow rates Q v of the feed pump 6. This can be achieved through different delivery times, delivery volumes and / or delivery frequencies of the pump. The variability that can be achieved in this way 11
  • FIG. 1c shows a device according to the invention with two gas exchange valves 1 and 1 in which both gas exchange valves operate according to the same principle described above. Functionally identical parts have the same reference numbers, which are only provided with an additional index line. In addition, only shut-off valves 28, 28 located upstream of the two gas exchange valves 1, l ⁇ are required in order to be able to act alternately on the gas exchange valves 1, l ⁇ .
  • the gas exchange valve 1 is actuated via an interposed lever 30 as a mechanical translation aid.
  • FIG. 2 An actuating device operating according to the schematic structure in FIG. 1 a is shown in FIG. 2 with reference to a piezo pump as feed pump 6.
  • the shaft of the gas exchange valve 1 of an internal combustion engine is designed at its end facing away from the engine combustion chamber as a displacer piston 3 which slidably engages in the hydraulic chamber 2.
  • the hydraulic chamber 2 is connected to the Hydraulic line 4 connected, which is connected on the one hand via a one-way valve 5 through which flow can flow in the direction of the hydraulic chamber 2, to a delivery chamber 9 of the feed pump 6 designed as a piezo pump, and on the other hand via the shut-off valve designed as a 2/2-way switching valve 7 to the reservoir 8 for hydraulic fluid.
  • the hydraulic line 4 is connected to the delivery chamber 9 of the piezo pump 6 via a one-way valve 10 through which the delivery chamber 9 can flow.
  • the connecting line 11 having the one-way valve 5 and starting from the hydraulic line 4 likewise leads into the delivery chamber 9 of the piezo pump 6.
  • the piezo pump 6 consists of a housing 12 in which some piezo elements 13 lying one on top of the other are mounted. In the direction of expansion, these piezo elements 13 act on a piston-shaped displacement element 14, which acts on the delivery chamber 9 of the piezo pump 6 and can be displaced in a driven manner by the piezo elements 13 for changing the volume within the delivery chamber 9.
  • the delivery chamber 9 is sealed with respect to the space of the piezo pump housing 12 via the displacement element 14.
  • the piezo elements 13, which are cut into a stack are prestressed by a spring 15 which is supported on the housing 12 of the piezo pump 6. Further pre-tensioning measures are possible.
  • the piezo elements 13 can be acted upon electrically in order to generate a linear expansion.
  • the hydraulic chamber 2 with the displacement piston 3 of the shaft of the gas exchange valve 1 guided therein is connected in two ways to the hydraulic line 4.
  • one of these connections namely an opening 16, is used exclusively for filling the hydraulic chamber 2
  • a second opening 17 is mainly used for emptying the hydraulic chamber 2 and has a greater flow resistance than the opening 16.
  • the opening 17 is designed in such a way that its flow resistance can be changed by the displacement piston 3 passing over this opening, specifically in such a way that the flow resistance is increased as the hydraulic chamber 2 decreases.
  • the inflow opening 16 is designed as a one-way valve which can only flow through in the direction of the interior of the hydraulic chamber 2. This valve function is achieved by a ball 18 pressed spring-loaded onto the opening 16 from the inside of the hydraulic chamber 2.
  • the valve 1 is held in the closed position by a spring 19 when the valve actuating device is inactive.
  • the piezo pump 6 acts upon the electrical application of the individual piezo elements 13 as a high-frequency pump which, by an oscillating movement of the displacement element 14, hydraulic fluid from the reservoir 8 via the one-way valve 10 and the delivery chamber 9 and then that One-way valve 5 transported into the hydraulic chamber 2, thereby opening the valve 1.
  • a closed 2/2-way switching valve 7 is a prerequisite for opening valve 1.
  • the piezo pump 6 is switched electrically inactive while the 2/2-way switching valve 7 is opened at the same time.
  • the hydraulic fluid under pressure in the hydraulic chamber 2 can pass through the opening 17 and the opened 2/2-way switching valve 7 flow into the hydraulic reservoir 8, whereby the gas exchange valve 1 closes under the force of the spring 19.
  • the displacement speed of the valve stem when the gas exchange valve 1 is closed is reduced, thereby preventing the valve of the gas exchange valve 1 from striking the valve seat.
  • the 2/2-way switching valve 7 is controlled or regulated in combination with the electrical application of the piezo pump 6 such that periodic opening and closing of the gas exchange valve 1 can take place in a fully variable manner.
  • the embodiment of the device according to FIG. 3 differs from that according to FIG. 2 in that an electrical volume flow control valve 20 is used instead of a 2/2-way switching valve 7.
  • This volume flow control valve 20 allows when setting an electrical Stroms a delay in the emptying speed of the hydraulic chamber 2 when the gas exchange valve 1 approaches its closed position. This allows the hydraulic chamber
  • the stem of the valve 1 is connected to a displacement sensor 21 in FIG. 4. Furthermore, the 2/2-way switching valve 7 is shown there in a constructively specific embodiment.
  • the specific design of the 2/2-way switching valve 7 consists in an electromagnetically actuated valve switching device.
  • the displacement sensor 21 is designed as an inductive displacement sensor.
  • the 2/2-way valve switching valve 7 is actuated as a function of the travel signals of the travel sensor 21.
  • the route signals can NEN can also be used to control and regulate the feed pump 6.
  • the embodiment according to FIG. 5 differs from that according to FIG. 4 only in another type of displacement sensor, which is designed there as an eddy current displacement sensor 22.
  • a piezo pump 6 actuates a plurality of gas exchange valves 1 via a multi-way switching valve 23.
  • the switching valve 23 is actuated via electromagnetic actuators
  • This switching valve 23 designed as a slide valve can also be implemented piezoelectrically if the switching dynamics require it.
  • the hydraulic fluid can be kept under pressure in the hydraulic reservoir 8, for which purpose in FIG. 6 a hydraulic pump acting on the interior of the reservoir 8
  • FIG. 7 shows an embodiment in which a 2/2-way switching valve 27 serving as a blocking valve operates in a camshaft-actuated manner, for example by means of a special camshaft 29.
  • Such a camshaft-operated operation of the 2/2-way switching valve 27 can be expedient when actuating a gas exchange valve 1 of an internal combustion engine which acts as an exhaust valve and which is actuated more frequently in a known manner when the internal combustion engine is braking than in an engine drive mode.
  • an additional, for example camshaft-actuated, hydraulic actuator 26 can be provided for controlling the relevant outlet valves 1 in engine brake operation, as shown in FIG. 8.
  • This hydraulic actuator 26 is connected to the hydraulic chamber 2 in an area between the 2/2-way switching valve 7; 27 or the alternatively used control valve 20 and the access opening 16.
  • the piezo pump 6 can be actuated in such a way that it is switched inactive when the hydraulic actuator 26 is active for opening the valve 1.
  • An actuator operating according to the invention has the following advantages in particular. a: There is good system dynamics through a highly dynamic working, for example piezo pump and pressurization of the hydraulic fluid reservoir. A high pressure accumulator is not necessary. The suction behavior of the feed pump is only subject to minimal temperature influences. This makes it possible to use the actuator according to the invention over the entire speed range of the internal combustion engine.
  • a check valve located downstream of a gas exchange valve within the hydraulic fluid circuit is subject to reduced dynamic requirements. due to the variable, i.e. discontinuous piezo pump, so that this check valve can be actuated electromagnetically.

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Abstract

The invention relates to a hydraulic actuator for actuating a gas exchange valve (1) of an internal combustion engine, which valve is especially closed by the effect of a spring. Said actuator is configured by a feed pump (6) with intermittent and thus variable delivery. Said feed pump (6) has a high frequency and can be equipped for this purpose with piezoelectric, magnetorestrictive and/or electrochemical actuators as the feed elements. Optionally, the feed pump (6) can be operated with a stop valve (7) that is disposed downstream of the gas exchange valve (1) and that is controlled or regulated depending on the feed pump.

Description

Hydraulischer Stellantrieb zum Betätigen eines Gaswechselventils eines Verbrennungsmotors Hydraulic actuator for actuating a gas exchange valve of an internal combustion engine
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Stellantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb dieses Stellantriebes nach Anspruch 13.The invention relates to a hydraulic actuator according to the preamble of claim 1 and a method for operating this actuator according to claim 13.
