EP3080430A1 - Piston engine and associated operating method - Google Patents

Piston engine and associated operating method

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EP3080430A1
EP3080430A1 EP14808501.2A EP14808501A EP3080430A1 EP 3080430 A1 EP3080430 A1 EP 3080430A1 EP 14808501 A EP14808501 A EP 14808501A EP 3080430 A1 EP3080430 A1 EP 3080430A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stroke
intake valves
intake
combustion chamber
kww
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14808501.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Frank Michael Benz
Thomas Haarmann
Kai Hoffmann
Kai Kanning
Thomas Koch
Johannes Ritzinger
Tobias SCHÖFFLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of EP3080430A1 publication Critical patent/EP3080430A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • F02D13/0226Variable control of the intake valves only changing valve lift or valve lift and timing
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    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
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    • F02D13/0257Independent control of two or more intake or exhaust valves respectively, i.e. one of two intake valves remains closed or is opened partially while the other is fully opened
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a piston engine with internal combustion, preferably a gasoline engine, in which each combustion chamber, an inlet valve is closed prematurely or late and in which a
  • the invention also relates to a piston engine with internal combustion, in particular gasoline engine, which is suitable for carrying out such an operating method.
  • the present invention relates to a use of a valve train for driving intake valves in a
  • Inlet valve before a bottom dead center of the associated piston can a
  • thermodynamic compression stroke is reduced. This process is known as the Atkinson process (also known as the Miller process later).
  • Combustion exhaust gas performs, in a third clock an intake stroke for
  • the expansion stroke lasts from 0 ° crankshaft angle (KWW) to 180 ° KWW
  • the exhaust stroke lasts from 180 ° KWW to 360 ° KWW
  • the intake stroke lasts from 360 ° KWW to 540 ° KWW
  • the compression stroke lasts from 540 ° KWW to 720 ° KWW , where 720 ° KWW of the one four-stroke cycle 0 ° KWW of the next four-stroke cycle correspond.
  • the intake valve closes before 540 ° KWW, while it closes at 540 ° KWW at the late intake closing, ie at the Atkinson process.
  • the closing of the inlet valve occurs clearly before or after the respective bottom dead center, namely preferably within a range of 80 ° to 60 ° inclusive and in particular at about 70 ° before or after bottom dead center at 540 ° KWW.
  • Exhaust gas recirculation is mainly with the aim of reducing the NOx pollutant emissions of the reciprocating engine.
  • the highest possible turbulence is required in the respective combustion chamber.
  • a high degree of turbulence in the combustion chamber is not or only with difficulty achievable in connection with the Miller process or the Atkinson process, so that the desired high levels of combustion are achieved in conventional operating processes
  • Exhaust gas recirculation rates are not adjustable or associated with an increased risk of knocking and an increased risk of misfiring.
  • the present invention is concerned with the problem of providing for an operating method of the type mentioned above or for an associated piston engine or for an associated valve train, an improved embodiment, the
  • the invention is based on the general idea of allocating at least two inlet valves to the respective combustion chamber, so that the filling of the respective combustion chamber
  • Exhaust gas recirculation for a method of operation with premature or late closing of the intake valves are controlled so that the two intake valves have different maximum strokes.
  • the invention uses the knowledge that the maximum stroke when opening the respective intake valve significantly influences the inflow of the gas mixture. It has been shown that the production of two different
  • Inlet flows generated by different maximum strokes of the intake valves result in increased turbulence in the combustion chamber.
  • the increased turbulence improves the compatibility of the subsequent combustion process for
  • the maximum lift of the one intake valve is in a range of from 40% to 70% inclusive, preferably in a range from 50% to 65% inclusive, in particular approximately 55%, of the maximum lift of the other intake valve. It has been shown that with these relations between the two maximum strokes particularly high turbulences can be generated in the respective combustion chamber.
  • At least one of the two intake valves with respect to the crankshaft angle may have a stroke course having an angular range with a constant opening stroke. This means that the respective stroke profile in said angular range has a flat plateau in which the opening stroke of the inlet valve does not change. As a result, a constant inlet flow can occur during this angular range, which makes the training more targeted
  • Opening stroke of the respective intake valve is constant, in a range of
  • Inlet valve with the respective angular range with its maximum stroke is constantly open. This measure also leads to specifically produce the desired turbulence.
  • this is the inlet valve, which is the smaller
  • both intake valves each have such an angular range with a constant opening stroke.
  • both intake valves open and close synchronously. Accordingly, both intake valves have the same
  • Opening time window In particular, the opening strokes of the two inlet valves are substantially congruent in an opening region and in a closing region.
  • both Hubverstructure show an angular range with constant opening stroke, in particular with a constant maximum stroke, the angular range of the intake valve with a smaller maximum stroke is significantly greater, in particular about twice greater than the angular range of the intake valve with a larger maximum stroke.
  • this larger angular range can then range from 80 ° KWW inclusive to 120 ° KWW inclusive, preferably including 90 ° KWW up to and including 1 10 ° KWW.
  • the two inlet valves control two separate inlet channels, each of which controls the respective gas mixture
  • Inlet channels is designed as a swirl duct.
  • this is the inlet channel which is the inlet valve with the larger maximum stroke
  • the gas mixture substantially radially and axially with respect to a longitudinal center axis of the associated cylindrical
  • Tangential component that has a component in the circumferential direction. Via the swirl channel, a swirl flow can thus be generated in the combustion chamber, which is advantageous for the turbulence.
  • a piston engine according to the invention with internal combustion which is preferably a gasoline engine, is equipped with exhaust gas recirculation, which is preferably an external exhaust gas recirculation. Furthermore, the exhaust gas recirculation, which is preferably an external exhaust gas recirculation. Furthermore, the exhaust gas recirculation, which is preferably an external exhaust gas recirculation. Furthermore, the exhaust gas recirculation, which is preferably an external exhaust gas recirculation.
  • Piston engine with at least two intake valves per combustion chamber and equipped with a valve drive for driving the intake valves.
  • the valvetrain is also configured to control the intake valves according to the above-described
  • Operating method can control.
  • the valvetrain may drive the two intake valves for Miller operation or Atkinson operation for performing different maximum strokes.
  • a valve drive which is provided for driving at least two inlet valves of a combustion chamber of a piston engine with internal combustion, in particular a gasoline engine, is used selectively in such a way that it carries out the operating method described above.
  • the valve train is designed in a suitable manner.
  • a valvetrain the at least two intake valves with different
  • valve train can also be equipped with a camshaft adjustment. Furthermore, it is basically conceivable for normal operation and / or for a
  • 1 and 2 are each a diagram with Hubverquartn of two intake valves
  • FIGS. 1 and 2 indicate a valve lift H in mm on their ordinate and a crankshaft angle KWW in degrees on their abscissa.
  • valve strokes H from 0 to 14 mm are shown in FIGS. 1 and 2.
  • a crankshaft angle range from 300 ° KWW to 650 ° KWW is plotted.
