EP3440322A1 - Valve train and engine assembly - Google Patents

Valve train and engine assembly

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Publication number
EP3440322A1
EP3440322A1 EP17712765.1A EP17712765A EP3440322A1 EP 3440322 A1 EP3440322 A1 EP 3440322A1 EP 17712765 A EP17712765 A EP 17712765A EP 3440322 A1 EP3440322 A1 EP 3440322A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
valves
inlet
actuating
drive
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Withdrawn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
EP17712765.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Sallmann
Martin Schenk
Din Wabbals
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.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke 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 Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP3440322A1 publication Critical patent/EP3440322A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0207—Variable control of intake and exhaust valves changing valve lift or valve lift and timing
    • 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
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • 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
    • F01L1/34403—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 helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0257—Independent 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
    • 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
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L2013/0078—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by axially displacing the camshaft
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a valve train for an engine of a motor vehicle and an engine assembly.
  • Valve trains for an engine of a motor vehicle are known from the prior art, in which a maximum valve lift of at least two valves of a cylinder is adjusted by a common motor setting unit, which has a Versteilwelle with at least one adjusting cam.
  • the valves are typically intake valves.
  • the valve lift curves of the two valves have a fixed relative coupling due to the common setting unit, so that a valve lift value of the first valve corresponds to a predefined valve lift value of the second valve. Due to the fixed coupling must be made for all operating points necessary compromise.
  • a masking is provided on the valve seats of the valves is to produce a targeted directed charge movement.
  • This masking is typically done via a one-sided gap that arises due to a certain contour in the area of the valve seats when the valve opens.
  • Such masking is shown schematically in FIG. The masking creates a swirl and / or tumble motion of the mass flow.
  • valve strokes of the valves are therefore not freely selectable and interdependent.
  • valve trains and motor assemblies are known from the prior art, which have no valve lift variability.
  • the amount of air supplied to the cylinder is controlled only via a throttling.
  • this results in greater charge exchange losses than in the known from the prior art valve trains with valve lift variability. This is apparent from the diagram of Figure 9.
  • the object of the invention is to provide a valvetrain and an engine assembly with which optimum combustion with low gas exchange losses can be achieved.
  • a valve train for an engine of a motor vehicle with at least two valves as intake valves or at least two independent motor actuators, wherein a first actuator of the at least two actuators is associated with a first valve of the at least two valves and a second actuator of the at least two actuators is associated with a second valve of the at least two valves; Actuators set the maximum valve lift of each valve independently.
  • the basic idea of the invention is to decouple the valve lifts of the at least two valves from one another, so that the cycle-specific maximum strokes of the at least two valves can be adjusted independently of one another.
  • the valves can be specifically controlled operating point, so that the charge movements of the valves can be optimized.
  • the compromise required in the prior art with regard to the operating points in the coupling of the inlet valves of a cylinder is eliminated.
  • One aspect provides that the actuators adjust the maximum valve lift of each associated valve continuously and very precisely in order to achieve optimum combustion in the engine.
  • the actuators each comprise a motorized actuator and at least one adjusting mechanism which changes the position of the associated valve, in particular the position of a valve element of the valve to its valve seat.
  • the mechanical design provides a simple and trouble-free way to set the maximum valve strokes of the valves.
  • the adjusting mechanism has at least one adjusting shaft with at least one adjusting cam, which is rotated by the actuator.
  • About the adjusting and the adjusting cam rotational movement can be implemented in a simple manner in a translational movement for the displacement of an intermediate lever.
  • a change in the stroke can be achieved by the shape of the adjusting cam.
  • At the adjusting shaft it may be an eccentric shaft having an eccentric as adjusting cam accordingly.
  • the adjusting cam can engage a roller lever driving intermediate lever whose pivot point is displaced by moving the Verstellnockens.
  • the displacement of the roller drag lever in the region of its pivot bearing ensures in a simple manner that the maximum valve lift of the associated valve is changed.
  • Adjusting the adjusting cam changes the area of the intermediate lever that engages the roller cam follower so that the maximum valve lift is adjusted.
  • an actuating unit adjusts the maximum valve lift of a plurality of valves, in particular the maximum valve lift of one valve per cylinder of the engine.
  • a single actuator sets the maximum valve lifts of all the first intake valves of all cylinders of the engine.
  • the first intake valves of all cylinders are group-wise associated with an actuator so that the actuator adjusts, for example, the maximum valve lift of the first and third cylinders of a four-cylinder engine.
  • each individual valve in the engine has an associated therewith actuator that adjusts the maximum valve lift of the valve.
  • the maximum valve strokes of the exhaust valves can be adjusted in such a way, for example, to optimize an exhaust gas recirculation, by which an additional charge movement can likewise be generated.
  • At least one control-timing setting unit can be provided which adjusts the control times of the valves independently of one another. This allows an operating point-specific variation of the respective opening time and / or opening duration of the valves.
  • the control of the valves then includes a further degree of freedom in order to achieve optimum combustion in the engine.
  • the timing adjustment unit thus defines, inter alia, the phase position of the maximum valve lift.
  • At least one camshaft is provided, with which cooperates the at least one timing adjustment unit, wherein the timing adjustment unit adjusts the relative position of the camshaft, in particular relative to a crankshaft of the engine.
  • the valves are coupled modifiable in a simple manner with the crankshaft, whereby the respective control times of the valves can be adjusted, so their phase position.
  • control timing adjustment unit comprises at least one variable camshaft spreading adjusting drive.
  • an adjusting drive is, for example, a VANOS actuator.
  • the one-piece drive can be arranged between the camshaft and a chain drive, wherein it adjusts the relative angular position of the camshaft to the crankshaft in dependence on operating point and environmental boundary conditions.
  • two camshafts and two independent timing adjusting units are provided, each having a variable camshaft spreading actuator, wherein a first timing adjusting unit and a first camshaft are associated with the first valve and a second timing adjusting unit and a second camshaft are associated with the second valve in particular, wherein the timing adjustment units are each assigned to one of the two actuators.
  • the aspects of a single valvetrain relate to a valvetrain provided on the inlet side or on the outlet side.
  • the camshaft has at least one, in particular stepped, switching cam. It can therefore implement a stepped switching solution that allows in particular a valve-individual control.
  • the actuators and the timing adjustment units can be controlled in particular relative to each other, wherein the control is decoupled or coupled.
  • an engine assembly according to the invention with an engine, at least one cylinder and at least one valve gear according to the invention.
  • the aforementioned advantages with respect to the valve train are analogous to the motor assembly.
  • the engine assembly comprises a plurality of cylinders, each having at least two intake and / or exhaust valves, each cylinder having a first intake and / or first exhaust valve and a second intake and / or second exhaust valve, and wherein all the first intake or exhaust valves are respectively associated with a first actuator of the at least two actuators and all second intake and exhaust valves are each associated with a second actuator of the at least two actuators such that the at least two actuators adjust the maximum valve strokes of the intake and / or exhaust valves of all the cylinders. It is thus provided an engine assembly, with which the respective intake valves and exhaust valves of the cylinder are each decoupled from each other. The intake valves and exhaust valves and their maximum stroke can therefore be independently controlled or set. This results, as already mentioned, in a high degree of flexibility with regard to the control of the valves, which results in an optimized charge movement or a valve control with a high degree of freedom.
  • a plurality of cylinders each having at least two inlet and / or two exhaust valves, each cylinder having a first inlet and / or first exhaust valve and a first exhaust valve second intake and / or second exhaust valve, and wherein the first intake valves or exhaust valves of the cylinder are divided into at least two groups and each group is assigned its own valve train. For example, it is thus possible to form a pairwise activation. In general, a more individual adjustment of the valve strokes is possible, as this happens in groups.
  • the degree of individualization can be further increased if a separate valve drive is assigned to each intake valve and / or each exhaust valve of a cylinder. As a result, even a cylinder-individual adjustment is possible.
  • both valve trains of the aforementioned type may be provided, wherein the first valve train is an intake valve train having intake valves, and the second valve train is an exhaust valve train having exhaust valves. Accordingly, both the intake valves and the exhaust valves can be controlled independently of each other in a cylinder, in particular their timing and their maximum valve lifts.
  • the control unit can be the control of the valves or a charge movement control with which optimum combustion in the engine is to be achieved.
  • the control unit uses vehicle-specific data to determine the current operating point of the motor vehicle. Depending on the operating point, the control unit then activates the actuating units and / or the control-time setting units in order to set the maximum valve lifts and control times of the associated valves operating point-specifically.
  • the at least one cylinder has, in particular, a cylinder head which has a contour, so that a one-sided gap arises in the region of at least one valve seat of one of the valves when the valve is opened.
  • a valve mask which is a predefined support for optimizing the charge movement of the valves.
  • a "phasing" can be provided, ie a fixed offset of the valve strokes of the intake or exhaust valves associated with a cylinder.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a valve drive according to the invention
  • FIG. 2 shows a part of the valve drive from FIG. 1 with a minimum valve lift of the valve.
  • FIG. 3 shows the valve drive from FIG. 2 with maximum valve lift of the valve
  • FIG. 4 shows a diagram for clarifying the settings of the maximum valve lift
  • FIG. 5 shows a diagram for clarifying the shift of the control times and the valve lift
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a motor assembly according to the invention
  • FIG. 7 shows a diagram for clarifying the phasing in the prior art
  • FIG. 8 is a schematic representation of the valve masking
  • FIG. 9 shows a diagram with two charge curves of two valve drives known from the prior art.
  • FIG. 1 shows a valve drive 10 for an engine of a motor vehicle and its valves.
  • the Valve train 10 two motorized actuators 12, which are not coupled together.
  • Each of the actuators 12 has its own electromotive actuator 14 and an adjusting mechanism 16 which includes an adjusting shaft 18 with an adjusting cam 20 mounted thereon and an intermediate lever 22 engaging on the outside of the adjusting cam 20.
  • the intermediate lever 22 is biased by a return spring 24 against a camshaft 44.
  • the intermediate lever 22 is driven by the camshaft 44.