Bei einem derart bekannten Stellantrieb fördert die Förderpumpe während des gesamten Motorbetriebes kontinuierlich. Damit ein periodisches Schließen und Öffnen der Gaswechselventile möglich ist, uss für das Öffnen oder Schließen des Ventiles der Hydraulikförderstrom von der Förderpumpe zu dem Gaswechselventil hin unterbrochen werden. Für diese Unterbrechung ist je ein entsprechend schaltbares Sperrventil innerhalb des Hydraulikkreislaufes stromauf und stromab des Gaswechselventiles erforderlich. Erforderlich ist weiterhin ein Hochdruckspeicher, in den die Förderpumpe bei stromauf des Gaswechselventiles geschlossenem Sperrventil fördert. Bei stromauf des Gaswechselventiles geöffnetem Sperrventil steht dieser Hochdruckspeicher über die Kreislaufleitung, in die die Förderpumpe Hydraulikflüssigkeit fördert, direkt mit dem Gaswechselventil in Verbindung. Aus SAE-PAPER 960581 mit dem Titel „Camless Engine" der Autoren Michael . Schechter und Michael B. Levin aus einem Vortrag bei dem International Congress & Exposition in Detroit, Michigan, am 26. bis 29. Februar 1996, ist ein gattungsähnlicher hydraulischer Stellantrieb bekannt, der nach dem Prinzip eines hydraulischen Pendels arbeitet. Wie bei dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist dort eine während des Motorbetriebes kontinuierlich arbeitende Hydrau- likflüssigkeits-Förderpumpe eingesetzt .In such an actuator known, the feed pump delivers continuously during the entire engine operation. So that a periodic closing and opening of the gas exchange valves is possible, the hydraulic delivery flow from the delivery pump to the gas exchange valve must be interrupted to open or close the valve. For this interruption, a correspondingly switchable check valve is required within the hydraulic circuit upstream and downstream of the gas exchange valve. A high-pressure accumulator is also required, into which the feed pump delivers closed shut-off valve when the gas exchange valve is upstream. When the shut-off valve is opened upstream of the gas exchange valve, this high-pressure accumulator is connected directly to the gas exchange valve via the circuit line into which the feed pump delivers hydraulic fluid. From SAE-PAPER 960581 entitled "Camless Engine" by the authors Michael. Schechter and Michael B. Levin from a lecture at the International Congress & Exposition in Detroit, Michigan, on February 26-29, 1996, is a generic hydraulic actuator known, which works according to the principle of a hydraulic pendulum, as in the prior art described above, a hydraulic fluid feed pump which operates continuously during engine operation is used there.
Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, einen gattungsgemäßen Stellantrieb aufbaumäßig zu vereinfachen und zudem derart zu gestalten, dass variable, das heißt unterschiedliche Hublängen beim Öffnen des Gaswechselventiles erreicht werden können.The invention is concerned with the problem of simplifying the construction of a generic actuator and, moreover, of designing it in such a way that variable, that is to say different, stroke lengths can be achieved when the gas exchange valve is opened.
Eine grundsätzliche Lösung dieses Problems zeigt ein gattungsgemäßer Stellantrieb mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 auf. Ein besonders zweckmäßiges Verfahren zum Betrieb einer solchen Einrichtung ist Gegenstand des Anspruches 13.A generic solution to this problem is shown by a generic actuator with the characterizing features of claim 1. A particularly expedient method for operating such a device is the subject of claim 13.
Eine piezoelektrisch-hydraulische Betätigungseinrichtung für Gaswechselventile von Verbrennungsmotoren, mit der u.a. unterschiedliche Hublängen beim Öffnen eines Gaswechselventiles grundsätzlich erreichbar sind, ist bereits aus DE 198 39 732 AI bekannt. Dort wirken Piezoelemente als Verdrängeraktoren auf ein hydraulisches Übersetzungssystem, das heißt eine gleichbleibende Menge an Hydraulikflüssigkeit wird ventilbetätigend verschoben. In gleicher Weise arbeitet bei einem Motorventilsystem ein Piezoaktor nach JP 5-20 27 08 A2.A piezoelectric-hydraulic actuating device for gas exchange valves of internal combustion engines, with which, among other things, different stroke lengths can basically be reached when opening a gas exchange valve, is already known from DE 198 39 732 AI. There, piezo elements act as displacement actuators on a hydraulic transmission system, i.e. a constant amount of hydraulic fluid is moved to actuate the valve. In a motor valve system, a piezo actuator according to JP 5-20 27 08 A2 works in the same way.
Gegenüber den beiden zuletzt genannten, als Hydraulikstellantriebe bekannten Piezoaktoren beruht die erfindungsgemäße Ausführung auf dem Gedanken, kein konstantes Volumen einer Hydraulikflüssigkeit zu verschieben, sondern Hydraulikflüssigkeit mit einer hochfrequent arbeitenden Pumpe zu fördern und mit der geförderten Menge an Hydraulikflüssigkeit bzw. in Abhängigkeit des geförderten Volumenstromes die Gaswechselventile zu betätigen. Hierdurch ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Ausführung gegenüber jenen vorbekannten Antrieben bereits der Vorteil einer kleinbauenden, nockenwellenunabhängigen Einrichtung zur Betätigung der Gaswechselventile eines Verbrennungsmotors . Bei Förderpumpen mit Piezoaktoren ergibt sich eine kleine Bauweise beispielsweise daraus, dass die Anzahl an Piezoelementen, mit denen jeweils nur eine geringe Ausdehnung erzielbar ist, zur Erzeugung eines ausreichend großen Verdrängervolumens gering bleiben kann. Darüber hinaus müssen bei der erfindungsgemäßen Lösung keine Vorkehrungen für einen Ausgleich von Leckageverlusten bei der Hydraulikflüssigkeit ergriffen werden, da nach der Erfindung kein hermetisch in sich abgeschlossenes Hydrauliksystem vorliegt.Compared to the two last-mentioned piezo actuators known as hydraulic actuators, the design according to the invention is based on the idea of not shifting a constant volume of hydraulic fluid, but of conveying hydraulic fluid with a high-frequency pump and using the amount of hydraulic fluid delivered or, depending on the volume flow delivered, the Operate gas exchange valves. As a result, in the embodiment according to the invention, compared to those previously known drives, there is already the advantage of a small-scale, camshaft-independent device for actuating the gas exchange valves of an internal combustion engine. In the case of feed pumps with piezo actuators, a small design results, for example, from the fact that the number of piezo elements, with which only a small expansion can be achieved in each case, can remain small in order to generate a sufficiently large displacement volume. In addition, with the solution according to the invention, no precautions need to be taken to compensate for leakage losses in the hydraulic fluid, since according to the invention there is no hermetically sealed hydraulic system.
Gegenüber dem eingangs beschriebenen, gattungsbildenden Stand der Technik besteht ein Vorteil der Erfindung auch noch darin, zum einen ohne einen Hochdruckspeicher und ein stromauf des Gaswechselventiles gelegenes Schalt-Sperrventil auszukommen und zum anderen darüber hinaus darin, eine variable Hubverstellung des Gaswechselventiles erreichen zu können. Des weiteren arbeitet die erfindungsgemäße Einrichtung energiesparsam, da die Förderpumpe nicht kontinuierlich, sondern lediglich intermittierend zum Öffnen oder Schließen des Ventiles arbeiten kann. Gewöhnlich arbeitet die Förderpumpe zum Öffnen des Gaswechselventiles, dessen Schließbewegung unter der Kraft einer Rückstellfeder erfolgt. Grundsätzlich könnte das Gaswechselventil auch hydraulisch schließen und unter der Kraft einer Rückstellfeder öffnen. Darüber hinaus kann das Ventil erfindungsgemäß auch nach dem Prinzip eines hydraulischen Pendels betätigt werden.Compared to the generic state of the art described at the outset, an advantage of the invention also consists in the one without a high-pressure accumulator and one switch-off valve located upstream of the gas exchange valve and, secondly, to be able to achieve a variable stroke adjustment of the gas exchange valve. Furthermore, the device according to the invention operates in an energy-saving manner, since the feed pump cannot work continuously, but only intermittently to open or close the valve. The feed pump usually works to open the gas exchange valve, the closing movement of which takes place under the force of a return spring. In principle, the gas exchange valve could also close hydraulically and open under the force of a return spring. In addition, the valve can also be operated according to the principle of a hydraulic pendulum.