  • a crankshaft angle range of 270 ° KWW to 630 ° KWW is plotted.
  • valve lift curves I, II of two intake valves 1, 2 are shown, which are assigned to the same combustion chamber of an internal combustion piston engine.
  • the piston engine is preferably a gasoline engine.
  • the piston engine works on the four-stroke principle. The reproduced here
  • Angled regions thereby capture an intake stroke of a piston assigned to the respective combustion chamber.
  • Said inlet stroke extends from 360 ° KWW to 540 ° KWW, ie from a top dead center OT at 360 ° to a bottom dead center UT at 540 °.
  • a first stroke course I of a first intake valve 1 is shown with a broken line
  • a second travel curve II of a second intake valve 2 is shown with a solid line.
  • the presented here Operating method requires that at least two inlet valves 1, 2 are provided per combustion chamber, which in Figs. 1 and 2 by the two Hubvercreate I and II
  • a valve drive for driving the intake valves 1, 2 is in this case designed such that, with respect to the bottom dead center at 540 ° KWW, premature or delayed closing of the intake valves 1, 2 is possible.
  • 1 shows an Atkinson operation with delayed inlet closing, in which the intake valves 1 and 2 close at approximately 600 ° KWW to 650 ° KWW.
  • Fig. 2 shows the Hubvermaj I and II for a Miller operation with early intake closing.
  • Inlet valves 1, 2 approximately at top dead center OT with 360 ° KWW. It is noteworthy that the two intake valves 1, 2 are opened with different maximum strokes Hmax and Hmax M , respectively.
  • the first intake valve 1 each has the larger maximum lift Hmax.
  • the smaller maximum stroke Hmax is approximately between 40% and 70% of the larger maximum stroke Hmax ,.
  • the smaller maximum stroke Hmaxn is about 60% of the larger maximum stroke Hmax ,.
  • the larger maximum stroke Hmax t is about 13 mm, while the smaller maximum stroke Hmaxn is about 8 mm.
  • the larger maximum stroke Hmaxi is about 11 mm, while the smaller maximum stroke Hmaxn is about 7 mm.
  • Exhaust gas recirculation is used, is branched off in the exhaust outside the respective combustion chamber and outside the respective combustion chamber of the fresh gas supply is supplied, so that the combustion chamber is ultimately fed to a mixture of fresh air, fuel gas and recirculated exhaust gas.
  • a stroke course I, II which has an angular range c, in which
  • Opening stroke H remains constant.
  • the respective stroke course I, II has in each case an angular range a, in which the opening stroke H increases and an angular range b, in which the opening stroke H decreases, in this case over the intermediate
  • both Hubvercum I, II of the two intake valves 1, 2 each have exactly such an angular range c with constant
  • FIG. 2 shows an embodiment in which only one of the two intake valves 1, 2 has a stroke course I, II, which shows exactly such an angular range c with constant opening stroke H, which is also formed there by the maximum stroke Hmax.
  • Embodiment to the stroke course II of the second intake valve 2 which has the smaller maximum stroke Hmax.
  • the first intake valve 1, which has the larger maximum stroke Hmaxi shows no such angular range c with a constant opening stroke H. Rather, go in the stroke curve I of the first intake valve 1, the angular range a with increasing opening stroke H and the angular range b with decreasing
  • the two inlet valves 1, 2 open and close synchronously, so that the two separate stroke profiles I, II run congruently in an opening region d and in a closing region e.
  • the angular range c with a constant maximum stroke Hmax forms a plateau in the first stroke progression I which extends over approximately 50 ° KWW.
  • a plateau is formed by the angular range c with constant maximum lift Hmaxn, which extends approximately over 100 ° KWW.
  • a plateau is formed by the angular range c with constant maximum lift Hmax M of the second intake valve 2, which extends approximately over 40 ° KWW.
  • the two Hubverincome I, II of the two intake valves 1, 2 are also configured substantially symmetrical, so that the
  • Angular areas a are designed with increasing opening stroke H largely mirror-symmetrical to the angular ranges b with decreasing opening stroke H.
  • the two inlet valves 1, 2 can be assigned separate inlet channels, so that the two inlet valves 1, 2 control two separate inlet channels. These can basically be two separate inflow channels. However, it is preferred to assign separate inlet channels, so that the two inlet valves 1, 2 control two separate inlet channels. These can basically be two separate inflow channels. However, it is preferred to assign separate inlet channels, so that the two inlet valves 1, 2 control two separate inlet channels. These can basically be two separate inflow channels. However, it is preferred
  • At least one of the inlet channels is designed as a swirl channel.
  • a swirl duct has an orientation which has a flow component in the circumferential direction of the cylindrical combustion chamber in the gas flow which can flow into the combustion chamber through this swirl duct.
  • the gas flow generated with an inflow channel is oriented almost exclusively radially and / or axially to the longitudinal central axis of the respective cylinder.

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Abstract

The invention relates to a method for operating an internal combustion piston engine, preferably a spark-ignition engine. In said method, at least one intake valve (1, 2) per combustion chamber is closed prematurely or with a delay, and exhaust gas can be recirculated. A higher exhaust gas recirculation rate can be set when at least two intake valves (1, 2) are provided for each combustion chamber, said intake valves (1, 2) being opened with different maximum lifts (HmaxI, HmaxII) at least during exhaust gas recirculation.

Description

Kolbenmotor und zugehöriges Betriebsverfahren  Piston engine and associated operating method
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kolbenmotors mit interner Verbrennung, vorzugsweise eines Ottomotors, bei dem je Brennraum ein Einlassventil verfrüht oder verspätet geschlossen wird und bei dem eine The present invention relates to a method for operating a piston engine with internal combustion, preferably a gasoline engine, in which each combustion chamber, an inlet valve is closed prematurely or late and in which a
Abgasrückführung durchführbar ist. Die Erfindung betrifft außerdem einen Kolbenmotor mit interner Verbrennung, insbesondere Ottomotor, der zur Durchführung eines derartigen Betriebsverfahrens geeignet ist. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung eines Ventiltriebs zum Ansteuern von Einlassventilen bei einem Exhaust gas recirculation is feasible. The invention also relates to a piston engine with internal combustion, in particular gasoline engine, which is suitable for carrying out such an operating method. Finally, the present invention relates to a use of a valve train for driving intake valves in a
Kolbenmotor gemäß einem derartigen Betriebsverfahren. Piston engine according to such an operating method.