  • the adjusting shaft 18 may be an eccentric shaft, so that the at least one adjusting cam 20 is an eccentric.
  • the intermediate lever 22 also drives a Rollenschlepphebel 26 which actuates a valve 28 having a valve seat 30 and a valve member 32.
  • the valve member 32 is coupled to the roller rocker arm 26 via a valve lifter 34.
  • the valve member 32 and the valve stem 34 may be integrally formed together. In addition, they are also referred to as valve plate and valve stem.
  • a hydraulic valve clearance compensation element is designated.
  • the two valves 28, which are each assigned to one of the two actuating units 12, are two inlet valves of a common cylinder.
  • the valves 28 are usually arranged one behind the other in the view shown, but shown side by side here for a better overview.
  • valves 28 are each part of a valve assembly, wherein the first valve assembly comprises the first valves of each cylinder of the engine and the second valve assembly comprises the second valves of each cylinder of the engine (see also Figure 6 and related description).
  • both shown valves 28 may be exhaust valves of the common cylinder of the engine.
  • FIGS. 2 and 3 show how one of the two steep units 12 adjusts the maximum valve lift of the respectively associated valve 28 via the adjusting mechanism 16 and the actuator 14. The principle can be transferred to the other actuator 12 in an analogous manner.
  • the actuator 14 has a worm shaft 36 which meshes with a worm wheel 38, which is coupled to the adjusting shaft 18, so that the adjusting shaft 18 is thereby driven to rotate.
  • the worm wheel 38 is also part of the adjusting mechanism 16.
  • one valve timing adjustment unit 40 is provided per valve assembly, which comprises a one-part drive 42, which interacts with a camshaft 44 in each case.
  • the one-piece drive 42 is in particular a single-part drive with which a variable camshaft spread is possible, so that a modification of the coupling of the camshaft 44 can take place from a crankshaft, not shown here. As a result, other control times of the associated valve 28 can be adjusted.
  • the respective camshaft 44 when adjusted by the corresponding timing adjustment unit 40, engages the intermediate lever 22 in a modified manner since the coupling with the crankshaft is modified.
  • the camshaft 44 has at least one stepped switching cam, via which a stepped switching solution can be implemented. With this alternative, it is also possible to form a valve-individual control.
  • the position shown in Figure 2 can be used in the idling of the engine, wherein the maximum valve lift is between 0.1 mm and 1 mm.
  • the position shown in Figure 3 can be provided at full load, the maximum valve lift is between 5 mm and 15 mm, in particular at 10 mm.
  • the two valves 28 each have their own control unit 12 and their own control timing adjustment unit 40, so that the maximum valve lift of the two valves 28 and their control times can be set independently of each other.
  • control unit 12 associated with a valve 28 is coupled to the corresponding control timing setting unit 40, so that the adjustment of the corresponding valve 28 takes place in a coupled manner.
  • valves 28 shown in FIGS. 1 to 3 are intake or exhaust valves of a common cylinder, which are each part of a valve assembly.
  • FIGS. 4 and 5 show how the lift curves of two intake valves 28 can be changed when the respective control unit 12 and / or the respective control timing setting unit 40 is activated.
  • the lift curve of a valve 28 designates the stroke that the valve element 32 makes with the valve tappet 34 arranged thereon with respect to the associated valve seat 30. For the sake of simplicity, it is spoken of the valve lift of the valve 28.
  • FIG. 4 shows that the actuating unit 12 assigned to a first inlet valve 28 has increased the maximum valve lift of the first inlet valve 28, whereas the control unit 12 assigned to a second inlet valve 28 has reduced its maximum valve lift.
  • the stroke curves of the two inlet valves 28, which are changed by the actuating units 12, are each shown by dashed lines in relation to the unchanged stroke curves, which are shown in solid lines. In this way, an operating point-specific adjustment of the two intake valves 28 take place, whereby an optimal combustion in the engine is possible.
  • the stroke shown on the left of the outlet is for information only.
  • FIG. 5 shows an enlargement of FIG. 4, in which the control valve timing unit 40 assigned to the second inlet valve 28 has additionally been activated. This results in a changed control time of the second intake valve 28.
  • the comparison of FIGS. 4 and 5 clarifies that the second intake valve 28 has been actuated earlier than in FIG. 4.
  • the control-times setting unit 40 generally results in a further degree of freedom for the operating-point-specific control of the valves 28.
  • an engine assembly 46 having a motor 48 having four cylinders 50 in the illustrated embodiment.
  • Each of the four cylinders 50 has four valves 28 each, of which two valves are 128 intake valves and two valves 228 are exhaust valves.
  • the engine assembly 46 further includes two valve trains 10 each having two actuators 12.
  • valves 28 and the valve trains 10 and their parts are provided with special reference numerals for better discrimination in order to allow a better distinction between the inlet side and the outlet side of the motor assembly 46.
  • the first valve drive 10 is, for example, an intake valve drive 110, which interacts with the inlet valves 128 of the respective four cylinders 50 via the two actuation units 12.
  • the second valve drive 10 is then an exhaust valve drive 210 which cooperates with the respective exhaust valves 228 of the four cylinders 50.
  • the engine assembly 46 includes a control unit 52 which is coupled to the two valve trains 10 to control these, in particular the corresponding actuators 12.
  • the control unit 52 may be further coupled to other sensors of the motor vehicle, in particular information about the current operating state of To obtain motor vehicle.
  • the maximum lift paths of all the first intake valves 128 are adjusted by the first of the two actuators 12 of the first valve train 110, whereas the maximum lift paths of the second intake valves 128 of the respective cylinders 50 are set by the second of the two actuators 12 of the first valvetrain 110 are set. This is evident from the corresponding lines in FIG. 6, with only the connections of the first intake valves 128 to the first control unit 12 of the intake valve drive 110 being shown for reasons of clarity.
  • the valve trains 10 may further each have timing adjustment units 40, which are likewise not shown for reasons of clarity in FIG.
  • the properties described above with regard to the valve drive 10 according to FIGS. 1 to 3 and the diagrams of FIGS. 4 and 5 can be transferred to the motor assembly 46 in an analogous manner.
  • the first intake valves 128 of the four cylinders 50 may each be assigned in pairs to an actuating unit 12 of a first intake valve drive 110, so that a total of two intake valve trains 110 would be provided.
  • the setting of the maximum valve lift of the intake valves 128 can be set in pairs and thus even more individually.
  • first intake valves 128 of the first and third cylinders 50 are associated with an actuator 12 of a first intake valve train 110, whereas the first intake valves 128 of the second and fourth cylinders 50 of an actuator 12 of FIG associated with the second intake valve drive 110.
  • first intake valves 128 of the second and fourth cylinders 50 of an actuator 12 of FIG associated with the second intake valve drive 110.
  • each individual inlet valve 128 of the cylinder 50 is assigned to its own control unit 12, resulting in a cylinder-specific adjustment of the respective inlet valves 128.
  • FIGS. 7 and 8 show measures known from the prior art for the predefined optimization of the charge movement.
  • FIG. 7 shows a diagram of the so-called "phasing" mentioned at the beginning, in which a construction-related and fixed relative offset of the valve lift curves of two valves 28 is provided.
  • FIG. 8 shows a masking of two valves 28, by means of which the orientation of the mass flow can be adjusted.
  • the corresponding valve seat 30 has a contour 54, via which a predefined gap is formed when the corresponding valve 28 is opened, which has an influence on the flow conditions at the valves 28.
  • Both the "phasing" and the masking can be provided with the valve drives 10 in order to additionally or alternatively provide building-related optimizations, which is particularly advantageous if a compromise between construction-related optimization and control engineering optimization of the inflow conditions to the valves 28 is to be achieved.
  • FIG. 9 shows a diagram of two charge exchange loops which are achieved by valve drives A, B known from the prior art.
  • the charge cycle curve (pressure-volume (PV) curve A is the PV curve of a valve train known in the prior art without valve lift variability
  • the charge cycle curve B shows a charge cycle curve of a valve train with valve lift variability known in the prior art

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a valve train (10) for an engine of a motor vehicle, comprising at least two valves (28), which are designed as intake valves or as exhaust valves, and at least two motorized actuating units (12), which are independent of each other. A first actuating unit (12) of the at least two actuating units (12) is associated with a first valve (28) of the at least two valves (28), and a second actuating unit (12) of the at least two actuating units (12) is associated with a second valve (28) of the at least two valves (28). The actuating units (12) set the maximum valve lifts of the valves (28) independently of each other. The invention further relates to an engine assembly.

Description

Ventiltrieb sowie Motorbaugruppe  Valve drive and motor assembly
Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für einen Motor eines Kraftfahrzeugs sowie eine Motorbaugruppe. The invention relates to a valve train for an engine of a motor vehicle and an engine assembly.