Wichtig für die Realisierung der erfindungsgemäßen Lehre ist es, dass eine hochfrequent arbeitende, exakt Steuer- bzw. regelbare Förderpumpe eingesetzt wird. Als Förderpumpen dieser Art eignen sich insbesondere solche mit piezoelektrischen, magnetostriktiven und/oder elektrochemischen Aktoren als Förderelementen. Das Verdrängervolumen an Hydraulikflüssigkeit, das zum Öffnen oder Schließen 'eines Gaswechselventiles gegen eine Gegenkraft erforderlich ist, kann in dem Kreislauf dadurch erzeugt werden, dass die Kreislaufströmung während der hydraulisch bewirkten Öffnungs- oder Schließvorganges stromab des Gaswechselventiles ganz unterbunden oder zumindest derart aufgestaut wird, dass stromab ein derart großer Strömungswiderstand gegeben ist, dass ein Öffnen oder Schließen des Gaswechselventils durch Überwinden von dessen Gegenkraft erfolgen kann. Das Aufstauen kann durch einen gedrosselten Strömungsquerschnitt bewirkt werden. Dieser Querschnitt kann zum Öffnen und Schließen des Gaswechselventiles der jeweiligen Funktion entsprechend variiert werden. Möglich ist es jedoch auch, den Drosselquerschnitt unverändert zu belassen und lediglich das Fördervolumen der Hydraulikflüssigkeit funktionsgerecht für ein Schließen und/oder Öffnen der Gaswechselventile zu variieren. Die hydraulische Kraft, die jeweils auf ein zu betätigendes Gaswechselventil einwirkt, ist somit von der Differenz des während einer gleichen Zeit stromauf und stromab des Gaswechselventiles innerhalb des Hydraulikflüssigkeitskreislaufes strömenden Volumenstromes abhängig. Bei einem hydraulischen Druck p an dem Gaswechselventil und einem Volumenstrom Qv stromauf und Qn stromab des Gaswechselventiles ergibt sich für den auf das Gaswechselventil zum Öffnen oder Schließen zur Verfügung stehenden hydraulischen Druck folgende funktionale Abhängigkeit p = f (Qv, Qn) .It is important for the implementation of the teaching according to the invention that a high-frequency, precisely controllable or controllable feed pump is used. Particularly suitable as feed pumps of this type are those with piezoelectric, magnetostrictive and / or electrochemical actuators as feed elements. The displacer volume of hydraulic fluid that is required to open or close a gas exchange valve against a counterforce can be generated in the circuit in that the circuit flow during the hydraulically effected opening or closing process is completely prevented downstream of the gas exchange valve or is at least accumulated in such a way that downstream there is such a large flow resistance that opening or closing the gas exchange valve by overcoming it Opposing force can take place. The accumulation can be caused by a restricted flow cross-section. This cross section can be varied according to the respective function for opening and closing the gas exchange valve. However, it is also possible to leave the throttle cross-section unchanged and only to vary the delivery volume of the hydraulic fluid in a function-appropriate manner for closing and / or opening the gas exchange valves. The hydraulic force, which acts on a gas exchange valve to be actuated, is thus dependent on the difference in the volume flow flowing upstream and downstream of the gas exchange valve within the hydraulic fluid circuit during a same time. With a hydraulic pressure p at the gas exchange valve and a volume flow Q v upstream and Q n downstream of the gas exchange valve , the following functional dependency p = f (Qv , Qn) results for the hydraulic pressure available on the gas exchange valve for opening or closing.
Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Stellantriebes von Gaswechselventilen eines Verbrennungsmotors sind Gegenstand der Unteransprüche.Appropriate configurations of the actuator according to the invention of gas exchange valves of an internal combustion engine are the subject of the dependent claims.
Bei einem erfindungsgemäß unter hydraulischer Kraft erfolgenden Öffnen und Schließen des Gaswechselventils erfolgt die jeweilige Gegenbewegung des Gaswechselventiles unter einer Gegenkraft, die insbesondere von einer mechanischen Feder erzeugt werden kann. Die betreffende Rückbewegung soll möglichst gedämpft erfolgen. Zu diesem Zweck kann ein ström- ab des Gaswechselventiles innerhalb des Hydraulikflüssigkeitskreislaufes liegender Strömungsquerschnitt zeitweise, das heißt während der gewünschten Dämpfungsdauer, gedrosselt werden. Möglich ist es nach Anspruch 13 allerdings auch, während der Rückbewegung des Gaswechselventiles eine Dämpfungskraft durch eine jeweils temporäre Erhöhung des Fördervolumenstromes der Hydraulikflüssigkeit bei insbesondere stromab des Gaswechselventiles gleichbleibendem Kreislauf- Strömungsquerschnitt zu bewirken. Hierdurch ist stromab des Gaswechselventiles insbesondere kein Regelventil erforderlich, das heißt wenn dort überhaupt ein Ventil eingesetzt ist, reicht ein einfaches Absperrventil aus.When the gas exchange valve is opened and closed according to the invention under hydraulic force, the respective counter-movement of the gas exchange valve takes place under a counterforce that can be generated in particular by a mechanical spring. The return movement in question should be damped as much as possible. For this purpose, a stream from the gas exchange valve, the flow cross section lying within the hydraulic fluid circuit is throttled at times, that is to say during the desired damping duration. However, it is also possible, according to claim 13, to bring about a damping force during the return movement of the gas exchange valve by temporarily increasing the delivery volume flow of the hydraulic fluid in each case with a constant cross-sectional flow cross-section downstream of the gas exchange valve. As a result, in particular no control valve is required downstream of the gas exchange valve, that is to say if a valve is used at all, a simple shut-off valve is sufficient.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht insbesondere auch 'die Betätigung der Gaswechselventile in einem Bremsbetrieb eines Verbrennungsmotors.The device according to the invention in particular also enables the gas exchange valves to be actuated when an internal combustion engine is braking.
Förderpumpen mit piezoelektrischen, magnetostriktiven und/oder elektrochemischen Aktoren als Förderelementen und gegebenenfalls gleichartig betätigten Pumpenventilen, die für die vorliegende Erfindung zweckmäßig und vorteilhaft eingesetzt werden können, eignen sich in gleicher Weise insbesondere auch als Einspritzpumpen für Verbrennungsmotoren.Feed pumps with piezoelectric, magnetostrictive and / or electrochemical actuators as feed elements and possibly similarly operated pump valves, which can be used expediently and advantageously for the present invention, are also particularly suitable in the same way as injection pumps for internal combustion engines.
Ausführungsbeispiele der Erfindung, anhand der die beanspruchten Ausführungsformen noch im Einzelnen näher erläutert werden, sind in der Zeichnung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention, on the basis of which the claimed embodiments are explained in more detail, are shown in the drawing.