Durch ein verfrühtes Schließen des Einlassventils, also durch ein Schließen des By premature closing of the inlet valve, so by closing the
Einlassventils vor einem unteren Totpunkt des zugehörigen Kolbens kann ein Inlet valve before a bottom dead center of the associated piston can a
sogenanntes Miller-Verfahren (auch früher Miller-Prozess) durchgeführt werden, bei dem eine reduzierte Befüllung des jeweiligen Brennraums erfolgt, um letztlich die So-called Miller process (also earlier Miller process) are carried out, in which a reduced filling of the respective combustion chamber is carried out to ultimately the
geometrische Expansion im darauffolgenden Expansionshub vergrößern zu können. Im Ergebnis kann dadurch der Kraftstoff effizienter verbraucht werden, da beim jeweiligen Expansionsvorgang mehr Expansionsenergie genutzt werden kann. Beim verspäteten Schließen des Einlassventils ergibt sich dieselbe Situation, da hierbei das Einlassventil nach dem unteren Totpunkt des zugehörigen Kolbens schließt, wodurch der increase geometric expansion in the subsequent expansion stroke. As a result, the fuel can be consumed more efficiently because more expansion energy can be used in the respective expansion process. The late closing of the intake valve results in the same situation, since in this case the intake valve closes after the bottom dead center of the associated piston, whereby the
(thermodynamische) Kompressionshub verkleinert wird. Dieser Vorgang ist als Atkinson- Verfahren (auch später Miller-Prozess) bekannt. (thermodynamic) compression stroke is reduced. This process is known as the Atkinson process (also known as the Miller process later).
Relevant für das Miller-Verfahren und das Atkinson-Verfahren sind dabei Kolbenmotoren, die nach dem Vier-Takt-Prinzip arbeiten, bei dem im jeweiligen Zylinder der zugehörige Kolben in einem ersten Takt einen Expansionshub mit dem Verbrennungsprozess durchführt, in einem zweiten Takt einen Auslasshub zum Ausschieben des Relevant for the Miller process and the Atkinson process are piston engines, which operate on the four-stroke principle, in which the respective piston performs an expansion stroke in the respective cylinder in a first stroke with the combustion process, in a second cycle an exhaust stroke to eject the
Verbrennungsabgases durchführt, in einem dritten Takt einen Einlasshub zur Combustion exhaust gas performs, in a third clock an intake stroke for
Frischgasbefüllung durchführt und in einem vierten Takt einen Kompressionshub zum Verdichten des Frischgases durchführt. Bezogen auf eine Kurbelwelle des Kolbenmotors, die vom jeweiligen Kolben angetrieben wird, lassen sich die einzelnen Takte bzw. Hübe des Kolbens folgenden Kurbelwellenwinkelbereichen zuordnen. Der Expansionshub dauert von 0° Kurbelwellenwinkel (KWW) bis 180° KWW, der Auslasshub dauert von 180° KWW bis 360° KWW, der Einlasshub dauert von 360° KWW bis 540° KWW und der Kompressionshub dauert von 540° KWW bis 720° KWW, wobei 720° KWW des einen Vier-Takt-Zykluses 0° KWW des nächstfolgenden Vier-Takt-Zykluses entsprechen. Obere Totpunkte der Kolbenbewegung finden sich bei 0° KWW, 360° KWW und 720° KWW. Untere Totpunkte des jeweiligen Kolbens finden sich dagegen bei 180° KWW und 540° KWW. Üblicherweise schließt das Einlassventil bei etwa 540° KWW, also bei dem unteren Totpunkt zwischen Einlasshub und Kompressionshub. Beim frühen Frischgasbefüllung performs and in a fourth cycle performs a compression stroke for compressing the fresh gas. Related to a crankshaft of the piston engine, which is driven by the respective piston, the individual cycles or strokes of the piston can be assigned to the following crankshaft angle ranges. The expansion stroke lasts from 0 ° crankshaft angle (KWW) to 180 ° KWW, the exhaust stroke lasts from 180 ° KWW to 360 ° KWW, the intake stroke lasts from 360 ° KWW to 540 ° KWW and the compression stroke lasts from 540 ° KWW to 720 ° KWW , where 720 ° KWW of the one four-stroke cycle 0 ° KWW of the next four-stroke cycle correspond. Upper dead centers of the piston movement can be found at 0 ° KWW, 360 ° KWW and 720 ° KWW. Lower dead centers of the respective piston, however, are found at 180 ° KWW and 540 ° KWW. Typically, the intake valve closes at about 540 ° KWW, that is, at the bottom dead center between the intake stroke and the compression stroke. At the early
Einlassschließen, also beim Miller-Verfahren schließt das Einlassventil vor 540° KWW, während es beim späten Einlassschließen, also beim Atkinson-Verfahren nach 540° KWW schließt. Damit sich das Miller-Verfahren bzw. das Atkinson-Verfahren spürbar auf den Wirkungsgrad des Kolbenmotors auswirkt, erfolgt das Schließen des Einlassventils deutlich vor bzw. nach dem jeweiligen unteren Totpunkt, nämlich vorzugsweise in einem Bereich von einschließlich 80° bis einschließlich 60° und insbesondere bei etwa 70° vor bzw. nach dem unteren Totpunkt bei 540° KWW. Inlet closure, so in the Miller process, the intake valve closes before 540 ° KWW, while it closes at 540 ° KWW at the late intake closing, ie at the Atkinson process. In order for the Miller process or the Atkinson process to have a noticeable effect on the efficiency of the piston engine, the closing of the inlet valve occurs clearly before or after the respective bottom dead center, namely preferably within a range of 80 ° to 60 ° inclusive and in particular at about 70 ° before or after bottom dead center at 540 ° KWW.
Eine Abgasrückführung erfolgt hauptsächlich mit dem Ziel, die NOx- Schadstoffemissionen des Kolbenmotors zu reduzieren. Um hohe Abgasrückführraten ermöglichen zu können, ist im jeweiligen Brennraum eine möglichst hohe Turbulenz erforderlich. Ein hoher Turbulenzgrad im Brennraum ist jedoch im Zusammenhang mit dem Miller-Verfahren bzw. dem Atkinson-Verfahren nicht oder nur sehr schwer erreichbar, so dass bei herkömmlichen Betriebsverfahren die gewünschten hohen Exhaust gas recirculation is mainly with the aim of reducing the NOx pollutant emissions of the reciprocating engine. In order to enable high exhaust gas recirculation rates, the highest possible turbulence is required in the respective combustion chamber. However, a high degree of turbulence in the combustion chamber is not or only with difficulty achievable in connection with the Miller process or the Atkinson process, so that the desired high levels of combustion are achieved in conventional operating processes
Abgasrückführraten nicht einstellbar sind oder mit einem erhöhten Klopfrisiko und einem erhöhten Risiko für Verbrennungsaussetzer einhergehen. Exhaust gas recirculation rates are not adjustable or associated with an increased risk of knocking and an increased risk of misfiring.