Aus dem Stand der Technik sind Ventiltriebe für einen Motor eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei denen ein maximaler Ventilhub von zumindest zwei Ventilen eines Zylinders von einer gemeinsamen motorischen Stelleinheit verstellt wird, die eine Versteilwelle mit zumindest einem Verstellnocken aufweist. Bei den Ventilen handelt es sich typischerweise um Einlassventile. Die Ventilhubkurven der beiden Ventile weisen aufgrund der gemeinsamen Stelleinheit eine feste relative Kopplung auf, sodass ein Ventilhubwert des ersten Ventils mit einem vordefinierten Ventilhubwert des zweiten Ventils korrespondiert. Aufgrund der festen Kopplung muss ein für alle Betriebspunkte notwendiger Kompromiss erfolgen. Valve trains for an engine of a motor vehicle are known from the prior art, in which a maximum valve lift of at least two valves of a cylinder is adjusted by a common motor setting unit, which has a Versteilwelle with at least one adjusting cam. The valves are typically intake valves. The valve lift curves of the two valves have a fixed relative coupling due to the common setting unit, so that a valve lift value of the first valve corresponds to a predefined valve lift value of the second valve. Due to the fixed coupling must be made for all operating points necessary compromise.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, die Ansteuerung der Ventile dahingehend zu optimieren, dass eine verbesserte Ladungsbewegung auftritt und gleichzeitig die Ladungswechselverluste reduziert werden. Dies wird allgemein über eine gekoppelte und mechanische Ventilhubvariabilität erreicht. Unter anderem ist hierzu ein fester mechanischer Versatz der gekoppelten Ventilhübe vorgesehen, was ein zumindest bereichsweise unterschiedliches Hubverhalten der Ventile zur Folge hat. Dies wird auch als „Phasing" bezeichnet. Typischerweise wird das„Phasing" über spezielle Konturen des Verstellnockens erreicht Das Resultat des„Phasings" ist im Diagramm der Figur 7 gezeigt. Aufgrund des stärkeren Ventilhubs eines der Ventile wird zumindest zeitweise ein erhöhter, gerichteter Luftmassenstrom über dieses Ventil erreicht, wodurch eine Drallbewegung des Luftmassenstroms innerhalb des Zylinders entsteht. It is known from the prior art to optimize the control of the valves in such a way that an improved charge movement occurs and at the same time the charge cycle losses are reduced. This is generally achieved via coupled and mechanical valve lift variability. Among other things, a fixed mechanical offset of the coupled valve lifts is provided for this purpose, which results in an at least partially different stroke behavior of the valves. This is also referred to as "phasing." Typically, the "phasing" is achieved via special contours of the adjustment cam The result of the "phasing" is shown in the diagram of Figure 7. Due to the increased valve lift of one of the valves, at least at times an increased, directed air mass flow about this Valve reached, whereby a swirling motion of the air mass flow within the cylinder is formed.
Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass eine Maskierung an den Ventilsitzen der Ventile vorgesehen Ist, um eine gezielt gerichtete Ladungsbewegung zu erzeugen. Diese Maskierung erfolgt typischerweise über einen einseitigen Spalt, der aufgrund einer bestimmten Kontur im Bereich der Ventilsitze entsteht, wenn das Ventil öffnet. Eine derartige Maskierung ist in Figur 8 schematisch dargestellt. Die Maskierung erzeugt eine Drall- und/oder Tumble-Bewegung des Massenstroms. Furthermore, it is known from the prior art that a masking is provided on the valve seats of the valves is to produce a targeted directed charge movement. This masking is typically done via a one-sided gap that arises due to a certain contour in the area of the valve seats when the valve opens. Such masking is shown schematically in FIG. The masking creates a swirl and / or tumble motion of the mass flow.
Generell sind die Ventilhübe der Ventile demnach nicht frei wählbar und voneinander abhängig. In general, the valve strokes of the valves are therefore not freely selectable and interdependent.
Als nachteilig hat sich hierbei herausgestellt, dass aufgrund der festen Kopplung der Ventilhübe der Ventile keine drehzahl- und/oder betriebspunktoptimierte, individuelle Ansteuerung der Ventile erfolgen kann. Die einmalig definierte Kopplung der beiden Ventilhübe kann also nicht verändert werden und ist für alle Betriebszustande gültig, insbesondere Volllast-Bereiche und Leerlauf-Bereiche. Hierdurch sind der Ansteuerung der Ventile enge Grenzen gesetzt, um eine optimale Verbrennung im Zylinder zu erreichen. It has proved to be disadvantageous that due to the fixed coupling of the valve lifts of the valves, no speed and / or operating point-optimized, individual actuation of the valves can take place. The uniquely defined coupling of the two valve lifts can therefore not be changed and is valid for all operating conditions, in particular full-load areas and no-load areas. As a result, the control of the valves are set narrow limits in order to achieve optimum combustion in the cylinder.
Alternativ sind aus dem Stand der Technik Ventiltriebe sowie Motorbaugruppen bekannt, die keine Ventilhubvariabilität aufweisen. Die dem Zylinder zugeführte Luftmenge wird lediglich über eine Androsselung geregelt. Hierbei ergeben sich jedoch größere Ladungswechselverluste als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ventiltrieben mit Ventilhubvariabilität. Dies geht aus dem Diagramm der Figur 9 hervor. Alternatively, valve trains and motor assemblies are known from the prior art, which have no valve lift variability. The amount of air supplied to the cylinder is controlled only via a throttling. However, this results in greater charge exchange losses than in the known from the prior art valve trains with valve lift variability. This is apparent from the diagram of Figure 9.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ventiltrieb und eine Motorbaugruppe bereitzustellen, mit denen eine optimale Verbrennung mit geringen Ladungswechselverlusten erreicht werden kann. The object of the invention is to provide a valvetrain and an engine assembly with which optimum combustion with low gas exchange losses can be achieved.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Ventiltrieb für einen Motor eines Kraftfahrzeugs gelöst, mit wenigstens zwei Ventilen, die als Einlassventile oder als Auslassventile ausgebildet sind, und wenigstens zwei voneinander unabhängigen motorischen Stelleinheiten, wobei eine erste Stelleinheit der wenigstens zwei Stelleinheiten einem ersten Ventil der wenigstens zwei Ventile und eine zweite Stelleinheit der wenigstens zwei Stelleinheiten einem zweiten Ventil der wenigstens zwei Ventile zugeordnet ist, und wobei die Stelleinheiten die maximalen Ventilhübe der Ventile jeweils unabhängig voneinander einstellen. The object is achieved by a valve train for an engine of a motor vehicle, with at least two valves as intake valves or at least two independent motor actuators, wherein a first actuator of the at least two actuators is associated with a first valve of the at least two valves and a second actuator of the at least two actuators is associated with a second valve of the at least two valves; Actuators set the maximum valve lift of each valve independently.
Der Grundgedanke der Erfindung ist es, die Ventilhübe der wenigstens zwei Ventile voneinander zu entkoppeln, sodass die zyklusspezifischen Maximalhübe der wenigstens zwei Ventile unabhängig voneinander eingestellt werden können. Hierdurch können die Ventile betriebspunktspezifisch gesteuert werden, sodass sich die Ladungsbewegungen der Ventile optimieren lassen. Der im Stand der Technik notwendige Kompromiss hinsichtlich der Betriebspunkte bei der Koppelung der Einlassventile eines Zylinders entfällt. The basic idea of the invention is to decouple the valve lifts of the at least two valves from one another, so that the cycle-specific maximum strokes of the at least two valves can be adjusted independently of one another. As a result, the valves can be specifically controlled operating point, so that the charge movements of the valves can be optimized. The compromise required in the prior art with regard to the operating points in the coupling of the inlet valves of a cylinder is eliminated.
Ein Aspekt sieht vor, dass die Stelleinheiten den maximalen Ventilhub des jeweils zugeordneten Ventils stufenlos und sehr genau einstellen, um eine optimale Verbrennung im Motor zu erreichen. One aspect provides that the actuators adjust the maximum valve lift of each associated valve continuously and very precisely in order to achieve optimum combustion in the engine.
Insbesondere umfassen die Stelleinheiten jeweils einen motorischen Stellantrieb und wenigstens einen Stellmechanismus, der die Lage des zugeordneten Ventils verändert, insbesondere die Lage eines Ventilelements des Ventils zu seinem Ventilsitz. Über die mechanische Ausführung ist eine einfach aufgebaute und störungsunempfindliche Möglichkeit geschaffen, um die maximalen Ventilhübe der Ventile einzustellen. In particular, the actuators each comprise a motorized actuator and at least one adjusting mechanism which changes the position of the associated valve, in particular the position of a valve element of the valve to its valve seat. The mechanical design provides a simple and trouble-free way to set the maximum valve strokes of the valves.
Insbesondere weist der Stellmechanismus wenigstens eine Verstellwelle mit wenigstens einem Verstellnocken auf, die durch den Stellantrieb gedreht wird. Über die Verstellwelle und den Verstellnocken kann eine Drehbewegung in einfacher Weise in eine translatorische Bewegung zur Verschiebung eines Zwischenhebels umgesetzt werden. Über die Form des Verstellnockens lässt sich zudem eine Veränderung des Hubweges erzielen. Bei der Verstellwelle kann es sich um eine Exzenterwelle handeln, die entsprechend einen Exzenter als Verstellnocken aufweist. In particular, the adjusting mechanism has at least one adjusting shaft with at least one adjusting cam, which is rotated by the actuator. About the adjusting and the adjusting cam rotational movement can be implemented in a simple manner in a translational movement for the displacement of an intermediate lever. In addition, a change in the stroke can be achieved by the shape of the adjusting cam. At the adjusting shaft it may be an eccentric shaft having an eccentric as adjusting cam accordingly.
Ferner kann der Verstellnocken an einem einen Rollenschlepphebel antreibenden Zwischenhebel angreifen, dessen Drehpunkt durch Bewegen des Verstellnockens verlagert wird. Die Verlagerung des Rollenschlepphebels im Bereich seines Schwenklagers stellt in einfacher Weise sicher, dass der maximale Ventilhub des zugeordneten Ventils verändert wird. Durch Verstellen des Verstellnockens wird der am Rollenschlepphebel zum Eingriff gelangende Bereich des Zwischenhebels verändert, sodass der maximale Ventilhub verstellt wird. Furthermore, the adjusting cam can engage a roller lever driving intermediate lever whose pivot point is displaced by moving the Verstellnockens. The displacement of the roller drag lever in the region of its pivot bearing ensures in a simple manner that the maximum valve lift of the associated valve is changed. Adjusting the adjusting cam changes the area of the intermediate lever that engages the roller cam follower so that the maximum valve lift is adjusted.
Gemäß einem Aspekt stellt eine Stelleinheit den maximalen Ventilhub mehrerer Ventile ein, insbesondere den maximalen Ventilhub eines Ventils pro Zylinder des Motors. Demnach stellt beispielsweise eine einzige Stelleinheit die maximalen Ventilhübe aller ersten Einlassventile sämtlicher Zylinder des Motors ein. According to one aspect, an actuating unit adjusts the maximum valve lift of a plurality of valves, in particular the maximum valve lift of one valve per cylinder of the engine. Thus, for example, a single actuator sets the maximum valve lifts of all the first intake valves of all cylinders of the engine.