In dieser zeigen in jeweils schematischer Darstellung Fig. la eine Betätigungseinrichtung für ein Gaswechselven-^ til mit einer intermittierend arbeitenden, hochfrequenten Förderpumpe und einem 2/2-Schaltventil als Sperrventil,These show a schematic representation of each La an actuator for a gas exchange valve with an intermittently operating, high-frequency feed pump and a 2/2-way valve as a check valve,
Fig. lb ein Diagramm mit auf der Abszisse eingetragenen Kurbelwellenwinkeln KW eines Verbrennungsmotors und auf der Koordinate eingetragenem Öffnungshub H des Gaswechselventiles zur Veranschaulichung unterschiedlicher, mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erreichbarer Öffnungshublängen,1b shows a diagram with crankshaft angles KW of an internal combustion engine entered on the abscissa and opening stroke H of the gas exchange valve entered on the coordinate to illustrate different opening stroke lengths achievable with the device according to the invention,
Fig. lc eine Betätigungseinrichtung nach Fig. la für mehrere Gaswechselventile,Lc an actuator according to FIG. La for several gas exchange valves,
Fig. ld eine Betätigungseinrichtung nach Fig. la mit einer mechanischen Übersetzung,Ld an actuating device according to FIG. La with a mechanical translation,
Fig. 2 eine Betätigungseinrichtung nach Fig. 1 mit einer als Piezopumpe ausgebildeten Förderpumpe,2 shows an actuating device according to FIG. 1 with a feed pump designed as a piezo pump,
Fig. 3 eine Einrichtung nach Fig. 2 mit einem Regelventil anstelle eines 2/2-Schaltventiles,3 shows a device according to FIG. 2 with a control valve instead of a 2/2 switching valve,
Fig. 4 eine Einrichtung nach Fig. 2 mit einem konstruktiv dargestellten 2/2-Schaltventil und einem Wegsensor an dem zu betätigenden Gaswechsel-Ventil in einer ersten Ausführung des Wegsensors,Fig. 4 shows a device according to Fig. 2 with a constructively shown 2/2 switching valve and a displacement sensor on the gas exchange valve to be actuated in a first embodiment of the displacement sensor,
Fig. 5 eine Einrichtung nach Fig. 4 mit einer zweiten Ausführung des Wegsensors,5 shows a device according to FIG. 4 with a second embodiment of the displacement sensor,
Fig. 6 eine Einrichtung nach Fig. 2 mit einer Schalteinrichtung zur wechselseitigen Betätigung mehrerer Gaswechselventile durch eine gemeinsame Piezopum- pe,6 shows a device according to FIG. 2 with a switching device for the mutual actuation of several gas exchange valves by means of a common piezo pump,
Fig. 7 eine Einrichtung nach Fig. 2 mit einem nockenwellenbetätigten 2/2-Wegeventil als Sperrventil,7 shows a device according to FIG. 2 with a camshaft-operated 2/2-way valve as a check valve,
Fig. 8 eine Einrichtung nach Fig. 2 mit einem zusätzlich in das Verstell-Hydrauliksyste eingreifenden Aktor für einen Bremsbetrieb des die Gaswechselventile besitzenden Verbrennungsmotors.8 shows a device according to FIG. 2 with an actuator which additionally engages in the adjustment hydraulic system for braking operation of the internal combustion engine having the gas exchange valves.
Die in Fig. la schematisch dargestellte hydraulische Stellantriebs-Einrichtung setzt sich aus folgenden Elementen zusammen.The hydraulic actuator device shown schematically in Fig. La is composed of the following elements.
Eine hochfrequente, intermittierend beziehungsweise diskontinuierlich betreibbare Förderpumpe 6 fördert Hydraulikflüssigkeit in einem Kreislauf. Dabei wird Hyraulikflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter 8 angesaugt und über Leitungen 11 und 4 sowie ein als 2/2-Wege-Schaltventil 7 ausgebildetes Sperrventil zurück in den Vorratsbehälter 8 gefördert. Auf dem Weg zwischen Förderpumpe 6 und dem 2/2-Schaltventil ist ein Gaswechselventil 1 an die Kreislaufleitung angeschlossen, und zwar über eine Hydraulikkammer 2 des Gaswechselventiles 1. Durch eine Volumenveränderung der Hydraulikkammer 2 ergibt sich eine proportionale Hubverstellung des Gaswechselventiles 1. Der Hubweg ist in der Fig. la mit Pfeilen H angegeben. Zur Rückbewegung des Gaswechselventils 1 gegen eine hydraulisch bewirkte Verstellung ist eine mechanische Feder 19 vorgesehen.A high-frequency feed pump 6 which can be operated intermittently or discontinuously conveys hydraulic fluid in a circuit. In this case, hydraulic fluid is drawn in from a storage container 8 and is formed via lines 11 and 4 and a 2/2-way switching valve 7 Check valve fed back into the reservoir 8. On the way between the feed pump 6 and the 2/2 switching valve, a gas exchange valve 1 is connected to the circuit line, specifically via a hydraulic chamber 2 of the gas exchange valve 1. A change in the volume of the hydraulic chamber 2 results in a proportional stroke adjustment of the gas exchange valve 1. The stroke distance is indicated by arrows H in FIG. A mechanical spring 19 is provided for the backward movement of the gas exchange valve 1 against a hydraulically effected adjustment.
Diese Betätigungseinrichtung funktioniert wie folgt.This actuator works as follows.
Das Gaswechselventil 1 wird durch die Feder 19 bei fehlender Hydraulik-Gegenkraft in Schließstellung gehalten. Zum Öffnen des Gaswechselventiles 1 fördert die Förderpumpe 6 Hydraulikflüssigkeit mit einem Volumenstrom Qv in die Leitung 11 bei geschlossenem 2/2-Schaltventil . Die geförderte Hydraulikflüssigkeit dringt somit in die Hydraulikkammer 2 des Gaswechselventiles 1 ein und bewirkt damit ein Öffnen des Gaswechselventiles 1. Zum Schließen des Gaswechselventiles 1 ist der Förderbetrieb der Förderpumpe 8 'unterbrochen und das 2/2-Schaltventil auf Durchfluss geschaltet. Das Unterbrechen des Förderbetriebes erfolgt vorzugsweise durch ein der Ventilschließzeit entsprechendes Abschalten der Förderpumpe 6. Bei der Förderpumpe 6 muss es sich um eine hochfrequente, verzögerungsfrei in kürzesten Zeitintervallen schaltbare Pumpe handeln. Insbesondere geeignet hierfür sind Förderpumpen 6 mit piezoelektrischen, magnetostriktiven und/oder elektrochemischen Aktoren als Förderelementen. Bei den nachfolgend beschriebenen Beispielen ist jeweils eine Piezopumpe als Förderpumpe 6 eingesetzt. Die hydraulische Kraft, die auf das Gaswechselventil 1 je nach Förderbetrieb der Förderpumpe β einwirken kann, ist als Funktion p = f (Qv, Qn) in Fig. la eingetragen, wobei Qv der Förderstrom vor und Qn derjenige nach dem Gaswechselventil 1 bedeuten.The gas exchange valve 1 is held in the closed position by the spring 19 when there is no hydraulic counterforce. To open the gas exchange valve 1, the feed pump 6 delivers hydraulic fluid with a volume flow Q v into the line 11 when the 2/2-way valve is closed. The delivered hydraulic fluid thus penetrates into the hydraulic chamber 2 of the gas exchange valve 1 and thus causes the gas exchange valve 1 to open. To close the gas exchange valve 1, the delivery operation of the feed pump 8 'is interrupted and the 2/2-way valve is switched to flow. The delivery operation is preferably interrupted by switching off the delivery pump 6 in accordance with the valve closing time. The delivery pump 6 must be a high-frequency pump which can be switched without delay and in the shortest possible time intervals. Feed pumps 6 with piezoelectric, magnetostrictive and / or are particularly suitable for this electrochemical actuators as conveying elements. In the examples described below, a piezo pump is used as the feed pump 6. The hydraulic force that can act on the gas exchange valve 1 depending on the delivery mode of the delivery pump β is entered as a function p = f (Q v , Q n ) in FIG. 1 a, where Q v is the delivery flow before and Q n is that after the gas exchange valve 1 mean.
Ein wesentlicher Vorteil der anhand der schematischen Darstellung in Fig. la beschriebenen Erfindung besteht darin, dass zwischen der Hydraulikkammer 2 des Gaswechselventiles 1 und der Förderpumpe 6 weder ein Sperrventil noch ein Druckspeicher zwischen einem solchen Sperrventil und der Förderpumpe erforderlich sind. Bei dem bekannten Stand der Technik muss ein solches Sperrventil bei einer derartigen Einrichtung stets vorhanden sein, wobei die Förderpumpe bei Verschlussstellung jenes Sperrventiles in den Hochdruckspeicher fördert. Beim Öffnen jenes Sperrventiles wird Hydraulikflüssigkeit zum Erzielen eines schnellen Ansprechverhaltens im wesentlichen aus diesem Hochdruckspeicher in die Hydraulikkammer des Gaswechselventiles gefördert.An essential advantage of the invention described with reference to the schematic representation in FIG. 1 a is that neither a shut-off valve nor a pressure accumulator between such a shut-off valve and the feed pump are required between the hydraulic chamber 2 of the gas exchange valve 1 and the feed pump 6. In the known prior art, such a shut-off valve must always be present in such a device, the feed pump delivering that shut-off valve into the high-pressure accumulator when the shut-off valve is in the closed position. When that shut-off valve is opened, hydraulic fluid is essentially conveyed from this high-pressure accumulator into the hydraulic chamber of the gas exchange valve in order to achieve a quick response.