Aus der EP 2 041 414 B1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Ottomotors der eingangs genannten Art bekannt. From EP 2 041 414 B1 a method for operating a gasoline engine of the type mentioned is known.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art bzw. für einen zugehörigen Kolbenmotor bzw. für einen zugehörigen Ventiltrieb eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich The present invention is concerned with the problem of providing for an operating method of the type mentioned above or for an associated piston engine or for an associated valve train, an improved embodiment, the
insbesondere dadurch auszeichnet, dass höhere Abgasrückführraten einstellbar sind. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. characterized in particular by the fact that higher exhaust gas recirculation rates are adjustable. This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, dem jeweiligen Brennraum zumindest zwei Einlassventile zuzuordnen, so dass die Befüllung des jeweiligen The invention is based on the general idea of allocating at least two inlet valves to the respective combustion chamber, so that the filling of the respective combustion chamber
Brennraums über die wenigstens zwei Einlassventile erfolgt, die während einer Brennraums via the at least two intake valves takes place during a
Abgasrückführung für ein Betriebsverfahren mit verfrühtem oder verspätetem Schließen der Einlassventile so angesteuert werden, dass die beiden Einlassventile verschiedene Maximalhübe besitzen. Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, dass der Maximalhub beim öffnen des jeweiligen Einlassventils die Einströmung des Gasgemisches signifikant beeinflusst. Dabei hat sich gezeigt, dass die Erzeugung von zwei verschiedenen Exhaust gas recirculation for a method of operation with premature or late closing of the intake valves are controlled so that the two intake valves have different maximum strokes. The invention uses the knowledge that the maximum stroke when opening the respective intake valve significantly influences the inflow of the gas mixture. It has been shown that the production of two different
Einlassströmen, die durch verschiedene Maximalhübe der Einlassventile generiert werden, zu einer erhöhten Turbulenz im Brennraum führt. Die erhöhte Turbulenz verbessert die Verträglichkeit des nachfolgenden Verbrennungsprozesses für Inlet flows generated by different maximum strokes of the intake valves result in increased turbulence in the combustion chamber. The increased turbulence improves the compatibility of the subsequent combustion process for
rückgeführtes Abgas, wodurch höhere Abgasrückführraten einstellbar sind, ohne dass dabei die Klopfgefahr und die Gefahr für Verbrennungsaussetzer erhöht wird. Somit kann durch den erfindungsgemäßen Vorschlag die Schadstoffemission des Kolbenmotors reduziert werden. recirculated exhaust gas, whereby higher exhaust gas recirculation rates are adjustable, without thereby the risk of knocking and the risk of combustion misfires is increased. Thus, the pollutant emission of the piston engine can be reduced by the proposal according to the invention.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform liegt der Maximalhub des einen Einlassventils in einem Bereich von einschließlich 40% bis einschließlich 70%, vorzugsweise in einem Bereich von einschließlich 50% bis einschließlich 65%, insbesondere bei etwa 55%, des Maximalhubs des anderen Einlassventils. Es hat sich gezeigt, dass bei diesen Relationen zwischen den beiden Maximalhüben besonders hohe Turbulenzen im jeweiligen Brennraum erzeugt werden können. According to an advantageous embodiment, the maximum lift of the one intake valve is in a range of from 40% to 70% inclusive, preferably in a range from 50% to 65% inclusive, in particular approximately 55%, of the maximum lift of the other intake valve. It has been shown that with these relations between the two maximum strokes particularly high turbulences can be generated in the respective combustion chamber.
Bei einer anderen Ausführungsform kann zumindest eines der beiden Einlassventile bezüglich des Kurbelwellenwinkels einen Hubverlauf aufweisen, der einen Winkelbereich mit einem konstanten Öffnungshub aufweist. Das bedeutet, dass der jeweilige Hubverlauf in besagtem Winkelbereich ein ebenes Plateau besitzt, bei dem sich der Öffnungshub des Einlassventils nicht verändert. In der Folge kann sich während dieses Winkelbereichs eine gleichbleibende Einlassströmung einstellen, was die Ausbildung gezielter In another embodiment, at least one of the two intake valves with respect to the crankshaft angle may have a stroke course having an angular range with a constant opening stroke. This means that the respective stroke profile in said angular range has a flat plateau in which the opening stroke of the inlet valve does not change. As a result, a constant inlet flow can occur during this angular range, which makes the training more targeted
Turbulenzen verbessert. Beispielsweise kann sich der Winkelbereich, in dem der Turbulence improved. For example, the angular range in which the
Öffnungshub des jeweiligen Einlassventils konstant ist, in einem Bereich von Opening stroke of the respective intake valve is constant, in a range of
einschließlich 30° KWW bis einschließlich 50° KWW, vorzugsweise in einem Bereich von einschließlich 40° KWW bis einschließlich 45° KWW, befinden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der konstante Öffnungshub den including 30 ° KWW up to and including 50 ° KWW, preferably in a range of including 40 ° KWW up to and including 45 ° KWW. According to an advantageous development of the constant opening stroke the
Maximalhub des jeweiligen Einlassventils bilden. Das heißt, dass das jeweilige Maximalhub the respective intake valve form. That means that the respective
Einlassventil mit dem jeweiligen Winkelbereich mit seinem Maximalhub konstant geöffnet ist. Auch diese Maßnahme führt dazu, gezielt die gewünschte Turbulenz zu erzeugen. Inlet valve with the respective angular range with its maximum stroke is constantly open. This measure also leads to specifically produce the desired turbulence.
Bei einer anderen Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass nur eines der beiden Einlassventile einen solchen Winkelbereich mit konstantem Öffnungshub aufweist. In another development, it can be provided that only one of the two intake valves has such an angular range with a constant opening stroke.
Bevorzugt handelt es sich dabei um dasjenige Einlassventil, das den kleineren Preferably, this is the inlet valve, which is the smaller
Maximalhub besitzt. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass beide Einlassventile jeweils einen solchen Winkelbereich mit konstantem Öffnungshub aufweisen. Maximalhub owns. Alternatively, it may be provided that both intake valves each have such an angular range with a constant opening stroke.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der beide Einlassventile synchron öffnen und schließen. Demnach besitzen beide Einlassventile gleiche Particularly advantageous is an embodiment in which both intake valves open and close synchronously. Accordingly, both intake valves have the same
Öffnungszeitfenster. Insbesondere verlaufen die Öffnungshübe der beiden Einlassventile in einem Öffnungsbereich und in einem Schließbereich im Wesentlichen deckungsgleich. Hierdurch werden eindeutig definierte Zeitpunkte für den Einlassbeginn und das Opening time window. In particular, the opening strokes of the two inlet valves are substantially congruent in an opening region and in a closing region. As a result, clearly defined times for the beginning of admission and the
Einlassende ermöglicht. Sofern beide Hubverläufe einen Winkelbereich mit konstantem Öffnungshub, insbesondere mit konstantem Maximalhub, zeigen, ist der Winkelbereich des Einlassventils mit kleinerem Maximalhub deutlich größer, insbesondere etwa zweimal größer, als der Winkelbereich des Einlassventils mit größerem Maximalhub. Inlet end allows. If both Hubverläufe show an angular range with constant opening stroke, in particular with a constant maximum stroke, the angular range of the intake valve with a smaller maximum stroke is significantly greater, in particular about twice greater than the angular range of the intake valve with a larger maximum stroke.