Alternativ sind die ersten Einlassventile aller Zylinder gruppenweise einer Stelleinheit zugeordnet, sodass die Stelleinheit beispielsweise den maximalen Ventilhub vom ersten und vom dritten Zylinder eines Vier-Zylinder-Motors einstellt. Alternatively, the first intake valves of all cylinders are group-wise associated with an actuator so that the actuator adjusts, for example, the maximum valve lift of the first and third cylinders of a four-cylinder engine.
In einer weiteren Alternative liegt eine Einzelventilsteuerung vor, sodass jedes einzelne Ventil im Motor eine ihm zugeordnete Stelleinheit aufweist, die den maximalen Ventilhub des Ventils einstellt. In a further alternative, there is a single valve control, so that each individual valve in the engine has an associated therewith actuator that adjusts the maximum valve lift of the valve.
In analoger Weise können die maximalen Ventilhübe der Auslassventile derart eingestellt werden, um beispielsweise eine Abgas-Rücksaugung zu optimieren, durch die ebenso eine zusatzliche Ladungsbewegung generierbar ist. In an analogous manner, the maximum valve strokes of the exhaust valves can be adjusted in such a way, for example, to optimize an exhaust gas recirculation, by which an additional charge movement can likewise be generated.
Ferner kann wenigstens eine Steuerzeiten-Einstelleinheit vorgesehen sein, die die Steuerzeiten der Ventile unabhängig voneinander einstellt. Hierdurch lässt sich eine betriebspunktindividuelle Variation der jeweiligen Öffnungszeit und/oder Öffnungsdauer der Ventile erreichen. Die Ansteuerung der Ventile umfasst dann einen weiteren Freiheitsgrad, um eine optimale Verbrennung im Motor zu erreichen. Die Steuerzeiten-Einstelleinheit definiert demnach unter anderem die Phasenlage des maximalen Ventilhubes. Furthermore, at least one control-timing setting unit can be provided which adjusts the control times of the valves independently of one another. This allows an operating point-specific variation of the respective opening time and / or opening duration of the valves. The control of the valves then includes a further degree of freedom in order to achieve optimum combustion in the engine. The timing adjustment unit thus defines, inter alia, the phase position of the maximum valve lift.
Insbesondere ist wenigstens eine Nockenwelle vorgesehen, mit der die wenigstens eine Steuerzeiten-Einstelleinheit zusammenwirkt, wobei die Steuerzeiten-Einstelleinheit die relative Lage der Nockenwelle verstellt, insbesondere relativ zu einer Kurbelwelle des Motors. Hierdurch sind die Ventile in einfacher Weise mit der Kurbelwelle modifizierbar gekoppelt, wodurch die jeweiligen Steuerzeiten der Ventile eingestellt werden können, also deren Phasenlage. In particular, at least one camshaft is provided, with which cooperates the at least one timing adjustment unit, wherein the timing adjustment unit adjusts the relative position of the camshaft, in particular relative to a crankshaft of the engine. As a result, the valves are coupled modifiable in a simple manner with the crankshaft, whereby the respective control times of the valves can be adjusted, so their phase position.
Ein Aspekt sieht vor, dass die Steuerzeiten-Einstelleinheit wenigstens einen Einsteliantrieb mit variabler Nockenwellenspreizung umfasst. Ein derartiger Einsteliantrieb ist beispielsweise ein VANOS-Stellantrieb. Der Einsteilantrieb kann zwischen der Nockenwelle und einem Kettentrieb angeordnet werden, wobei er die relative Winkellage der Nockenwelle zur Kurbelwelle in Abhängigkeit von Betriebspunkt- und Umgebungsrandbedingungen einstellt. One aspect provides that the control timing adjustment unit comprises at least one variable camshaft spreading adjusting drive. Such an adjusting drive is, for example, a VANOS actuator. The one-piece drive can be arranged between the camshaft and a chain drive, wherein it adjusts the relative angular position of the camshaft to the crankshaft in dependence on operating point and environmental boundary conditions.
Gemäß einer Ausführungsform sind zwei Nockenwellen und zwei voneinander unabhängige Steuerzeiten-Einstelleinheiten vorgesehen, mit jeweils einem Einsteliantrieb zur variablen Nockenwellenspreizung, wobei eine erste Steuerzeiten-Einstelleinheit und eine erste Nockenwelle dem ersten Ventil und eine zweite Steuerzeiten-Einstelleinheit und eine zweite Nockenwelle dem zweiten Ventil zugeordnet sind, insbesondere wobei die Steuerzeiten- Einstelleinheiten jeweils einer der beiden Stelleinheiten zugeordnet sind. Hierdurch lassen sich die Steuerzeiten der wenigstens zwei Ventile einzeln und separat voneinander ansteuern. Die betriebspunktindividuelle Anpassung der Ventilhübe kann hierdurch noch freier eingestellt werden, insbesondere hinsichtlich der Öffnungszeiten. According to one embodiment, two camshafts and two independent timing adjusting units are provided, each having a variable camshaft spreading actuator, wherein a first timing adjusting unit and a first camshaft are associated with the first valve and a second timing adjusting unit and a second camshaft are associated with the second valve in particular, wherein the timing adjustment units are each assigned to one of the two actuators. As a result, the control times of the at least two valves can be controlled individually and separately from one another. The operating point individual adaptation of the valve lifts can thereby be set even more freely, in particular with regard to the opening times.
Generell beziehen sich die Aspekte eines einzelnen Ventiltriebs auf einen Ventiltrieb, der an der Einlassseite oder an der Auslassseite vorgesehen ist. Gemäß einem weiteren Aspekt weist die Nockenwelle wenigstens einen, insbesondere gestuften, Schaltnocken auf. Es lässt sich demnach eine gestufte Schaltlösung umsetzen, die insbesondere eine ventilindividuelle Ansteuerung ermöglicht. In general, the aspects of a single valvetrain relate to a valvetrain provided on the inlet side or on the outlet side. According to a further aspect, the camshaft has at least one, in particular stepped, switching cam. It can therefore implement a stepped switching solution that allows in particular a valve-individual control.
Die Stelleinheiten und die Steuerzeiten-Einstelleinheiten können insbesondere relativ zueinander angesteuert werden, wobei die Ansteuerung entkoppelt oder gekoppelt erfolgt. The actuators and the timing adjustment units can be controlled in particular relative to each other, wherein the control is decoupled or coupled.
Ferner wird die Aufgabe durch eine erfindungsgemäße Motorbaugruppe gelöst, mit einem Motor, wenigstens einem Zylinder und wenigstens einem erfindungsgemäßen Ventiltrieb. Die zuvor genannten Vorteile hinsichtlich des Ventiltriebs ergeben sich in analoger Weise bei der Motorbaugruppe. Furthermore, the object is achieved by an engine assembly according to the invention, with an engine, at least one cylinder and at least one valve gear according to the invention. The aforementioned advantages with respect to the valve train are analogous to the motor assembly.
Ein Aspekt sieht vor, dass die Motorbaugruppe mehrere Zylinder aufweist, die jeweils wenigstens zwei Einlass- und/oder zwei Auslassventile haben, wobei jeder Zylinder ein erstes Einlass- und/oder erstes Auslassventil und ein zweites Einlass- und/oder zweites Auslassventil aufweist, und wobei alle ersten Einlassoder Auslassventile jeweils einer ersten Stelleinheit der wenigstens zwei Stelleinheiten und alle zweiten Einlass- und Auslassventile jeweils einer zweiten Stelleinheit der wenigstens zwei Stelleinheiten zugeordnet sind, sodass die wenigstens zwei Stelleinheiten die maximalen Ventilhübe der Einlass- und/oder Auslassventile sämtlicher Zylinder einstellen. Es ist somit eine Motorbaugruppe geschaffen, mit der die jeweiligen Einlassventile und Auslassventile der Zylinder jeweils voneinander entkoppelt sind. Die Einlassventile und Auslassventile sowie deren maximale Hubwege lassen sich daher unabhängig voneinander ansteuern bzw. einstellen. Hierdurch ergibt sich, wie bereits erwähnt, eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Ansteuerung der Ventile, was in einer optimierten Ladungsbewegung bzw. einer Ventilsteuerung mit hohem Freiheitsgrad resultiert. One aspect provides that the engine assembly comprises a plurality of cylinders, each having at least two intake and / or exhaust valves, each cylinder having a first intake and / or first exhaust valve and a second intake and / or second exhaust valve, and wherein all the first intake or exhaust valves are respectively associated with a first actuator of the at least two actuators and all second intake and exhaust valves are each associated with a second actuator of the at least two actuators such that the at least two actuators adjust the maximum valve strokes of the intake and / or exhaust valves of all the cylinders. It is thus provided an engine assembly, with which the respective intake valves and exhaust valves of the cylinder are each decoupled from each other. The intake valves and exhaust valves and their maximum stroke can therefore be independently controlled or set. This results, as already mentioned, in a high degree of flexibility with regard to the control of the valves, which results in an optimized charge movement or a valve control with a high degree of freedom.
Gemäß einer Ausführungsform sind mehrere Zylinder vorgesehen, die jeweils wenigstens zwei Einlass- und/oder zwei Auslassventile aufweisen, wobei jeder Zylinder ein erstes Einlass- und/oder erstes Auslassventil und ein zweites Einlass- und/oder zweites Auslassventil hat, und wobei die ersten Einlassventile oder Auslassventile der Zylinder in wenigstens zwei Gruppen aufgeteilt sind und jeder Gruppe ein eigener Ventiltrieb zugeordnet ist. Beispielsweise lässt sich so eine paarweise Ansteuerung ausbilden. Allgemein ist eine individuellere Einstellung der Ventilhübe möglich, da dies gruppenweise geschieht. According to one embodiment, a plurality of cylinders is provided, each having at least two inlet and / or two exhaust valves, each cylinder having a first inlet and / or first exhaust valve and a first exhaust valve second intake and / or second exhaust valve, and wherein the first intake valves or exhaust valves of the cylinder are divided into at least two groups and each group is assigned its own valve train. For example, it is thus possible to form a pairwise activation. In general, a more individual adjustment of the valve strokes is possible, as this happens in groups.