Mit der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung nach Fig. la lassen sich variable Hubverstellungen des Gaswechselventiles 1 durch unterschiedliche Fördermengenströme Qv der Förderpumpe 6 erreichen. Dies ist durch unterschiedliche Förderzeiten, Fördervolumen und/oder Förderfrequenzen der Pumpe realisierbar. Die derart erreichbare Variabilität bei 11With the actuating device according to the invention according to FIG. 1 a, variable stroke adjustments of the gas exchange valve 1 can be achieved by means of different flow rates Q v of the feed pump 6. This can be achieved through different delivery times, delivery volumes and / or delivery frequencies of the pump. The variability that can be achieved in this way 11
den Hubwegen des Gaswechselventiles 1 ist in dem Diagramm nach Fig. 1b anschaulich angedeutet.the stroke paths of the gas exchange valve 1 is clearly indicated in the diagram according to FIG. 1b.
Fig. lc zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung mit zwei Gaswechselventilen 1 und 1 bei der beide Gaswechselventile nach dem gleichen vorstehend beschriebenen Prinzip arbeiten. Funktional gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszahlen belegt, die lediglich mit einem zusätzlichen Index-Strich versehen sind. Zusätzlich erforderlich sind lediglich jeweils stromauf der beiden Gaswechselventile 1, lλ liegende Absperrventile 28, 28 um die Gaswechselventile 1, lλ abwechselnd beaufschlagen zu können.1c shows a device according to the invention with two gas exchange valves 1 and 1 in which both gas exchange valves operate according to the same principle described above. Functionally identical parts have the same reference numbers, which are only provided with an additional index line. In addition, only shut-off valves 28, 28 located upstream of the two gas exchange valves 1, l λ are required in order to be able to act alternately on the gas exchange valves 1, l λ .
Bei der Einrichtung nach Fig. ld, die grundsätzlich mit derjenigen nach Fig. la übereinstimmt, erfolgt die Betätigung des Gaswechselventils 1 über einen zwischengeschalteten Hebel 30 als mechanische Übersetzungshilfe.In the device according to FIG. 1d, which basically corresponds to that according to FIG. La, the gas exchange valve 1 is actuated via an interposed lever 30 as a mechanical translation aid.
Eine nach dem schematischen Aufbau in Fig. la arbeitende Betätigungseinrichtung ist in Fig. 2 mit Bezug auf eine Piezo- pumpe als Förderpumpe 6 dargestellt.An actuating device operating according to the schematic structure in FIG. 1 a is shown in FIG. 2 with reference to a piezo pump as feed pump 6.
Der Aufbau der Einrichtung nach Fig. 2 ist nachstehend wie folgt beschrieben.The structure of the device according to FIG. 2 is described below as follows.
Der Schaft des Gaswechselventiles 1 eines Verbrennungsmotors ist an seinem von der Motor-Brennkammer abgewandten Ende als in die Hydraulikkammer 2 verschiebbar eingreifender Verdrängerkolben 3 ausgebildet. Die Hydraulikkammer 2 ist an die Hydraulikleitung 4 angeschlossen, die einerseits über ein in Richtung der Hydraulikkammer 2 durchströmbares Einwegeventil 5 mit einem Förderraum 9 der als Piezopumpe ausgebildeten Förderpumpe 6 und andererseits über das als 2/2-Wege- Schaltventil 7 ausgebildete Sperrventil mit dem Vorratsbehälter 8 für Hydraulikflüssigkeit verbunden ist. Zwischen dem Schaltventil 7 und dem Vorratsbehälter 8 ist die Hydraulikleitung 4 mit dem Förderraum 9 der Piezopumpe 6 über ein in Richtung des Förderraumes 9 durchströmbares Einwegeventil 10 verbunden. Die das Einwegeventil 5 aufweisende und von der Hydraulikleitung 4 ausgehende Verbindungsleitung 11 führt ebenfalls in den Förderraum 9 der Piezopumpe 6. Die Piezopumpe 6 besteht aus einem Gehäuse 12, in dem einige geschichtet aufeinanderliegende Piezoelemente 13 gelagert sind. In Ausdehnungsrichtung wirken diese Piezoelemente 13 auf ein kolbenförmig ausgebildetes Verdrängerelement 14, das den Förderraum 9 der Piezopumpe 6 beaufschlagt und zur Volumenveränderung innerhalb des Förderraumes 9 von den Piezo- elementen 13 angetrieben verschiebbar ist. Der Förderraum 9 ist gegenüber dem Raum des Piezopumpen-Gehäuses 12 über das Verdrängerelement 14 gedichtet. Zur -Vermeidung von Zugspannungen sind die zu einem Stapel geschidhteten Piezoelemente 13 durch eine sich an dem Gehäuse 12 der Piezopumpe 6 abstützende Feder 15 vorgespannt. Weitere Vorspannungsmaßnahmen sind möglich.The shaft of the gas exchange valve 1 of an internal combustion engine is designed at its end facing away from the engine combustion chamber as a displacer piston 3 which slidably engages in the hydraulic chamber 2. The hydraulic chamber 2 is connected to the Hydraulic line 4 connected, which is connected on the one hand via a one-way valve 5 through which flow can flow in the direction of the hydraulic chamber 2, to a delivery chamber 9 of the feed pump 6 designed as a piezo pump, and on the other hand via the shut-off valve designed as a 2/2-way switching valve 7 to the reservoir 8 for hydraulic fluid. Between the switching valve 7 and the reservoir 8, the hydraulic line 4 is connected to the delivery chamber 9 of the piezo pump 6 via a one-way valve 10 through which the delivery chamber 9 can flow. The connecting line 11 having the one-way valve 5 and starting from the hydraulic line 4 likewise leads into the delivery chamber 9 of the piezo pump 6. The piezo pump 6 consists of a housing 12 in which some piezo elements 13 lying one on top of the other are mounted. In the direction of expansion, these piezo elements 13 act on a piston-shaped displacement element 14, which acts on the delivery chamber 9 of the piezo pump 6 and can be displaced in a driven manner by the piezo elements 13 for changing the volume within the delivery chamber 9. The delivery chamber 9 is sealed with respect to the space of the piezo pump housing 12 via the displacement element 14. In order to avoid tensile stresses, the piezo elements 13, which are cut into a stack, are prestressed by a spring 15 which is supported on the housing 12 of the piezo pump 6. Further pre-tensioning measures are possible.
Die Piezoelemente 13 sind zur Erzeugung einer Längenausdehnung elektrisch beaufschlagbar. Die Hydraulikkammer 2 mit dem darin geführten Verdrängerkolben 3 des Schaftes des Gaswechselventiles 1 ist zweifach mit der Hydraulikleitung 4 verbunden. Eine dieser Verbindungen, nämlich eine Öffnung 16 dient bei der Ausführung nach Fig. 2 ausschließlich zum Befülleri der Hydraulikkammer 2 , während eine zweite Öffnung 17 hauptsächlich zum Entleeren der Hydraulikkammer 2 dient und einen gegenüber der Öffnung 16 größeren Strömungswiderstand aufweist. Die Öffnung 17 ist derart gestaltet, dass deren Strömungswiderstand durch den diese Öffnung überfahrenden Verdrängerkolben 3 veränderbar ist und zwar derart, dass der Strömungswiderstand bei sich verkleinernder Hydraulikkammer 2 erhöht wird. Die Zuströmöffnung 16 ist als lediglich in Richtung des Inneren der Hydraulikkammer 2 durchströmbares Einwegeventil ausgestaltet. Diese Ventilfunktion wird durch eine vom Inneren der Hydraulikkammer 2 auf die Öffnung 16 federbelastet gedrückte Kugel 18 erreicht.The piezo elements 13 can be acted upon electrically in order to generate a linear expansion. The hydraulic chamber 2 with the displacement piston 3 of the shaft of the gas exchange valve 1 guided therein is connected in two ways to the hydraulic line 4. In the embodiment according to FIG. 2, one of these connections, namely an opening 16, is used exclusively for filling the hydraulic chamber 2, while a second opening 17 is mainly used for emptying the hydraulic chamber 2 and has a greater flow resistance than the opening 16. The opening 17 is designed in such a way that its flow resistance can be changed by the displacement piston 3 passing over this opening, specifically in such a way that the flow resistance is increased as the hydraulic chamber 2 decreases. The inflow opening 16 is designed as a one-way valve which can only flow through in the direction of the interior of the hydraulic chamber 2. This valve function is achieved by a ball 18 pressed spring-loaded onto the opening 16 from the inside of the hydraulic chamber 2.