Beispielsweise kann dieser größere Winkelbereich dann von einschließlich 80° KWW bis einschließlich 120° KWW, vorzugsweise von einschließlich 90° KWW bis einschließlich 1 10° KWW reichen. For example, this larger angular range can then range from 80 ° KWW inclusive to 120 ° KWW inclusive, preferably including 90 ° KWW up to and including 1 10 ° KWW.
Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die beiden Einlassventile zwei separate Einlasskanäle steuern, die jeweils das jeweilige Gasgemisch zum In another embodiment, it can be provided that the two inlet valves control two separate inlet channels, each of which controls the respective gas mixture
Brennraum führen. Hierdurch können Wechselwirkungen im Gasstrom stromauf der Einlassventile weitgehend vermieden werden, um die Effizienz der Turbulenz im Lead the combustion chamber. As a result, interactions in the gas stream upstream of the intake valves can be largely avoided in order to reduce the efficiency of turbulence
Brennraum zu verbessern. To improve the combustion chamber.
Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass nur einer der beiden According to a development can be provided that only one of the two
Einlasskanäle als Drallkanal ausgestaltet ist. Vorzugsweise handelt es sich dabei um denjenigen Einlasskanal, der dem Einlassventil mit dem größeren Maximalhub Inlet channels is designed as a swirl duct. Preferably, this is the inlet channel which is the inlet valve with the larger maximum stroke
zugeordnet ist. Während ein herkömmlicher Zuführkanal das Gasgemisch weitgehend radial und axial bezüglich einer Längsmittelachse des zugehörigen zylindrischen assigned. While a conventional feed channel, the gas mixture substantially radially and axially with respect to a longitudinal center axis of the associated cylindrical
Brennraums dem Brennraum zuführt, ist ein Drallkanal so angeordneten bzw. ausgerichtet, dass die dem Brennraum zugeführte Gasströmung außerdem eine Brennraums the combustion chamber, a swirl duct is arranged or aligned, that the combustion chamber supplied gas flow also a
Tangentialkomponente, also eine Komponente in Umfangsrichtung besitzt. Über den Drallkanal kann im Brennraum somit eine Drallströmung erzeugt werden, was für die Turbulenz von Vorteil ist. Tangential component, that has a component in the circumferential direction. Via the swirl channel, a swirl flow can thus be generated in the combustion chamber, which is advantageous for the turbulence.
Ein erfindungsgemäßer Kolbenmotor mit interner Verbrennung, bei dem es sich bevorzugt um einen Ottomotor handelt, ist mit einer Abgasrückführung ausgestattet, bei der es sich bevorzugt um eine externe Abgasrückführung handelt. Ferner ist der A piston engine according to the invention with internal combustion, which is preferably a gasoline engine, is equipped with exhaust gas recirculation, which is preferably an external exhaust gas recirculation. Furthermore, the
Kolbenmotor mit wenigstens zwei Einlassventilen je Brennraum und mit einem Ventiltrieb zum Ansteuern der Einlassventile ausgestattet. Der Ventiltrieb ist außerdem so ausgestaltet, dass er die Einlassventile gemäß dem vorstehend beschriebenen Piston engine with at least two intake valves per combustion chamber and equipped with a valve drive for driving the intake valves. The valvetrain is also configured to control the intake valves according to the above-described
Betriebsverfahren ansteuern kann. Mit anderen Worten, der Ventiltrieb kann die beiden Einlassventile für einen Miller-Betrieb oder einen Atkinson-Betrieb zum Durchführen unterschiedlicher Maximalhübe ansteuern. Operating method can control. In other words, the valvetrain may drive the two intake valves for Miller operation or Atkinson operation for performing different maximum strokes.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung wird ein Ventiltrieb, der zum Ansteuern von wenigstens zwei Einlassventilen eines Brennraums eines Kolbenmotors mit interner Verbrennung, insbesondere eines Ottomotors, vorgesehen ist, gezielt so verwendet, dass er das vorstehend beschriebene Betriebsverfahren durchführt. Hierzu ist der Ventiltrieb auf geeignete Weise ausgestaltet. In the use according to the invention, a valve drive, which is provided for driving at least two inlet valves of a combustion chamber of a piston engine with internal combustion, in particular a gasoline engine, is used selectively in such a way that it carries out the operating method described above. For this purpose, the valve train is designed in a suitable manner.
Ein Ventiltrieb, der die wenigstens zwei Einlassventile mit unterschiedlichen A valvetrain, the at least two intake valves with different
Maximalhüben ansteuern kann, besitzt beispielsweise zwei separate Nocken, um die beiden separaten Einlassventile getrennt ansteuern zu können. Die beiden Nocken besitzen dann geometrisch unterschiedliche Nockenkonturen, um die beiden To control maximum strokes, for example, has two separate cams to be able to control the two separate intake valves separately. The two cams then have geometrically different cam contours to the two
unterschiedlichen Hubverläufe für die beiden separaten Einlassventile zu generieren. Ebenso ist denkbar, einen gemeinsamen Nocken für die beiden Einlassventile generate different stroke curves for the two separate intake valves. It is also conceivable, a common cam for the two intake valves
vorzusehen, der jedoch zwei verschiedene Nockenkonturen besitzt. Um zwischen einem Normalbetrieb und einem Miller-Betrieb bzw. Atkinson-Betrieb umschalten zu können, kann der Ventiltrieb außerdem mit einer Nockenwellenverstellung ausgestattet sein. Ferner ist grundsätzlich denkbar, für den Normalbetrieb und/oder für einen to provide, however, has two different cam contours. In order to switch between a normal operation and a Miller operation or Atkinson operation, the valve train can also be equipped with a camshaft adjustment. Furthermore, it is basically conceivable for normal operation and / or for a
herkömmlichen Miller-Betrieb oder Atkinson-Betrieb den Ventiltrieb so auszugestalten, dass die beiden Einlassventile auch vollständig synchron, also insbesondere auch mit denselben Maximalhüben angesteuert werden können. Dies kann beispielsweise mittels verstellbarer Nockenwellen und/oder verstellbaren Kipphebeln und dergleichen realisiert werden. Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Conventional Miller operation or Atkinson operation to design the valve train so that the two intake valves can also be completely synchronous, so in particular also be driven with the same maximum strokes. This can be realized for example by means of adjustable camshafts and / or adjustable rocker arms and the like. Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen. Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Dabei zeigen, jeweils schematisch, Show, in each case schematically,
Fig. 1 und 2 jeweils ein Diagramm mit Hubverläufen von zwei Einlassventilen, 1 and 2 are each a diagram with Hubverläufen of two intake valves,
während eines Einlasshubs bei zwei verschiedenen Ausführungsformen.  during an intake stroke in two different embodiments.