Der Grad der Individualisierung kann weiter erhöht werden, wenn jedem Einlassventil und/oder jedem Auslassventil eines Zylinders ein eigener Ventiltrieb zugeordnet ist. Hierdurch ist sogar eine zylinderindividuelle Einstellung möglich. The degree of individualization can be further increased if a separate valve drive is assigned to each intake valve and / or each exhaust valve of a cylinder. As a result, even a cylinder-individual adjustment is possible.
Gemäß einer Ausführungsform können insbesondere zwei Ventiltriebe der zuvor genannten Art vorgesehen, wobei der erste Ventiltrieb ein Einlassventiltrieb ist, der Einlassventile aufweist, und der zweite Ventiltrieb ein Auslassventiltrieb ist, der Auslassventile aufweist. Demnach können sowohl die Einlassventile als auch die Auslassventile unabhängig voneinander bei einem Zylinder angesteuert werden, insbesondere deren Steuerzeiten sowie deren maximale Ventilhübe. According to one embodiment, in particular two valve trains of the aforementioned type may be provided, wherein the first valve train is an intake valve train having intake valves, and the second valve train is an exhaust valve train having exhaust valves. Accordingly, both the intake valves and the exhaust valves can be controlled independently of each other in a cylinder, in particular their timing and their maximum valve lifts.
Ein weiterer Aspekt sieht eine Steuereinheit vor, die zumindest die Stelleinheiten ansteuert. Bei der Steuereinheit kann es sich um die Ansteuerung der Ventile bzw. eine Ladungsbewegungssteuerung handeln, mit der eine optimale Verbrennung im Motor erreicht werden soll. Die Steuereinheit greift beispielsweise auf fahrzeugspezifische Daten zurück, um den aktuellen Betriebspunkt des Kraftfahrzeugs zu ermitteln. In Abhängigkeit des Betriebspunkts steuert die Steuereinheit dann die Stelleinheiten und/oder die Steuerzeiten-Einstelleinheiten an, um die maximalen Ventilhübe und Steuerzeiten der zugeordneten Ventile betriebspunktspezifisch einzustellen. Another aspect provides a control unit that controls at least the actuators. The control unit can be the control of the valves or a charge movement control with which optimum combustion in the engine is to be achieved. For example, the control unit uses vehicle-specific data to determine the current operating point of the motor vehicle. Depending on the operating point, the control unit then activates the actuating units and / or the control-time setting units in order to set the maximum valve lifts and control times of the associated valves operating point-specifically.
Der wenigstens eine Zylinder weist insbesondere einen Zylinderkopf auf, der eine Kontur hat, sodass ein einseitiger Spalt im Bereich wenigstens eines Ventilsitzes eines der Ventile beim Öffnen des Ventils entsteht. Hierdurch ergibt sich eine Ventilmaskierung, die eine vordefinierte Unterstützung zur Optimierung der Ladungsbewegung der Ventile darstellt. The at least one cylinder has, in particular, a cylinder head which has a contour, so that a one-sided gap arises in the region of at least one valve seat of one of the valves when the valve is opened. This results a valve mask, which is a predefined support for optimizing the charge movement of the valves.
Ferner kann ein „Phasing" vorgesehen sein, also ein fester Versatz der Ventilhübe der einem Zylinder zugeordneten Einlass» oder Auslassventile. Hierdurch ist ebenfalls eine baubedingte Optimierung der Ladungsbewegung gegeben. Furthermore, a "phasing" can be provided, ie a fixed offset of the valve strokes of the intake or exhaust valves associated with a cylinder.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen: Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description and the drawings, to which reference is made. In the drawings show:
- Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ventiltriebs, FIG. 1 shows a schematic representation of a valve drive according to the invention,
- Figur 2 einen Teil des Ventiltriebs aus Figur 1 bei minimalen Ventilhub des Ventils, FIG. 2 shows a part of the valve drive from FIG. 1 with a minimum valve lift of the valve.
- Figur 3 den Ventiltrieb aus Figur 2 bei maximalen Ventilhub des Ventils, FIG. 3 shows the valve drive from FIG. 2 with maximum valve lift of the valve;
- Figur 4 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Einstellungen des maximalen Ventilhubs, FIG. 4 shows a diagram for clarifying the settings of the maximum valve lift,
- Figur 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Verschiebung der Steuerzeiten und des Ventilhubes, FIG. 5 shows a diagram for clarifying the shift of the control times and the valve lift,
- Figur 6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Motorbaugruppe, FIG. 6 shows a schematic representation of a motor assembly according to the invention,
- Figur 7 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Phasings im Stand der Technik, FIG. 7 shows a diagram for clarifying the phasing in the prior art,
- Figur 8 eine schematische Darstellung der Ventilmaskierung, und - Figure 8 is a schematic representation of the valve masking, and
- Figur 9 ein Diagramm mit zwei Ladungskurven zweier aus dem Stand der Technik bekannter Ventiltriebe. FIG. 9 shows a diagram with two charge curves of two valve drives known from the prior art.
In Figur 1 ist ein Ventiltrieb 10 für einen Motor eines Kraftfahrzeugs und dessen Ventile gezeigt. In der gezeigten Ausführungsform umfasst der Ventiltrieb 10 zwei motorische Stelleinheiten 12, die nicht miteinander gekoppelt sind. FIG. 1 shows a valve drive 10 for an engine of a motor vehicle and its valves. In the embodiment shown, the Valve train 10 two motorized actuators 12, which are not coupled together.
Jede der Stelleinheiten 12 weist einen eigenen elektromotorischen Stellantrieb 14 sowie einen Stellmechanismus 16 auf, der eine Verstellwelle 18 mit einem daran angebrachten Verstellnocken 20 sowie einen außenseitig am Verstellnocken 20 angreifenden Zwischenhebel 22 umfasst. Der Zwischenhebel 22 ist über eine Rückstellfeder 24 gegen eine Nockenwelle 44 vorgespannt. Der Zwischenhebel 22 wird durch die Nockenwelle 44 angetrieben. Each of the actuators 12 has its own electromotive actuator 14 and an adjusting mechanism 16 which includes an adjusting shaft 18 with an adjusting cam 20 mounted thereon and an intermediate lever 22 engaging on the outside of the adjusting cam 20. The intermediate lever 22 is biased by a return spring 24 against a camshaft 44. The intermediate lever 22 is driven by the camshaft 44.
Bei der Verstellwelle 18 kann es sich um eine Exzenterwelle handeln, sodass der wenigstens eine Verstellnocken 20 ein Exzenter ist. The adjusting shaft 18 may be an eccentric shaft, so that the at least one adjusting cam 20 is an eccentric.
Der Zwischenhebel 22 treibt zudem einen Rollenschlepphebel 26 an, der ein Ventil 28 betätigt, das einen Ventilsitz 30 sowie ein Ventilelement 32 aufweist. Das Ventilelement 32 ist mit dem Rollenschlepphebel 26 über einen Ventilstößel 34 gekoppelt. Das Ventilelement 32 und der Ventilstößel 34 können einstückig zusammen ausgebildet sein. Zudem werden sie auch als Ventilteller und Ventilschaft bezeichnet. Mit 35 ist ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement bezeichnet. The intermediate lever 22 also drives a Rollenschlepphebel 26 which actuates a valve 28 having a valve seat 30 and a valve member 32. The valve member 32 is coupled to the roller rocker arm 26 via a valve lifter 34. The valve member 32 and the valve stem 34 may be integrally formed together. In addition, they are also referred to as valve plate and valve stem. At 35, a hydraulic valve clearance compensation element is designated.
Bei den beiden Ventilen 28, die jeweils einem der beiden Stelleinheiten 12 zugeordnet sind, handelt es sich um zwei Einlassventile eines gemeinsamen Zylinders. Die Ventile 28 sind üblicherweise in der gezeigten Ansicht hintereinander angeordnet, jedoch zur besseren Übersicht hier nebeneinander dargestellt. The two valves 28, which are each assigned to one of the two actuating units 12, are two inlet valves of a common cylinder. The valves 28 are usually arranged one behind the other in the view shown, but shown side by side here for a better overview.
Ferner sind die Ventile 28 jeweils Teil einer Ventilbaugruppe, wobei die erste Ventilbaugruppe jeweils die ersten Ventile eines jeden Zylinders des Motors umfasst und die zweite Ventilbaugruppe jeweils die zweiten Ventile eines jeden Zylinders des Motors umfasst (siehe auch Figur 6 und zugehörige Beschreibung). Further, the valves 28 are each part of a valve assembly, wherein the first valve assembly comprises the first valves of each cylinder of the engine and the second valve assembly comprises the second valves of each cylinder of the engine (see also Figure 6 and related description).
Alternativ kann es sich bei beiden gezeigten Ventilen 28 um Auslassventile des gemeinsamen Zylinders des Motors handeln. Aus den Figuren 2 und 3 geht hervor, wie eine der beiden Steileinheiten 12 über den Stellmechanismus 16 und den Stellantrieb 14 den maximalen Ventilhub des jeweils zugeordneten Ventils 28 einstellt. Das Prinzip ist in analoger Weise auf die andere Stelleinheit 12 übertragbar. Alternatively, both shown valves 28 may be exhaust valves of the common cylinder of the engine. FIGS. 2 and 3 show how one of the two steep units 12 adjusts the maximum valve lift of the respectively associated valve 28 via the adjusting mechanism 16 and the actuator 14. The principle can be transferred to the other actuator 12 in an analogous manner.
Der Stellantrieb 14 weist eine Schneckenwelle 36 auf, die mit einem Schneckenrad 38 kämmt, das mit der Verstellwelle 18 gekoppelt ist, sodass die Verstellwelle 18 hierdurch drehend angetrieben wird. Das Schneckenrad 38 ist ebenfalls Teil des Stellmechanismus 16. The actuator 14 has a worm shaft 36 which meshes with a worm wheel 38, which is coupled to the adjusting shaft 18, so that the adjusting shaft 18 is thereby driven to rotate. The worm wheel 38 is also part of the adjusting mechanism 16.