Durch eine Feder 19 wird das Ventil 1 bei inaktiver Ventil- Betätigungseinrichtung in Verschlußstellung gehalten.The valve 1 is held in the closed position by a spring 19 when the valve actuating device is inactive.
Die vorstehend beschriebene Einrichtung funktioniert wie folgt .The device described above works as follows.
Die Piezopumpe 6 wirkt unter elektrischer Beaufschlagung der einzelnen Piezoelemente 13 als eine hochfrequente Pumpe, die durch eine oszillierende Bewegung des Verdrängerelementes 14 Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 8 über das Einwegeventil 10 sowie die Förderkammer 9 und anschließend das Einwegeventil 5 in die Hydraulikkammer 2 transportiert, um dadurch das Ventil 1 zu öffnen. Voraussetzung für ein Öffnen des Ventiles 1 ist ein geschlossenes 2/2-Wege-Schaltventil 7.The piezo pump 6 acts upon the electrical application of the individual piezo elements 13 as a high-frequency pump which, by an oscillating movement of the displacement element 14, hydraulic fluid from the reservoir 8 via the one-way valve 10 and the delivery chamber 9 and then that One-way valve 5 transported into the hydraulic chamber 2, thereby opening the valve 1. A closed 2/2-way switching valve 7 is a prerequisite for opening valve 1.
Zum Schließen eines geöffneten Gaswechselventiles 1 wird die Piezopumpe 6 elektrisch inaktiv geschaltet bei gleichzeitigem Öffnen des 2/2-Wege-Schaltventiles 7. Die in der Hydraulikkammer 2 unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit kann über die Öffnung 17 sowie das geöffnete 2/2-Wege- Schaltventil 7 in den Hydraulik-Vorratsbehälter 8 abfließen, wodurch das Gaswechselventil 1 unter der Kraft der Feder 19 schließt. Durch eine Erhöhung des Durchströmungswiderstandes innerhalb der Öffnung 17 der Hydraulikkammer 2 wird die Verschiebegeschwindigkeit des Ventilschaftes beim Schließen des Gaswechselventiles 1 verringert, wodurch ein Aufschlagen des Ventiles des Gaswechselventiles 1 auf den Ventilsitz verhindert wird.To close an open gas exchange valve 1, the piezo pump 6 is switched electrically inactive while the 2/2-way switching valve 7 is opened at the same time. The hydraulic fluid under pressure in the hydraulic chamber 2 can pass through the opening 17 and the opened 2/2-way switching valve 7 flow into the hydraulic reservoir 8, whereby the gas exchange valve 1 closes under the force of the spring 19. By increasing the flow resistance within the opening 17 of the hydraulic chamber 2, the displacement speed of the valve stem when the gas exchange valve 1 is closed is reduced, thereby preventing the valve of the gas exchange valve 1 from striking the valve seat.
Das 2/2-Wege-Schaltventil 7 wird in Kombination mit der elektrischen Beaufschlagung der Piezopumpe 6 derart gesteuert bzw. geregelt, dass ein periodisches Öffnen und Schließen des Gaswechselventiles 1 voll variabel erfolgen kann.The 2/2-way switching valve 7 is controlled or regulated in combination with the electrical application of the piezo pump 6 such that periodic opening and closing of the gas exchange valve 1 can take place in a fully variable manner.
Die Ausführung der Einrichtung nach Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 2 dadurch, dass anstelle eines 2/2-Wege-Schaltventiles 7 ein elektrisches Volumenstrom- Regelventil 20 eingesetzt ist. Dieses Volumenstrom- Regelventil 20 ermöglicht bei Einstellung eines elektrischen Stroms eine Verzögerung der Entleerungsgeschwindigkeit der Hydraulikkammer 2, wenn sich das Gaswechselventil 1 seiner Schließstellung nähert. Dadurch kann bei der HydraulikkammerThe embodiment of the device according to FIG. 3 differs from that according to FIG. 2 in that an electrical volume flow control valve 20 is used instead of a 2/2-way switching valve 7. This volume flow control valve 20 allows when setting an electrical Stroms a delay in the emptying speed of the hydraulic chamber 2 when the gas exchange valve 1 approaches its closed position. This allows the hydraulic chamber
2 gegenüber der Ausführung in Fig. 2 das Vorsehen einer zusätzlichen Entleerungsöffnung 17 entfallen, wodurch dann zwangsläufig die Einwegefunktion der Hydraulikkammer- Zuführöffnung 16 aufgehoben sein muss.2 compared to the embodiment in FIG. 2, the provision of an additional drain opening 17 is omitted, as a result of which the one-way function of the hydraulic chamber feed opening 16 must then inevitably be eliminated.
Eine Verzögerung der Rückstellbewegung des VerdrängerkolbensA delay in the return movement of the displacement piston
3 kann auch ohne eine querschnittsvariable Entleerungsöffnung oder die Verwendung eines Regelventiles erreicht werden, wenn die Förderpumpe 6, die während der Rückstellbewegung an sich inaktiv sein soll, zeitlich gesteuert zum Aufbau eines dämpfend wirkenden Gegendruckes förderaktiv geschaltet wird.3 can also be achieved without a cross-sectionally variable emptying opening or the use of a control valve if the feed pump 6, which is supposed to be inactive during the resetting movement, is activated in a time-controlled manner in order to build up a counter-pressure which has a damping effect.
Bei einer Ausgestaltung der Einrichtung nach Fig. 2 ist in Fig. 4 der Schaft des Ventiles 1 mit einem Wegsensor 21 verbunden. Desweiteren ist dort das 2/2-Wege-Schaltventil 7 in einer konstruktiv konkreten Ausführungsform dargestellt.In an embodiment of the device according to FIG. 2, the stem of the valve 1 is connected to a displacement sensor 21 in FIG. 4. Furthermore, the 2/2-way switching valve 7 is shown there in a constructively specific embodiment.
Die konkrete konstruktive Ausgestaltung des 2/2-Wege- Schaltventiles 7 besteht dort in einer elektromagnetisch betätigbaren Ventil-Schalteinrichtung.The specific design of the 2/2-way switching valve 7 consists in an electromagnetically actuated valve switching device.
Der Wegsensor 21 ist als induktiver Wegsensor ausgebildet. Das 2/2-Wegeventil-Schaltventil 7 wird in Abhängigkeit der Wegesignale des Wegsensors 21 betätigt. Die Wegesignale kön- nen auch zur Steuer- und Regelung der Förderpumpe 6 verwendet werden.The displacement sensor 21 is designed as an inductive displacement sensor. The 2/2-way valve switching valve 7 is actuated as a function of the travel signals of the travel sensor 21. The route signals can NEN can also be used to control and regulate the feed pump 6.
Die Ausführung nach Fig. 5 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 4 lediglich durch eine andere Art des Wegsensors, der dort als Wirbelstromwegsensor 22 ausgebildet ist.The embodiment according to FIG. 5 differs from that according to FIG. 4 only in another type of displacement sensor, which is designed there as an eddy current displacement sensor 22.
Bei der Einrichtung nach Fig. 6 betätigt eine Piezopumpe 6 über ein Mehrwege-Schaltventil 23 mehrere Gaswechselventile 1. Das Schaltventil 23 wird über Elektromagnetstellantriebe6, a piezo pump 6 actuates a plurality of gas exchange valves 1 via a multi-way switching valve 23. The switching valve 23 is actuated via electromagnetic actuators
24 derart betätigt, dass die beiden Gaswechselventile 1 jeweils öffnend oder schließend hydraulisch beaufschlagt werden. Dieses als Schieberventil ausgebildete Schaltventil 23 kann auch piezoelektrisch realisiert werden, falls die Schaltdynamik es erfordert.24 actuated in such a way that the two gas exchange valves 1 are acted upon hydraulically in each case by opening or closing. This switching valve 23 designed as a slide valve can also be implemented piezoelectrically if the switching dynamics require it.