Die Diagramme der Fig. 1 und 2 geben jeweils auf ihrer Ordinate einen Ventilhub H in mm und auf ihrer Abszisse einen Kurbelwellenwinkel KWW in Grad wieder. Exemplarisch sind dabei in Fig. 1 und 2 Ventilhübe H von 0 bis 14 mm aufgetragen. In Fig. 1 ist exemplarisch ein Kurbelwellenwinkelbereich von 300° KWW bis 650° KWW aufgetragen. In Fig. 2 ist ein Kurbelwellenwinkelbereich von 270° KWW bis 630° KWW aufgetragen. The diagrams of FIGS. 1 and 2 indicate a valve lift H in mm on their ordinate and a crankshaft angle KWW in degrees on their abscissa. By way of example, valve strokes H from 0 to 14 mm are shown in FIGS. 1 and 2. In FIG. 1, by way of example, a crankshaft angle range from 300 ° KWW to 650 ° KWW is plotted. In Fig. 2, a crankshaft angle range of 270 ° KWW to 630 ° KWW is plotted.
In beiden Diagrammen sind zwei Ventilerhebungskurven I, II von zwei Einlassventilen 1 , 2 wiedergegeben, die demselben Brennraum eines Kolbenmotors mit interner Verbrennung zugeordnet sind. Beim Kolbenmotor handelt es sich bevorzugt um einen Ottomotor. Der Kolbenmotor arbeitet nach dem Vier-Takt-Prinzip. Die hier wiedergegebenen In both diagrams, two valve lift curves I, II of two intake valves 1, 2 are shown, which are assigned to the same combustion chamber of an internal combustion piston engine. The piston engine is preferably a gasoline engine. The piston engine works on the four-stroke principle. The reproduced here
Winkelbereiche erfassen dabei einen Einlasshub eines dem jeweiligen Brennraum zugeordneten Kolbens. Besagter Einlasshub erstreckt sich dabei von 360° KWW bis 540° KWW, also von einem oberen Totpunkt OT bei 360° bis zu einem unteren Totpunkt UT bei 540°. Angled regions thereby capture an intake stroke of a piston assigned to the respective combustion chamber. Said inlet stroke extends from 360 ° KWW to 540 ° KWW, ie from a top dead center OT at 360 ° to a bottom dead center UT at 540 °.
In beiden Diagrammen der Fig. 1 und 2 ist dabei mit unterbrochener Linie ein erster Hubverlauf I eines ersten Einlassventils 1 und mit durchgezogener Linie ein zweiter Hubverlauf II eines zweiten Einlassventils 2 wiedergegeben. Das hier vorgestellte Betriebsverfahren setzt voraus, dass je Brennraum zumindest zwei Einlassventile 1 , 2 vorgesehen sind, die in den Fig. 1 und 2 durch die beiden Hubverläufe I und II In both diagrams of FIGS. 1 and 2, a first stroke course I of a first intake valve 1 is shown with a broken line, and a second travel curve II of a second intake valve 2 is shown with a solid line. The presented here Operating method requires that at least two inlet valves 1, 2 are provided per combustion chamber, which in Figs. 1 and 2 by the two Hubverläufe I and II
repräsentiert sind. Ein Ventiltrieb zum Ansteuern der Einlassventile 1 , 2 ist hierbei so ausgestaltet, dass bezüglich des unteren Totpunkts bei 540° KWW ein verfrühtes oder verspätetes Schließen der Einlassventile 1 , 2 möglich ist. In Fig. 1 ist dabei ein Atkinson- Betrieb mit verspätetem Einlassschließen wiedergegeben, bei dem die Einlassventile 1 und 2 bei etwa 600° KWW bis 650° KWW schließen. Im Unterschied dazu zeigt Fig. 2 die Hubverläufe I und II für einen Miller-Betrieb mit frühem Einlassschließen. Hier schließen die beiden Einlassventile 1 , 2 bei etwa 510° KWW. In beiden Fällen öffnen die are represented. A valve drive for driving the intake valves 1, 2 is in this case designed such that, with respect to the bottom dead center at 540 ° KWW, premature or delayed closing of the intake valves 1, 2 is possible. 1 shows an Atkinson operation with delayed inlet closing, in which the intake valves 1 and 2 close at approximately 600 ° KWW to 650 ° KWW. In contrast, Fig. 2 shows the Hubverläufe I and II for a Miller operation with early intake closing. Here close the two intake valves 1, 2 at about 510 ° KWW. In both cases open the
Einlassventile 1 , 2 etwa beim oberen Totpunkt OT mit 360° KWW. Beachtenswert ist nun, dass die beiden Einlassventile 1 , 2 mit verschiedenen Maximalhüben Hmax, bzw. HmaxM geöffnet werden. In den Beispielen besitzt das erste Einlassventil 1 jeweils den größeren Maximalhub Hmax. Der kleinere Maximalhub Hmax,, liegt dabei etwa zwischen 40% und 70% des größeren Maximalhubs Hmax,. Bei den hier gezeigten Beispielen liegt der kleinere Maximalhub Hmaxn bei etwa 60% des größeren Maximalhubs Hmax,. Rein exemplarisch beträgt in Fig. 1 der größere Maximalhub Hmaxt etwa 13 mm, während der kleinere Maximalhub Hmaxn etwa 8 mm beträgt. Im Beispiel der Fig. 2 beträgt der größere Maximalhub Hmaxi etwa 1 1 mm, während der kleinere Maximalhub Hmaxn etwa 7 mm beträgt. Inlet valves 1, 2 approximately at top dead center OT with 360 ° KWW. It is noteworthy that the two intake valves 1, 2 are opened with different maximum strokes Hmax and Hmax M , respectively. In the examples, the first intake valve 1 each has the larger maximum lift Hmax. The smaller maximum stroke Hmax ,, is approximately between 40% and 70% of the larger maximum stroke Hmax ,. In the examples shown here, the smaller maximum stroke Hmaxn is about 60% of the larger maximum stroke Hmax ,. By way of example only, in FIG. 1, the larger maximum stroke Hmax t is about 13 mm, while the smaller maximum stroke Hmaxn is about 8 mm. In the example of FIG. 2, the larger maximum stroke Hmaxi is about 11 mm, while the smaller maximum stroke Hmaxn is about 7 mm.
Das Miller-Verfahren gemäß Fig. 2 bzw. das Atkinson-Verfahren gemäß Fig. 1 werden vor allem dann angewandt, wenn hohe Abgasrückführraten für den jeweiligen Brennraum erzielt werden sollen. Das bedeutet, dass der zugehörige Kolbenmotor außerdem mit einer Abgasrückführung ausgestattet ist. Hierbei kommt bevorzugt eine externe The Miller method according to FIG. 2 and the Atkinson method according to FIG. 1 are used above all when high exhaust gas recirculation rates for the respective combustion chamber are to be achieved. This means that the associated piston engine is also equipped with an exhaust gas recirculation. Here comes preferably an external
Abgasrückführung zum Einsatz, bei der Abgas außerhalb des jeweiligen Brennraums abgezweigt wird und außerhalb des jeweiligen Brennraums der Frischgaszuführung zugeführt wird, so dass dem Brennraum letztlich ein Gemisch aus Frischluft, Brenngas und rückgeführtem Abgas zugeführt wird. Exhaust gas recirculation is used, is branched off in the exhaust outside the respective combustion chamber and outside the respective combustion chamber of the fresh gas supply is supplied, so that the combustion chamber is ultimately fed to a mixture of fresh air, fuel gas and recirculated exhaust gas.