Durch den betätigten Stellantrieb 14 wird die Verstellwelle 18 und der daran angeordnete Verstellnocken 20 aus der in Figur 2 gezeigten Stellung, bei der Ventilhub minimal ist (minimale Hub-Stellung), in die Stellung mit maximalen Ventilhub (maximale Hub-Stellung) überführt, die in Figur 3 gezeigt ist. By actuated actuator 14, the adjusting shaft 18 and the adjusting cam 20 arranged thereon from the position shown in Figure 2, in the valve lift is minimal (minimum stroke position), transferred to the position with maximum valve lift (maximum stroke position), the is shown in FIG.
Beim Überführen in die maximale Hub-Stellung bewegt der Verstellnocken 20 den Zwischenhebel 22, wodurch sein Drehpunkt verlagert wird. Aufgrund der Verlagerung des Zwischenhebels 22 greift dieser mit anderen Abschnitten am Rollenschlepphebel 26 an, der das Ventilelement 32 über den Ventilstößel 34 translatorisch bewegt, insbesondere vom Ventilsitz 30 wegbewegt. Das Ventil 28 weist somit in der in Figur 3 gezeigten Stellung einen größeren maximalen Ventilhub beim Verstellen durch den nachfolgenden Nockentrieb als in der in Figur 2 gezeigten minimalen Hub-Stellung auf. When transferring to the maximum stroke position of the adjusting cam 20 moves the intermediate lever 22, whereby its fulcrum is displaced. Due to the displacement of the intermediate lever 22 engages this with other sections on Rollenschlepphebel 26 which moves the valve element 32 via the valve stem 34 translationally, in particular moved away from the valve seat 30. The valve 28 thus has in the position shown in Figure 3, a larger maximum valve lift during adjustment by the subsequent cam drive than in the minimum stroke position shown in Figure 2.
In der gezeigten Ausführungsform ist pro Ventilbaugruppe jeweils eine Steuerzeiten-Einstelleinheit 40 vorgesehen, die einen Einsteilantrieb 42 umfasst, der jeweils mit einer Nockenwelle 44 zusammenwirkt. Der Einsteilantrieb 42 ist insbesondere ein Einsteilantrieb mit dem eine variable Nockenwellenspreizung möglich ist, sodass eine Modifikation der Kopplung der Nockenwelle 44 von einer hier nicht dargestellten Kurbelwelle erfolgen kann. Hierdurch lassen sich andere Steuerzeiten des zugeordneten Ventils 28 einstellen. Die jeweilige Nockenwelle 44 greift, wenn sie von der entsprechenden Steuerzeiten-Einstelleinheit 40 verstellt worden ist, in veränderter Weise am Zwischenhebel 22 an, da die Kopplung mit der Kurbelwelle modifiziert ist. In the embodiment shown, one valve timing adjustment unit 40 is provided per valve assembly, which comprises a one-part drive 42, which interacts with a camshaft 44 in each case. The one-piece drive 42 is in particular a single-part drive with which a variable camshaft spread is possible, so that a modification of the coupling of the camshaft 44 can take place from a crankshaft, not shown here. As a result, other control times of the associated valve 28 can be adjusted. The respective camshaft 44, when adjusted by the corresponding timing adjustment unit 40, engages the intermediate lever 22 in a modified manner since the coupling with the crankshaft is modified.
Femer kann vorgesehen sein, dass die Nockenwelle 44 zumindest einen gestuften Schaltnocken aufweist, über den eine gestufte Schaltlösung umgesetzt werden kann. Mit dieser Alternative ist es ebenfalls möglich, eine ventilindividuelle Ansteuerung auszubilden. Furthermore, it can be provided that the camshaft 44 has at least one stepped switching cam, via which a stepped switching solution can be implemented. With this alternative, it is also possible to form a valve-individual control.
Beispielsweise kann die in Figur 2 gezeigte Stellung im Leerlauf des Motors verwendet werden, wobei der maximale Ventilhub zwischen 0,1 mm und 1 mm beträgt. Dagegen kann die in Figur 3 gezeigte Stellung bei Volllast vorgesehen sein, wobei der maximale Ventilhub zwischen 5 mm und 15 mm liegt, insbesondere bei 10 mm. For example, the position shown in Figure 2 can be used in the idling of the engine, wherein the maximum valve lift is between 0.1 mm and 1 mm. In contrast, the position shown in Figure 3 can be provided at full load, the maximum valve lift is between 5 mm and 15 mm, in particular at 10 mm.
Generell ist in Figur 1 gezeigt, dass die beiden Ventile 28 jeweils eine eigene Stelleinheit 12 sowie jeweils eine eigene Steuerzeiten-Einstelleinheit 40 aufweisen, sodass der maximale Ventilhub der beiden Ventile 28 sowie deren Steuerzeiten unabhängig voneinander eingestellt werden können. In general, it is shown in FIG. 1 that the two valves 28 each have their own control unit 12 and their own control timing adjustment unit 40, so that the maximum valve lift of the two valves 28 and their control times can be set independently of each other.
Alternativ ist es möglich, dass die einem Ventil 28 zugeordnete Stelleinheit 12 mit der entsprechenden Steuerzeiten-Einstelleinheit 40 gekoppelt ist, sodass die Einstellung des entsprechenden Ventils 28 in gekoppelter Weise erfolgt. Alternatively, it is possible that the control unit 12 associated with a valve 28 is coupled to the corresponding control timing setting unit 40, so that the adjustment of the corresponding valve 28 takes place in a coupled manner.
Wie bereits erläutert handelt es sich bei den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ventile 28 um Einlass- oder Auslassventile eines gemeinsamen Zylinders, die jeweils Teil einer Ventilbaugruppe sind. As already explained, the valves 28 shown in FIGS. 1 to 3 are intake or exhaust valves of a common cylinder, which are each part of a valve assembly.
Aus den Figuren 4 und 5 geht hervor, wie sich die Hubkurven von zwei Einlassventilen 28 verändern lassen, wenn die jeweilige Stelleinheit 12 und/oder die jeweilige Steuerzeiten-Einstelleinheit 40 aktiviert sind bzw. ist. Die Hubkurve eines Ventils 28 bezeichnet den Hub, den das Ventilelement 32 mit dem daran angeordneten Ventilstößel 34 in Bezug auf den zugehörigen Ventilsitz 30 vornimmt. Der Einfachheit halber wird vom Ventilhub des Ventils 28 gesprochen. In Figur 4 ist gezeigt, dass die einem ersten Einlassventil 28 zugeordnete Stelleinheit 12 den maximalen Ventilhub des ersten Einlassventils 28 vergrößert hat, wohingegen die einem zweiten Einlassventil 28 zugeordnete Stelleinheit 12 dessen maximalen Ventilhub verringert hat. Die durch die Stelleinheiten 12 veränderten Hubkurven der beiden Einlassventile 28 sind jeweils gestrichelt gegenüber den unveränderten Hubkurven gezeigt, die durchgezogen dargestellt sind. Hierdurch kann eine betriebspunktspezifische Einstellung der beiden Einlassventile 28 erfolgen, wodurch eine optimale Verbrennung im Motor möglich ist. Der links dargestellte Hub des Auslasses dient lediglich zur Information. FIGS. 4 and 5 show how the lift curves of two intake valves 28 can be changed when the respective control unit 12 and / or the respective control timing setting unit 40 is activated. The lift curve of a valve 28 designates the stroke that the valve element 32 makes with the valve tappet 34 arranged thereon with respect to the associated valve seat 30. For the sake of simplicity, it is spoken of the valve lift of the valve 28. FIG. 4 shows that the actuating unit 12 assigned to a first inlet valve 28 has increased the maximum valve lift of the first inlet valve 28, whereas the control unit 12 assigned to a second inlet valve 28 has reduced its maximum valve lift. The stroke curves of the two inlet valves 28, which are changed by the actuating units 12, are each shown by dashed lines in relation to the unchanged stroke curves, which are shown in solid lines. In this way, an operating point-specific adjustment of the two intake valves 28 take place, whereby an optimal combustion in the engine is possible. The stroke shown on the left of the outlet is for information only.
In Figur 5 ist eine Erweiterung der Figur 4 gezeigt, bei der zusätzlich die dem zweiten Einlassventil 28 zugeordnete Steuerzeiten-Einstelleinheit 40 aktiviert worden ist. Hierdurch ergibt sich eine geänderte Steuerzeit des zweiten Einlassventils 28. Der Vergleich der Figuren 4 und 5 verdeutlicht, dass das zweite Einlassventil 28 früher als in Figur 4 angesteuert worden ist. FIG. 5 shows an enlargement of FIG. 4, in which the control valve timing unit 40 assigned to the second inlet valve 28 has additionally been activated. This results in a changed control time of the second intake valve 28. The comparison of FIGS. 4 and 5 clarifies that the second intake valve 28 has been actuated earlier than in FIG. 4.
Ober die Steuerzeiten-Einstelleinheit 40 ergibt sich generell ein weiterer Freiheitsgrad für die betriebspunktspezifische Ansteuerung der Ventile 28. The control-times setting unit 40 generally results in a further degree of freedom for the operating-point-specific control of the valves 28.
Die entsprechenden Veränderungen der Hubkurven der Einlassventile lassen sich in analoger Weise auf die Auslassventile anwenden. The corresponding changes in the lift curves of the intake valves can be applied analogously to the exhaust valves.
In Figur 6 ist eine Motorbaugruppe 46 gezeigt, die einen Motor 48 aufweist, der in der gezeigten Ausführungsform vier Zylinder 50 hat. Jeder der vier Zylinder 50 weist jeweils vier Ventile 28 auf, von denen zwei Ventile 128 Einlassventile und zwei Ventile 228 Auslassventile sind. In FIG. 6, an engine assembly 46 is shown having a motor 48 having four cylinders 50 in the illustrated embodiment. Each of the four cylinders 50 has four valves 28 each, of which two valves are 128 intake valves and two valves 228 are exhaust valves.