In dem Hydraulik-Vorratsbehälter 8 kann die Hydraulikflüssigkeit unter Druck gehalten sein, wozu in Fig. 6 eine auf das Innere des Vorratsbehälters 8 einwirkende HydraulikpumpeThe hydraulic fluid can be kept under pressure in the hydraulic reservoir 8, for which purpose in FIG. 6 a hydraulic pump acting on the interior of the reservoir 8
25 gezeigt ist. Der Kompressionsdruck für den Vorratsbehälter 8 kann selbstverständlich einer beliebigen Druckquelle, die beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug aus anderen Gründen bereits vorhanden ist, entnommen werden. Durch eine Druckbeaufschlagung der Hydraulikflüssigkeit in dem Vorratsbehälter 8 läßt sich vor allem der Temperatureinfluß auf das Saugverhalten der Piezopumpe 6 minimieren. Bei der Verwendung einer Hydraulikpumpe 25 können Leckageverluste einfach ausgeglichen werden. Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein als Sperrventil dienendes 2/2-Wegeschaltventil 27 nockenwellenbetätigt durch beispielsweise eine spezielle Nockenwelle 29 arbeitet. Ein solcher nockenwellenbetätigter Betrieb des 2/2-Wege- Schaltventiles 27 kann beim Betätigen eines als Auslassventil fungierenden Gaswechselventils 1 eines Verbrennungsmotors zweckmäßig sein, das bei einem Bremsbetrieb des Verbrennungsmotors in bekannter Weise häufiger betätigt wird als bei Motorantriebsbetrieb.25 is shown. The compression pressure for the reservoir 8 can of course be taken from any pressure source that is already present in a motor vehicle for other reasons, for example. By pressurizing the hydraulic fluid in the reservoir 8, the temperature influence on the suction behavior of the piezo pump 6 can be minimized. When using a hydraulic pump 25, leakage losses can easily be compensated for. FIG. 7 shows an embodiment in which a 2/2-way switching valve 27 serving as a blocking valve operates in a camshaft-actuated manner, for example by means of a special camshaft 29. Such a camshaft-operated operation of the 2/2-way switching valve 27 can be expedient when actuating a gas exchange valve 1 of an internal combustion engine which acts as an exhaust valve and which is actuated more frequently in a known manner when the internal combustion engine is braking than in an engine drive mode.
Bei einem Bremsbetrieb des Motors, bei dem die Gaswechsel- Auslaßventile 1 für eine zusätzliche Aufladung und Deko - pression mehrfach im Vergleich zu dem Antriebsmotorbetrieb betätigt werden, müssen die Auslaßventile 1 in einem unter Druck stehenden Zustand geöffnet werden. Um den Förderraum 9 der Piezopumpe 6 nicht diesem erhöhten Druck aussetzen zu müssen, kann - wie in Fig. 8 gezeigt - für die Steuerung der betreffenden Auslaßventile 1 im Motorbremsbetrieb ein zusätzlicher, beispielsweise nockenwellenbetätigter Hydrauli- kaktuator 26 vorgesehen sein. Dieser Hydraulikaktuator 26 ist mit dem Hydraulikraum 2 in einem Bereich zwischen dem 2/2-Wege-Schaltventil 7; 27 bzw. dem alternativ eingesetzten Regelventil 20 und der Zugangs-Öffnung 16 verbunden. Die Piezopumpe 6 ist derart betätigbar, dass sie jeweils inaktiv geschaltet ist, wenn der Hydraulikaktuator 26 zum Öffnen des Ventiles 1 aktiv ist.When the engine is braking, in which the gas exchange exhaust valves 1 are actuated several times for additional charging and decompression in comparison to the drive engine operation, the exhaust valves 1 must be opened in a pressurized state. In order not to have to expose the delivery chamber 9 of the piezo pump 6 to this increased pressure, an additional, for example camshaft-actuated, hydraulic actuator 26 can be provided for controlling the relevant outlet valves 1 in engine brake operation, as shown in FIG. 8. This hydraulic actuator 26 is connected to the hydraulic chamber 2 in an area between the 2/2-way switching valve 7; 27 or the alternatively used control valve 20 and the access opening 16. The piezo pump 6 can be actuated in such a way that it is switched inactive when the hydraulic actuator 26 is active for opening the valve 1.
Ein erfindungsgemäß variabel arbeitender Stellantrieb weist insbesondere folgende Vorteile auf. a: es ist eine gute Systemdynamik durch eine hochdynamisch arbeitende, beispielsweise Piezopumpe und eine Druckbeaufschlagung des Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälters gegeben. Ein Hochdruckspeicher ist nicht erforderlich. Das Saugverhalten der Förderpumpe unterliegt lediglich minimalen Temperatureinflüssen. Damit ist eine Anwendung des erfindungsgemäßen Stellantriebes über den gesamten Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors möglich.An actuator operating according to the invention has the following advantages in particular. a: There is good system dynamics through a highly dynamic working, for example piezo pump and pressurization of the hydraulic fluid reservoir. A high pressure accumulator is not necessary. The suction behavior of the feed pump is only subject to minimal temperature influences. This makes it possible to use the actuator according to the invention over the entire speed range of the internal combustion engine.
b: es ist eine volle Variabilität der Öffnung der Gaswechselventile gegeben, wie:b: There is full variability in the opening of the gas exchange valves, such as:
- kontinuierliche Phasenverschiebung der Ventilerhebung,- continuous phase shift of the valve lift,
- variable Hubeinstellung und Ventilöffnungsdauer,- variable stroke setting and valve opening duration,
- variable Ventilöffnungszeit und Ventilschließzeit,- variable valve opening and closing times,
- Zylinderabschaltung.- cylinder deactivation.
Dies führt wiederum zu:This in turn leads to:
- höheren Leistungen und Drehmomenten des Verbrennungsmotors,- higher powers and torques of the internal combustion engine,
- einem geringen Verbrauch,- low consumption,
- Reduzierung der Emissionen.- Reduction of emissions.
c : es liegt eine Reduzierung der Anzahl der Bauteile vor, nämlichc: There is a reduction in the number of components, namely
- eine Nockenwelle ist nicht erforderlich,- a camshaft is not necessary,
- hydraulische Ventilspielausgleichselemente entfallen,- there is no need for hydraulic valve clearance compensation elements,
- es kann auf eine Ventilbremse bei einer Ventilwegemessung verzichtet werden . d: bei der Montage der erfindungsgemäßen Bauelemente besteht eine große Flexibilität.- There is no need for a valve brake for a valve path measurement. d: there is great flexibility in the assembly of the components according to the invention.
e: es liegt lediglich eine geringe hydraulische Geräuschentwicklung und ein geringer Energieverbrauch vor, da die Piezopumpe ausschließlich phasenweise zum Öffnen der Gaswechselventile arbeitet.e: There is only low hydraulic noise and low energy consumption, since the piezo pump only works in phases to open the gas exchange valves.
f: ein stromab eines Gaswechselventils innerhalb des Hydraulikflüssigkeitskreislaufes liegendes Sperrventil unterliegt reduzierten Dynamikanforderungen . aufgrund der variabel, d.h. diskontinuierlich arbeitenden Piezopumpe, so dass dieses Sperrventil elektromagnetisch betätigbar sein kann.f: a check valve located downstream of a gas exchange valve within the hydraulic fluid circuit is subject to reduced dynamic requirements. due to the variable, i.e. discontinuous piezo pump, so that this check valve can be actuated electromagnetically.
g: in dem Hydraulikflüssigkeitskreislauf ist stromauf des Gaswechselventils kein zusätzliches Sperrventil erforderlich, das bei konventioneller hydraulischer Ventilsteuerung hoch dynamisch arbeiten muss.g: in the hydraulic fluid circuit upstream of the gas exchange valve, no additional shut-off valve is required, which has to work highly dynamically in conventional hydraulic valve control.