Gemäß den hier gezeigten Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass zumindest bei einem der beiden Einlassventile 1 , 2 bezüglich des Kurbelwellenwinkels KWW ein Hubverlauf I, II vorgesehen ist, der einen Winkelbereich c aufweist, in dem der According to the embodiments shown here it can be provided that at least in one of the two intake valves 1, 2 with respect to the crankshaft angle KWW a stroke course I, II is provided which has an angular range c, in which
Öffnungshub H konstant bleibt. Der jeweilige Hubverlauf I, II besitzt in jedem Fall einen Winkelbereich a, in dem der Öffnungshub H zunimmt und einen Winkelbereich b, in dem der Öffnungshub H abnimmt, die in diesem Fall über den dazwischenliegenden Opening stroke H remains constant. The respective stroke course I, II has in each case an angular range a, in which the opening stroke H increases and an angular range b, in which the opening stroke H decreases, in this case over the intermediate
Winkelbereich c mit konstantem Öffnungshub H ineinander übergehen. Zweckmäßig liegt in besagtem Winkelbereich c konstant der Maximalhub Hmax des jeweiligen Angle range c with constant opening stroke H merge into each other. Appropriately in said angular range c constant, the maximum stroke Hmax of the respective
Einlassventils 1 , 2 vor.  Inlet valve 1, 2 before.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform besitzen beide Hubverläufe I, II der beiden Einlassventile 1 , 2 jeweils genau einen solchen Winkelbereich c mit konstantem In the embodiment shown in Fig. 1, both Hubverläufe I, II of the two intake valves 1, 2 each have exactly such an angular range c with constant
Öffnungshub H, der jeweils durch den jeweiligen Maximalhub Hmax gebildet ist. Im Unterschied dazu zeigt die Fig. 2 eine Ausführungsform, bei der nur eines der beiden Einlassventile 1 , 2 einen Hubverlauf I, II besitzt, der genau einen solchen Winkelbereich c mit konstantem Öffnungshub H zeigt, der dort ebenfalls durch den Maximalhub Hmax gebildet ist. Hierbei handelt es sich gemäß der in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Opening stroke H, which is formed by the respective maximum stroke Hmax. In contrast, Fig. 2 shows an embodiment in which only one of the two intake valves 1, 2 has a stroke course I, II, which shows exactly such an angular range c with constant opening stroke H, which is also formed there by the maximum stroke Hmax. These are according to the preferred shown in Fig. 2
Ausführungsform um den Hubverlauf II des zweiten Einlassventils 2, das den kleineren Maximalhub Hmax,, besitzt. Das erste Einlassventil 1 , das den größeren Maximalhub Hmaxi besitzt, zeigt dabei keinen solchen Winkelbereich c mit konstantem Öffnungshub H. Vielmehr gehen bei dem Hubverlauf I des ersten Einlassventils 1 der Winkelbereich a mit zunehmendem Öffnungshub H und der Winkelbereich b mit abnehmendem Embodiment to the stroke course II of the second intake valve 2, which has the smaller maximum stroke Hmax. The first intake valve 1, which has the larger maximum stroke Hmaxi, shows no such angular range c with a constant opening stroke H. Rather, go in the stroke curve I of the first intake valve 1, the angular range a with increasing opening stroke H and the angular range b with decreasing
Öffnungshub H unmittelbar ineinander über. Opening stroke H directly into each other.
Bei dem hier gezeigten bevorzugten Ausführungsformen öffnen und schließen die beiden Einlassventile 1 , 2 synchron, so dass die beiden separaten Hubverläufe I, II in einem Öffnungsbereich d sowie in einem Schließbereich e deckungsgleich verlaufen. In the preferred embodiments shown here, the two inlet valves 1, 2 open and close synchronously, so that the two separate stroke profiles I, II run congruently in an opening region d and in a closing region e.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform bildet der Winkelbereich c mit konstantem Maximalhub Hmax, im ersten Hubverlauf I ein Plateau, das sich über etwa 50° KWW erstreckt. Im zweiten Hubverlauf II ist dagegen durch den Winkelbereich c mit konstantem Maximalhub Hmaxn ein Plateau ausgebildet, das sich etwa über 100° KWW erstreckt. In Fig. 2 ist durch den Winkelbereich c mit konstantem Maximalhub HmaxM des zweiten Einlassventils 2 ein Plateau gebildet, dass sich etwa über 40° KWW erstreckt. In the embodiment shown in FIG. 1, the angular range c with a constant maximum stroke Hmax forms a plateau in the first stroke progression I which extends over approximately 50 ° KWW. In the second stroke course II, however, a plateau is formed by the angular range c with constant maximum lift Hmaxn, which extends approximately over 100 ° KWW. In FIG. 2, a plateau is formed by the angular range c with constant maximum lift Hmax M of the second intake valve 2, which extends approximately over 40 ° KWW.
Bei den hier gezeigten Ausführungsformen sind die beiden Hubverläufe I, II der beiden Einlassventile 1 , 2 außerdem weitgehend symmetrisch konfiguriert, so dass die In the embodiments shown here, the two Hubverläufe I, II of the two intake valves 1, 2 are also configured substantially symmetrical, so that the
Winkelbereiche a mit zunehmendem Öffnungshub H weitgehend spiegelsymmetrisch zu den Winkelbereichen b mit abnehmendem Öffnungshub H gestaltet sind. Angular areas a are designed with increasing opening stroke H largely mirror-symmetrical to the angular ranges b with decreasing opening stroke H.