Die Motorbaugruppe 46 umfasst ferner zwei Ventiltriebe 10, die jeweils zwei Stelleinheiten 12 haben. The engine assembly 46 further includes two valve trains 10 each having two actuators 12.
Im Folgenden werden die Ventile 28 und die Ventiltriebe 10 sowie deren Teile zur besseren Unterscheidung mit speziellen Bezugszeichen versehen, um eine bessere Unterscheidung zwischen der Einlassseite und der Auslassseite der Motorbaugruppe 46 zu ermöglichen. Bei dem ersten Ventiltrieb 10 handelt es sich beispielsweise um einen Einlassventiltrieb 110, der über die beiden Stelleinheiten 12 mit den Einlassventilen 128 der jeweiligen vier Zylinder 50 zusammenwirkt. Bei dem zweiten Ventiltrieb 10 handelt es sich dann um einen Auslassventiltrieb 210, der mit den jeweiligen Auslassventilen 228 der vier Zylinder 50 zusammenwirkt. In the following, the valves 28 and the valve trains 10 and their parts are provided with special reference numerals for better discrimination in order to allow a better distinction between the inlet side and the outlet side of the motor assembly 46. The first valve drive 10 is, for example, an intake valve drive 110, which interacts with the inlet valves 128 of the respective four cylinders 50 via the two actuation units 12. The second valve drive 10 is then an exhaust valve drive 210 which cooperates with the respective exhaust valves 228 of the four cylinders 50.
Des Weiteren umfasst die Motorbaugruppe 46 eine Steuereinheit 52, die mit den beiden Ventiltrieben 10 gekoppelt ist, um diese anzusteuern, insbesondere die entsprechenden Stelleinheiten 12. Die Steuereinheit 52 kann ferner mit weiteren Sensoren des Kraftfahrzeugs gekoppelt sein, um insbesondere Informationen über den aktuellen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs zu erhalten. Furthermore, the engine assembly 46 includes a control unit 52 which is coupled to the two valve trains 10 to control these, in particular the corresponding actuators 12. The control unit 52 may be further coupled to other sensors of the motor vehicle, in particular information about the current operating state of To obtain motor vehicle.
In der gezeigten Ausführungsform der Motorbaugruppe 46 werden die maximalen Hubwege sämtlicher erster Einlassventile 128 von der ersten der beiden Stelleinheiten 12 des ersten Ventiltriebs 110 eingestellt, wohingegen die maximalen Hubwege der zweiten Einlassventile 128 der jeweiligen Zylinder 50 von der zweiten der beiden Stelleinheiten 12 des ersten Ventiltriebs 110 eingestellt werden. Dies geht aus den entsprechenden Leitungen in Figur 6 hervor, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die Verbindungen der ersten Einlassventile 128 zu der ersten Stelleinheit 12 des Einlassventiltriebs 110 dargestellt sind. In the illustrated embodiment of the engine assembly 46, the maximum lift paths of all the first intake valves 128 are adjusted by the first of the two actuators 12 of the first valve train 110, whereas the maximum lift paths of the second intake valves 128 of the respective cylinders 50 are set by the second of the two actuators 12 of the first valvetrain 110 are set. This is evident from the corresponding lines in FIG. 6, with only the connections of the first intake valves 128 to the first control unit 12 of the intake valve drive 110 being shown for reasons of clarity.
In analoger Weise erfolgt die Einstellung der maximalen Ventilhübe der Auslassventile 228 über die beiden Stelleinheiten 12 des zweiten Ventiltriebs 210, wobei hier nur die Verbindungen der zweiten Auslassventile 228 eines jeden Zylinders 50 mit der zweiten der beiden Stelleinheiten 12 des Auslassventiltriebs 210 dargestellt sind. In an analogous manner, the setting of the maximum valve lift of the exhaust valves 228 via the two actuators 12 of the second valve train 210, wherein only the connections of the second exhaust valves 228 of each cylinder 50 with the second of the two actuators 12 of the Auslassventiltriebs 210 are shown.
Die Ventiltriebe 10 können ferner jeweils Steuerzeiten-Einstelleinheiten 40 aufweisen, die aus Gründen der Übersichtlichkeit in Figur 6 ebenfalls nicht dargestellt sind. Die zuvor beschriebenen Eigenschaften hinsichtlich des Ventiltriebs 10 gemäß der Figuren 1 bis 3 und den Diagrammen der Figuren 4 und 5 lassen sich in analoger Weise auf die Motorbaugruppe 46 übertragen. Alternativ können die ersten Einlassventile 128 der vier Zylinder 50 jeweils paarweise einer Stelleinheit 12 eines ersten Einlassventiltriebs 110 zugeordnet sein, sodass insgesamt zwei Einlassventiltriebe 110 vorgesehen sein würden. Hierdurch lässt sich die Einstellung der maximalen Ventilhübe der Einlassventile 128 paarweise und somit noch individueller einstellen. Am konkreten Beispiel der gezeigten Motorbaugruppe 46 mit vier Zylindern 50 bedeutet dies, dass die ersten Einlassventile 128 des ersten und dritten Zylinders 50 einer Stelleinheit 12 eines ersten Einlassventiltriebs 110 zugeordnet sind, wohingegen die ersten Einlassventile 128 des zweiten und vierten Zylinders 50 einer Stelleinheit 12 eines zweiten Einlassventiltriebs 110 zugeordnet sind. Dies gilt in analoger Weise für die zweiten Einlassventile 128 der Zylinder 50. The valve trains 10 may further each have timing adjustment units 40, which are likewise not shown for reasons of clarity in FIG. The properties described above with regard to the valve drive 10 according to FIGS. 1 to 3 and the diagrams of FIGS. 4 and 5 can be transferred to the motor assembly 46 in an analogous manner. Alternatively, the first intake valves 128 of the four cylinders 50 may each be assigned in pairs to an actuating unit 12 of a first intake valve drive 110, so that a total of two intake valve trains 110 would be provided. As a result, the setting of the maximum valve lift of the intake valves 128 can be set in pairs and thus even more individually. In the concrete example of the illustrated engine assembly 46 with four cylinders 50, this means that the first intake valves 128 of the first and third cylinders 50 are associated with an actuator 12 of a first intake valve train 110, whereas the first intake valves 128 of the second and fourth cylinders 50 of an actuator 12 of FIG associated with the second intake valve drive 110. This applies analogously to the second intake valves 128 of the cylinders 50.
In einer weiteren Alternative ist jedes einzelne Einlassventil 128 der Zylinder 50 einer eigenen Stelleinheit 12 zugeordnet, wodurch sich eine zylinderindividuelle Einstellung der jeweiligen Einlassventile 128 ergibt. In a further alternative, each individual inlet valve 128 of the cylinder 50 is assigned to its own control unit 12, resulting in a cylinder-specific adjustment of the respective inlet valves 128.
Diese alternativen Ausführungen lassen sich in analoger Weise auf die Auslassventile 228 übertragen. These alternative embodiments can be transferred to the exhaust valves 228 in an analogous manner.
In den Figuren 7 und 8 sind aus dem Stand der Technik bekannte Maßnahmen zur vordefinierten Optimierung der Ladungsbewegung dargestellt. In Figur 7 ist ein Diagramm zu dem sogenannten und eingangs erwähnten „Phasing" gezeigt, bei dem ein baubedingter und fixer relativer Versatz der Ventilhubkurven zweier Ventile 28 vorgesehen ist. FIGS. 7 and 8 show measures known from the prior art for the predefined optimization of the charge movement. FIG. 7 shows a diagram of the so-called "phasing" mentioned at the beginning, in which a construction-related and fixed relative offset of the valve lift curves of two valves 28 is provided.
In Figur 8 ist eine Maskierung zweier Ventile 28 gezeigt, über die die Orientierung des Massenstroms eingestellt werden kann. Hierbei weist der entsprechende Ventilsitz 30 eine Kontur 54 auf, über die ein vordefinierter Spalt beim Öffnen des entsprechenden Ventils 28 entsteht, der einen Einfluss auf die Einstromverhältnisse an den Ventilen 28 hat. FIG. 8 shows a masking of two valves 28, by means of which the orientation of the mass flow can be adjusted. In this case, the corresponding valve seat 30 has a contour 54, via which a predefined gap is formed when the corresponding valve 28 is opened, which has an influence on the flow conditions at the valves 28.
Sowohl das„Phasing" als auch die Maskierung können bei den Ventiltrieben 10 vorgesehen sein, um baubedingte Optimierungen zusätzlich oder alternativ vorzusehen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein Kompromiss zwischen baubedingter Optimierung und steuerungstechnischer Optimierung der Einströmverhältnisse an den Ventilen 28 erreicht werden soll. Both the "phasing" and the masking can be provided with the valve drives 10 in order to additionally or alternatively provide building-related optimizations, which is particularly advantageous if a compromise between construction-related optimization and control engineering optimization of the inflow conditions to the valves 28 is to be achieved.
In Figur 9 ist ein Diagramm zweier Ladungswechselschleifen gezeigt, die mit aus dem Stand der Technik bekannten Ventiltrieben A, B erreicht werden. Bei der Ladungswechselkurve (Druck-Volumen-(P-V)-Kurve A handelt es sich um die P-V-Kurve eines aus dem Stand der Technik bekannten Ventiltriebs ohne Ventilhubvariabilität, wohingegen die Ladungswechselkurve B eine Ladungswechselkurve eines aus dem Stand der Technik bekannten Ventiltriebs mit Ventilhubvariabilität zeigt. FIG. 9 shows a diagram of two charge exchange loops which are achieved by valve drives A, B known from the prior art. The charge cycle curve (pressure-volume (PV) curve A is the PV curve of a valve train known in the prior art without valve lift variability, whereas the charge cycle curve B shows a charge cycle curve of a valve train with valve lift variability known in the prior art ,
Aus den beiden Ladungswechselkurven A, B geht hervor, dass die Ladungswechselkurve des Ventiltriebs ohne Ventilhubvariabilität höhere Ladungswechselverluste aufweist. From the two charge cycle curves A, B shows that the charge cycle of the valve train without valve lift variability has higher charge exchange losses.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Ventiltrieb (10) für einen Motor (48) eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens zwei Ventilen (28), die als Einlassventile (128) oder als Auslassventile (228) ausgebildet sind, und wenigstens zwei voneinander unabhängigen motorischen Stelleinheiten (12), wobei eine erste Stelleinheit (12) der wenigstens zwei Stelleinheiten (12) einem ersten Ventil (28) der wenigstens zwei Ventile (28) und eine zweite Stelleinheit (12) der wenigstens zwei Stelleinheiten (12) einem zweiten Ventil (28) der wenigstens zwei Ventile (28) zugeordnet ist, und wobei die Stelleinheiten (12) die maximalen Ventilhübe der Ventile (28) jeweils unabhängig voneinander einstellen. 1. Valve train (10) for an engine (48) of a motor vehicle, with at least two valves (28), which are designed as inlet valves (128) or as outlet valves (228), and at least two independent motor actuating units (12), where a first actuating unit (12) of the at least two actuating units (12) a first valve (28) of the at least two valves (28) and a second actuating unit (12) of the at least two actuating units (12) a second valve (28) of the at least two valves (28) is assigned, and wherein the actuating units (12) adjust the maximum valve lifts of the valves (28) independently of one another.