h: es ist eine hohe Regelgenauigkeit 'bei Anwendung einer Wegmessung der Gaswechselventile möglich, da hierdurch Störgrößen wie Hysterese, Arbeitsfrequenz, Leckverluste und Temperatur kompensiert werden können. h: A high degree of control accuracy is possible when using a displacement measurement of the gas exchange valves, since this can compensate for disturbances such as hysteresis, operating frequency, leakage losses and temperature.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Stellantrieb zum Betätigen der Gaswechselventile eines Verbrennungsmotors, bei dem die Gaswechselventile durch von einer Förderpumpe in einen offenen, mit einem Vorratsbehälter versehenen Kreislauf geförderte Hydraulikflüssigkeit betätigt werden, bei dem das Öffnen oder Schließen der Gaswechselventile durch in unterschiedlicher Höhe auf ein jeweils zu betätigendes Gaswechselventil einwirkende, von der den Kreislauf durchströmenden Hydraulikflüssigkeit ausgehende Stellkräfte bewirkt wird, stromab eines jeweiligen Gaswechselventils ein zumindest während der Zeitdauer eines hydraulisch bewirkten Öff- nens oder Schließens des Gaswechselventiles gegenüber sämtlichen stromauf dieses Gaswechselventiles liegenden Bereichen verengter bis geschlossener Kreislauf- Strömungsquerschnitt vorliegt, der hydraulischen Stellkraft an dem Gaswechselventil jeweils eine Kraft, insbesondere eine Federkraft, entgegengerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (6) volumenstromvariabel fördernd ausgebildet ist. 1.Actuator for actuating the gas exchange valves of an internal combustion engine, in which the gas exchange valves are actuated by hydraulic fluid conveyed by a feed pump into an open circuit provided with a storage container, in which the opening or closing of the gas exchange valves by different heights on each gas exchange valve to be actuated acting, resulting from the hydraulic fluid flowing through the circuit, is effected downstream of a respective gas exchange valve, at least during the period of a hydraulically effected opening or closing of the gas exchange valve relative to all areas upstream of this gas exchange valve, the circuit flow cross-section is present, the hydraulic actuation force a force, in particular a spring force, is oppositely directed at the gas exchange valve, characterized in that the feed pump (6) has a volume is designed to promote current variability.
2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der hydraulischen Kraftquelle und dem jeweiligen Gaswechselventil (1) ein direkt mit dem Verstellmechanismus des betreffenden Gaswechselventiles (1) zusammenwirkender mechanischer Kraft- und/oder Wegübersetzer (30) vorgesehen ist.2. Actuator according to claim 1, characterized in that between the hydraulic power source and the respective gas exchange valve (1) a directly with the adjusting mechanism of the relevant gas exchange valve (1) interacting mechanical force and / or displacement converter (30) is provided.
3. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (6) für einen mit hoher Frequenz intermittierend arbeitenden Förderbetrieb ausgelegt ist.3. Actuator according to claim 1 or 2, characterized in that the feed pump (6) is designed for an intermittently operating conveyor operation.
4. Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geken zeichnet, dass die Taktfrequenz der intermittierend arbeitenden Förderpumpe (6) mindestens derjenigen der Öffnungs- bzw. Schließfrequenz der Gaswechselventile (1) entspricht.4. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the clock frequency of the intermittently operating feed pump (6) corresponds at least to that of the opening or closing frequency of the gas exchange valves (1).
5. Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (6) mit piezoelektrischen, magneto- striktiven und/oder elektrochemischen Aktoren (13) als Förderelementen ausgebildet ist.5. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the feed pump (6) with piezoelectric, magnetostrictive and / or electrochemical actuators (13) is designed as delivery elements.
6. Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (6) zumindest während eines Teils der Zeitdauer, in der kein hydraulisch bewirktes Öffnen oder Schließen eines jeweiligen Gaswechselventiles (1) erfolgt, ausgeschaltet ist.6. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the feed pump (6) at least during part of the period in which no hydraulically operated opening or A respective gas exchange valve (1) is closed and switched off.
7. Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichn t, dass ein Schaft des Gaswechselventiles (1) in eine durch Hydraulikflüssigkeit ausgefüllte Ventil-Hydraulikkammer (2) , die mit dem Vorratsbehälter (8) über eine den vereng- bis verschließbaren Kreislauf-Strömungsquerschnitt enthaltende Leitung (4) verbunden ist, verschiebbar dicht eintaucht und dort zum Öffnen und Schließen des Gaswechselventiles (1) unter von der Hydraulikflüssigkeit bewirkter Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Hydraulikkammer (2) verschoben wird und dass von der Hydraulikflüssigkeit zur Verkleinerung der Hydraulikkammer (2) im Vergleich zur Vergrößerung dieser Hydraulikkammer (2) ein größerer Strömungswiderstand zu überwinden ist.7. Actuator according to one of the preceding claims, characterized gekennzeichn t that a stem of the gas exchange valve (1) in a hydraulic fluid filled valve hydraulic chamber (2) with the reservoir (8) via a the constrictable to closable circuit flow cross-section containing line (4) is connected, slidably immersed and displaced there to open and close the gas exchange valve (1) under enlargement or reduction of the hydraulic chamber (2) caused by the hydraulic fluid and that from the hydraulic fluid to reduce the hydraulic chamber (2) compared to the enlargement of this hydraulic chamber (2), a greater flow resistance has to be overcome.
8. Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vereng- bis verschließbare Kreislauf- Strömungsquerschnitt als ein Sperrventil (7) oder eine Drosselstelle ausgebildet ist.8. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the constrictable to closable circuit flow cross section is designed as a check valve (7) or a throttle point.
9. Stellantrieb nach Anspruch 8, dadurch geken zeichnet, dass das Sperrventil (7) ein Regelventil ist.9. Actuator according to claim 8, characterized in that the check valve (7) is a control valve.
10. Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegsensor (21, 22) zur Bestimmung des Verschiebeweges des Gaswechselventiles (1) vorgesehen ist und dass die Förderpumpe (6) und/oder das Sperrventil (7, 20) in Abhängigkeit der durch diesen Sensor (21, 22) ermittelten Lagen des Schaftes des Gaswechselventiles (1) geregelt wird.10. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that a displacement sensor (21, 22) is provided for determining the displacement path of the gas exchange valve (1) and in that the feed pump (6) and / or the shut-off valve (7, 20) in dependence on the sensor (21, 22) determined positions of the shaft of the gas exchange valve (1) is regulated.
11. Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Stellantrieb durch eine Förderpumpe (6) mit Hilfe eines Mehrwege-Sperrventils (23) oder mehrere einzelner Sperrventile (7, 28) mehrere Gaswechselventile (1) betätigbar sind.11. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that in an actuator by a feed pump (6) with the aid of a multi-way check valve (23) or a plurality of individual check valves (7, 28), a plurality of gas exchange valves (1) can be actuated.
12. Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geken zeichnet, dass das Innere des Hydraulik-Vorratsbehälters (8) unter Druck steht.12. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the interior of the hydraulic reservoir (8) is under pressure.
13. Stellantrieb zum Steuern der Gaswechselventile eines Verbrennungsmotors nach einem der vorhergehenden Ansprüche für einen Antriebs- und Bremsbetrieb des Verbrennungsmotors, wobei die Auslass-Gaswechselventile im Bremsbetrieb des Motors jeweils während des Motoraufladungs- und gegebenenfalls Deko pressionsvorganges einen im Vergleich zu dem Motor- Antriebsbetrieb zusätzlichen Öffnungs-/Schließzyklus absolvieren, dadurch gekennzeichnet, dass für das Steuern der zusätzlichen Öffnungs- /Schließzyklen der Auslass-Gaswechselventile (1) im Motorbremsbetrieb ein jeweils getrennt von der Förderpumpe (6) arbeitender Hydraulikaktuator (26) auf die Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikkammern (2) der Auslass- Gaswechselventile (1) einwirken kann, während innerhalb dieser Einwirkzeit die Förderpumpe (6) jeweils inaktiv geschaltet ist.13. Actuator for controlling the gas exchange valves of an internal combustion engine according to one of the preceding claims for a drive and brake operation of the internal combustion engine, the exhaust gas exchange valves in the braking operation of the engine each during the engine charging and decompression, if necessary, an additional compared to the engine drive operation Complete the opening / closing cycle, characterized, that in order to control the additional opening / closing cycles of the exhaust gas exchange valves (1) during engine braking, a hydraulic actuator (26), which operates separately from the feed pump (6), acts on the hydraulic fluid in the hydraulic chambers (2) of the exhaust gas exchange valves (1) can, while the feed pump (6) is switched to inactive within this time.
14. Verfahren zum Betrieb eines Stellantriebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (6) während der Zeitdauer, in der ein jeweiliges Gaswechselventil (1) schließt, durch gezielten Förderbetrieb innerhalb des Hydraulikflüssigkeitskreislaufes eine auf das jeweilige Gaswechselventil (1) einwirkende Bremskraft erzeugt. 14. A method of operating an actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the feed pump (6) during the period in which a respective gas exchange valve (1) closes, by means of targeted delivery operation within the hydraulic fluid circuit, to the respective gas exchange valve (1). acting braking force generated.
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