Den beiden Einlassventilen 1 , 2 können separate Einlasskanäle zugeordnet sein, so dass die beiden Einlassventile 1 , 2 zwei separate Einlasskanäle steuern. Dabei kann es sich grundsätzlich um zwei separate Zuströmkanäle handeln. Bevorzugt ist jedoch The two inlet valves 1, 2 can be assigned separate inlet channels, so that the two inlet valves 1, 2 control two separate inlet channels. These can basically be two separate inflow channels. However, it is preferred
vorgesehen, dass zumindest einer der Einlasskanäle als Drallkanal ausgestaltet ist. Ein derartiger Drallkanal besitzt abweichend zu einem herkömmlichen Zuströmkanal eine Orientierung, die in der Gasströmung, die durch diesen Drallkanal in den Brennraum einströmen kann, eine Strömungskomponente in der Umfangsrichtung des zylindrischen Brennraums besitzt. Im Unterschied dazu ist die mit einem Zuströmkanal erzeugte Gasströmung nahezu ausschließlich radial und/oder axial zur Längsmittelachse des jeweiligen Zylinders orientiert. provided that at least one of the inlet channels is designed as a swirl channel. One unlike a conventional inflow channel, such swirl duct has an orientation which has a flow component in the circumferential direction of the cylindrical combustion chamber in the gas flow which can flow into the combustion chamber through this swirl duct. In contrast, the gas flow generated with an inflow channel is oriented almost exclusively radially and / or axially to the longitudinal central axis of the respective cylinder.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben eines Kolbenmotors mit interner Verbrennung, 1. A method of operating a piston engine with internal combustion,
vorzugsweise eines Ottomotors, bei dem je Brennraum zumindest ein Einlassventil (1 , 2) verfrüht oder verspätet geschlossen wird und bei dem eine Abgasrückführung durchführbar ist,  Preferably, a gasoline engine in which each combustion chamber at least one inlet valve (1, 2) is prematurely or late closed and in which an exhaust gas recirculation is feasible,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
je Brennraum zumindest zwei Einlassventile (1 , 2) vorgesehen sind, die zumindest bei der Abgasrückführung mit verschiedenen aximalhüben (Hmaxi, Hmaxn) geöffnet werden. at least two intake valves (1, 2) are provided per combustion chamber, which are opened at least in the exhaust gas recirculation with different aximalhubes (Hmaxi , Hmaxn).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
zumindest eines der beiden Einlassventile (1 , 2) bezüglich eines  at least one of the two inlet valves (1, 2) with respect to a
Kurbelwellenwinkels (KWW) einen Hubverlauf (I, II) aufweist, der einen  Crankshaft angle (KWW) has a stroke course (I, II), the one
Winkelbereich (c) mit einem konstanten Öffnungshub (H) aufweist.  Angular range (c) having a constant opening stroke (H).
3. Verfahren nach Anspruch 2, 3. The method according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der konstante Öffnungshub (H) den Maximalhub (Hmaxi, Hmaxn) des jeweiligen Einlassventils (1 , 2) bildet.  the constant opening stroke (H) forms the maximum lift (Hmaxi, Hmaxn) of the respective intake valve (1, 2).
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, 4. The method according to claim 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
nur eines der beiden Einlassventile (1 , 2) einen solchen Winkelbereich (c) mit konstantem Öffnungshub (H) aufweist.  only one of the two intake valves (1, 2) has such an angular range (c) with a constant opening stroke (H).
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass 5. The method according to claim 2 or 3, characterized in that
beide Einlassventile (1 , 2) jeweils einen solchen Winkelbereich (c) mit konstantem Öffnungshub (H) aufweisen.  Both inlet valves (1, 2) each have such an angular range (c) with a constant opening stroke (H).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. The method according to any one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die beiden Einlassventile (1 , 2) synchron öffnen und schließen.  open and close the two intake valves (1, 2) synchronously.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. The method according to any one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die beiden Einlassventile (1 , 2) zwei separate Einlasskanäle steuern.  the two intake valves (1, 2) control two separate intake ports.
8. Verfahren nach Anspruch 7, 8. The method according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
nur einer der beiden Einlasskanäle als Drallkanal ausgestaltet ist.  only one of the two inlet channels is designed as a swirl channel.
9. Kolbenmotor mit interner Verbrennung, insbesondere Ottomotor, mit 9. piston engine with internal combustion, in particular gasoline engine, with
Abgasrückführung, mit wenigstens zwei Einlassventilen (1 , 2) je Brennraum und mit einem Ventiltrieb zum Ansteuern der Einlassventile (1 , 2) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8.  Exhaust gas recirculation, with at least two intake valves (1, 2) per combustion chamber and with a valve drive for driving the intake valves (1, 2) according to the method of one of claims 1 to 8.
10. Verwendung eines Ventiltriebs zum Ansteuern von wenigstens zwei Einlassventilen (1 , 2) eines Brennraums eines Kolbenmotors mit interner Verbrennung, 10. Use of a valve drive for driving at least two inlet valves (1, 2) of a combustion chamber of a piston engine with internal combustion,
insbesondere eines Ottomotors, gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8.  in particular a gasoline engine, according to the method of any one of claims 1 to 8.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180112633A1 (en) * 2016-10-20 2018-04-26 GM Global Technology Operations LLC Method for operating an internal combustion engine employing a dedicated-cylinder egr system
DE102017003788A1 (en) 2017-04-20 2018-10-25 Daimler Ag Method for operating an internal combustion engine, in particular a motor vehicle

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4856473A (en) * 1987-08-25 1989-08-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine with multiple intake valves and EGR arrangement
DE3926423A1 (en) * 1989-08-10 1991-02-14 Bayerische Motoren Werke Ag Four-stroke IC engine - has two inlet valves in combustion chamber, one valve opening briefly during exhaust stroke
JP2001059431A (en) * 1999-08-18 2001-03-06 Toyota Motor Corp Cylinder injection type internal combustion engine
DE10019744A1 (en) * 2000-04-20 2001-10-25 Fev Motorentech Gmbh Procedure to influence mixture formation and charge movement in cylinders of internal combustion piston engine entails valves moving in dependence upon piston stroke with lift variation depending upon load conditions
JP2001303916A (en) * 2000-04-26 2001-10-31 Daihatsu Motor Co Ltd Variable valve system for internal combustion engine
JP2004052604A (en) * 2002-07-17 2004-02-19 Kazuhiro Kanamaru Valve drive mechanism of internal combustion engine, and intake air flow adjusting device thereof
JP4051261B2 (en) * 2002-10-28 2008-02-20 株式会社日立製作所 Control method for stoichiometric air-fuel ratio stratified combustion internal combustion engine
DE10256592A1 (en) * 2002-12-04 2004-06-17 Daimlerchrysler Ag Controlling combustion air feed to cylinder of internal combustion piston engine involves controlling inlet valve closing time point depending on current load acting on engine by varying inlet cam
EP1500797A1 (en) * 2003-07-23 2005-01-26 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Camshaft
JP2005127273A (en) * 2003-10-27 2005-05-19 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Internal combustion engine
US20050183693A1 (en) * 2004-02-25 2005-08-25 Ford Global Technologies Llc Method and apparatus for controlling operation of dual mode hcci engines
JP2006132399A (en) * 2004-11-04 2006-05-25 Toyota Motor Corp Control device and control method for an engine with supercharger
DE102006032719A1 (en) 2006-07-14 2008-01-17 Daimler Ag Method for operating an Otto engine
DE102007049110B4 (en) * 2007-10-12 2017-06-22 Volkswagen Ag Internal combustion engine with two mixed camshafts
DE102008033766A1 (en) * 2008-07-18 2010-01-21 Schaeffler Kg Device for variable hydraulic control of gas exchanging valves of piston-internal combustion engine, has slave cylinder, which has adjusting link provided with one or multiple gas exchanging valves in operating connection
KR101189229B1 (en) * 2009-11-12 2012-10-09 현대자동차주식회사 Charged compression injection engine
WO2011125208A1 (en) * 2010-04-08 2011-10-13 トヨタ自動車株式会社 Combustion control device for internal combustion engine
JP2013144946A (en) * 2012-01-13 2013-07-25 Honda Motor Co Ltd Internal combustion engine control device

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2015086121A1 *

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