2. Ventiltrieb (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheiten (12) den maximalen Ventilhub des jeweils zugeordneten Ventils (28) stufenlos einstellen. 2. Valve drive (10) according to claim 1, characterized in that the adjusting units (12) continuously adjust the maximum valve lift of the respectively assigned valve (28).
3. Ventiltrieb (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheiten (12) einen motorischen Stellantrieb (14) und wenigstens einen Stellmechanismus (16) umfassen, der die Lage des zugeordneten Ventils (28) verändert, insbesondere eines Ventilelements (32) des Ventils (28) zu seinem Ventilsitz (30). 3. Valve drive (10) according to claim 1 or 2, characterized in that the actuating units (12) comprise a motorized actuator (14) and at least one actuating mechanism (16) which changes the position of the associated valve (28), in particular a valve element (32) of the valve (28) to its valve seat (30).
4. Ventiltrieb (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmechanismus (16) wenigstens eine Verstellwelle (18) mit wenigstens einem Verstellnocken (20) aufweist, die durch den Stellantrieb (14) gedreht wird. 4. Valve drive (10) according to claim 3, characterized in that the adjusting mechanism (16) has at least one adjusting shaft (18) with at least one adjusting cam (20), which is rotated by the actuating drive (14).
5. Ventiltrieb (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellnocken (20) an einem einen Rollenschlepphebel (26) antreibenden Zwischenhebel (22) angreift, dessen Drehpunkt durch Bewegen des Verstellnockens (20) verlagert wird. 5. Valve drive (10) according to claim 4, characterized in that the adjusting cam (20) on a roller rocker arm (26) driving Intermediate lever (22) attacks, the pivot point of which is displaced by moving the adjusting cam (20).
6. Ventiltrieb (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stelleinheit (12) den maximalen Ventilhub mehrerer Ventile (28) einstellt, insbesondere den maximalen Ventilhub eines Ventils (28) pro Zylinder (50) des Motors (48). 6. Valve drive (10) according to one of the preceding claims, characterized in that an adjusting unit (12) sets the maximum valve lift of several valves (28), in particular the maximum valve lift of a valve (28) per cylinder (50) of the engine (48) .
7. Ventiltrieb (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Steuerzeiten-Einstelleinheit (40) vorgesehen ist, die die Steuerzeiten der Ventile (28) unabhängig voneinander einstellt. 7. Valve train (10) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one control time setting unit (40) is provided which sets the control times of the valves (28) independently of one another.
8. Ventiltrieb (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Nockenwelle (44) vorgesehen ist, mit der die wenigstens eine Steuerzeiten-Einstelleinheit (40) zusammenwirkt, wobei die Steuerzeiten- Einstelleinheit (40) die relative Lage der Nockenwelle (44) verstellt, insbesondere relativ zu einer Kurbelwelle des Motors (48). 8. Valve train (10) according to claim 7, characterized in that at least one camshaft (44) is provided, with which the at least one timing adjustment unit (40) cooperates, the timing adjustment unit (40) determining the relative position of the camshaft ( 44) adjusted, in particular relative to a crankshaft of the engine (48).
9. Ventiltrieb (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerzeiten-Einstelleinheit (40) wenigstens einen Einsteilantrieb (42) mit variabler Nockenwellenspreizung umfasst. 9. Valve train (10) according to claim 7 or 8, characterized in that the timing adjustment unit (40) comprises at least one adjustment drive (42) with variable camshaft spread.
10. Ventiltrieb (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Nockenwellen (44) und zwei voneinander unabhängige Steuerzeiten-Einstelleinherten (40) mit jeweils einem Einsteliantrieb (42) zur variablen Nockenwellenspreizung vorgesehen sind, wobei eine erste Steuerzeiten-Einstelleinheit (40) und eine erste Nockenwelle (44) dem ersten Ventil (28) und eine zweite Steuerzeiten-Einstelleinheit (40) und eine zweite Nockenwelle (44) dem zweiten Ventil (28) zugeordnet sind, insbesondere wobei die Steuerzeiten-Einstelleinheiten (40) jeweils einer der beiden Stelleinheiten (12) zugeordnet sind. 10. Valve train (10) according to one of claims 7 to 9, characterized in that two camshafts (44) and two independent control timing adjustment units (40), each with an adjustment drive (42), are provided for variable camshaft spreading, with a first control timing -Setting unit (40) and a first camshaft (44) are assigned to the first valve (28) and a second timing setting unit (40) and a second camshaft (44) are assigned to the second valve (28), in particular wherein the timing setting units ( 40) are each assigned to one of the two actuating units (12).
11. Ventiltrieb (10) nach einem der Anspräche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (44) wenigstens einen, insbesondere gestuften, Schaltnocken aufweist. 11. Valve drive (10) according to one of claims 7 to 10, characterized in that the camshaft (44) has at least one, in particular stepped, switching cam.
12. Motorbaugruppe (46) mit einem Motor (48), wenigstens einem Zylinder (50) und wenigstens einem Ventiltrieb (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 12. Engine assembly (46) with an engine (48), at least one cylinder (50) and at least one valve train (10) according to one of the preceding claims.
13. Motorbaugruppe (46) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zylinder (50) vorgesehen sind, die jeweils wenigstens zwei Einlassund/oder zwei Auslassventile (128, 228) aufweisen, wobei jeder Zylinder (50) ein erstes Einläse- und/oder erstes Auslassventil (128, 228) und ein zweites Einlass- und/oder zweites Auslassventil (128, 228) hat, und wobei alle ersten Einlass- oder Auslassventile (128, 228) jeweils einer ersten Stelleinheit (12) der wenigstens zwei Stelleinheiten (12) und alle zweiten Einlass- oder Auslassventile (128, 228) jeweils einer zweiten Stelleinheit (12) der wenigstens zwei Stelleinheiten (12) zugeordnet sind, sodass die wenigstens zwei Stelleinheiten (12) die maximalen Ventilhube der Einlass- und/oder Auslassventile (128, 228) sämtlicher Zylinder (50) einstellen. 13. Engine assembly (46) according to claim 12, characterized in that a plurality of cylinders (50) are provided, each of which has at least two inlet and / or two outlet valves (128, 228), each cylinder (50) having a first inlet and / or or first outlet valve (128, 228) and a second inlet and/or second outlet valve (128, 228), and wherein all first inlet or outlet valves (128, 228) each have a first actuating unit (12) of the at least two actuating units ( 12) and all second inlet or outlet valves (128, 228) are each assigned to a second actuating unit (12) of the at least two actuating units (12), so that the at least two actuating units (12) the maximum valve lifts of the inlet and / or outlet valves ( 128, 228) of all cylinders (50).
1 . Motorbaugruppe (46) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zylinder (50) vorgesehen sind, die jeweils wenigstens zwei Einlassund/oder zwei Auslassventile (128, 228) aufweisen, wobei jeder Zylinder (50) ein erstes Einlass- und/oder erstes Auslassventil (128, 228) und ein zweites Einlass- und/oder zweites Auslassventil (128, 228) hat, und wobei die ersten Einlassventile (128) oder Auslassventile (228) der Zylinder (50) in wenigstens zwei Gruppen aufgeteilt sind und jeder Gruppe ein eigener Ventiltrieb (10) zugeordnet ist. 1 . Engine assembly (46) according to claim 2, characterized in that a plurality of cylinders (50) are provided, each having at least two inlet and / or two exhaust valves (128, 228), each cylinder (50) having a first inlet and / or first exhaust valve (128, 228) and a second intake and/or second exhaust valve (128, 228), and wherein the first intake valves (128) or exhaust valves (228) of the cylinders (50) are divided into at least two groups and each group a separate valve train (10) is assigned.
15. Motorbaugruppe (46) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Einlassventil (128) und/oder jedem Auslassventil (228) eines Zylinders (50) ein eigener Ventiltrieb (10) zugeordnet ist. 15. Engine assembly (46) according to claim 12, characterized in that each inlet valve (128) and / or each exhaust valve (228) of a cylinder (50) is assigned its own valve train (10).
16. Motorbaugruppe (46) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Ventiltriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 vorgesehen sind, wobei der erste Ventiltrieb (10) ein Einlassventiltrieb (110) ist, der Einlassventile (128) aufweist, und der zweite Ventiltrieb (10) ein Auslassventiltrieb (210) ist, der Auslassventile (228) aufweist. 16. Engine assembly (46) according to one of claims 12 to 15, characterized in that two valve trains (10) according to one of claims 1 to 11 are provided, wherein the first valve train (10) is an inlet valve train (110) which has inlet valves (128), and the second valve train (10) is an exhaust valve train (210) which has outlet valves (228).
17. Motorbaugruppe (46) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (52) vorgesehen ist, die zumindest die Stelleinheiten (12) ansteuert. 17. Motor assembly (46) according to one of claims 12 to 16, characterized in that a control unit (52) is provided which controls at least the actuating units (12).
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