EP1120548A2 - Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen mit einem mit Gasfedern ausgerüsteten elektro-magnetischen Aktor - Google Patents

Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen mit einem mit Gasfedern ausgerüsteten elektro-magnetischen Aktor Download PDF

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EP
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internal combustion
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Hans-Jörg Steffens
Frank Meissner
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means

Definitions

  • the invention relates to a preamble of claim 1
  • Valve control for internal combustion engines with one equipped with gas springs electro-magnetic actuator in which one with a gas exchange valve in drive connection standing anchor between a closing magnet and an opening magnet is arranged to oscillate against restoring forces of the gas springs, the gas springs separated from each other by means of the armature from a chargeable Store a gas metered via controllable valves and from the gas springs Gas is drained via controllable drain valves.
  • Such a valve control is known for example from US 5,611,303, the interaction of metering valves and drain valves with regard to a stroke adjustable actuator is tuned. This configuration also requires Formation of the gas springs in a tube arranged as a piston, the center of an anchor section is divided.
  • the invention has for its object to the generic valve control simple design so that variable spring characteristics in connection with controlled stroke damping can be achieved.
  • the electro-magnetic actuator according to the invention with a pressure-controlled actuator Armature or separating piston with deenergized closing magnet and opening magnet
  • the Separating piston or armature pressure-controlled when the internal combustion engine is switched off The closed position of the gas exchange valve is arranged, the on the closing magnet struck separating piston or armature by means of permanent magnets on Closing magnet is held.
  • the invention is based on an embodiment shown schematically in the drawing described.
  • a valve controller 1 for an internal combustion engine includes one Actuator 2 with gas springs 3, 4, one with a gas exchange valve 5 in drive connection standing armature 6 between a closing magnet 7 and a Opening magnets 8 are arranged oscillating against restoring forces of the gas springs 3, 4 is.
  • the gas springs 3 and 4 are from a rechargeable memory 9 Lines 9 'and 9 "each meter a gas via controllable valves 10. Furthermore, gas can be released from the gas springs 3 and 4 via controllable drain valves 11.
  • the Armature 6 as a tightly slidably arranged in a cylinder 12 of the actuator 2
  • Separating piston 13 is formed between the two gas springs 3 and 4 and that the Metering valves 10 and the drain valves 11 depending on the load ranges of the Internal combustion engine controlled to adjust adjusted spring characteristics, the drain valves 11 additionally controlling a damped stop the separating piston 13 and the armature 12 against the closing magnet 7 and against serve the opening magnets.
  • Actuator 2 of armature 6 even when the closing magnet and opening magnet are not energized be operated under pressure control.
  • Control of the actuator 2 can be used so that the separating piston 13 or armature 12 when switching off the internal combustion engine pressure-controlled in the closed position of the Gas exchange valve 5 is arranged, the struck on the closing magnet 7 Separating piston 13 is held on the closing magnet 7 by means of a permanent magnet 14 is.

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Abstract

Für eine Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen mit einem mit Gasfedern ausgerüsteten elektro-magnetischen Aktor, bei dem ein Anker gegen die Gasfedern zwischen einem Schließmagneten und einem Öffnungsmagneten oszillierend angeordnet ist, wird vorgeschlagen, dass der Anker als ein in einem Zylinder des Aktors gleitbeweglich dicht angeordneter Trennkolben zwischen beiden Gasfedern ausgebildet ist und dass den Gasfedern zugeordnete Zumess-Ventile und Ablass-Ventile in Abhängigkeit von Lastbereichen der Brennkraftmaschine gesteuert der Einstellung angepasster Federkennlinien dienen, wobei die Ablass-Ventile zusätzlich der Steuerung eines gedämpften Anschlages des Trennkolbens bzw. des Ankers gegen den Schließmagneten und gegen den Öffnungsmagneten dienen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen mit einem mit Gasfedern ausgerüsteten elektro-magnetischen Aktor, bei dem ein mit einem Gaswechselventil in Antriebsverbindung stehender Anker zwischen einem Schließmagneten und einem Öffnungsmagneten gegen Rückstellkräfte der Gasfedern oszillierend angeordnet ist, wobei den mittels des Ankers voneinander getrennten Gasfedern aus einem aufladbaren Speicher ein Gas über ansteuerbare Ventile zugemessen und aus den Gasfedern über ansteuerbare Ablass-Ventile Gas abgelassen ist.
Eine derartige Ventilsteuerung ist beispielsweise aus der US 5,611,303 bekannt, wobei das Zusammenspiel von Zumess-Ventilen und Ablass-Ventilen im Hinblick auf eine hubverstellbaren Aktor abgestimmt ist. Diese Ausgestaltung bedingt ferner die Ausbildung der Gasfedern in einem als Kolben angeordneten Rohr, das mittig von einem Ankerabschnitt unterteilt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Ventilsteuerung bei einfachem Aufbau so zu gestalten, dass variable Federkennlinien in Verbindung mit einer gesteuerten Anschlagdämpfung erzielbar sind.
Diese Aufgabe ist mit dem Patenanspruch 1 dadurch gelöst, dass der Anker als ein in einem Zylinder des Aktors gleitbeweglich dicht angeordneter Trennkolben zwischen beiden Gasfedern ausgebildet ist, und dass die Zumess-Ventile und die Ablass-Ventile in Abhängigkeit von Lastbereichen der Brennkraftmaschine gesteuert der Einstellung angepasster Federkennlinien dienen, wobei die Ablass-Ventile zusätzlich der Steuerung eines gedämpften Anschlages des Trennkolbens bzw. des Ankers gegen den Schließmagneten und gegen den Öffnungsmagneten dienen.
Mit der Erfindung sind in vorteilhafter Weise bei einfachem Aufbau in Abhängigkeit von Lastbereichen der Brennkraftmaschine variabel angepasste Federkennlinien erzielbar, wobei zusätzlich unabhängig von der jeweiligen Federkennlinie eine gesteuerte Anschlagdämpfung erreicht ist.
Mit dem erfindungsgemäßen elektro-magnetischen Aktor mit druckgesteuert betätigbarem Anker bzw. Trennkolben bei unbestromtem Schließmagnet und Öffnungsmagnet ergibt sich in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ferner, dass der Trennkolben bzw. Anker beim Abstellen der Brennkraftmaschine druckgesteuert in Schließstellung des Gaswechselventils angeordnet ist, wobei der am Schließmagneten angeschlagene Trennkolben bzw. Anker mittels Dauermagnete am Schließmagneten gehalten ist.
Mit der Erfindung sind in vorteilhafter Weise bei abgestellter Brennkraftmaschine offenstehende Gaswechselventile vermieden, so dass die Brennkraftmaschine aufgrund der geschlossenen Gaswechselventile die bekannte Bremswirkung aufweist.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Eine Ventilsteuerung 1 für eine nicht gezeigte Brennkraftmaschine umfasst einen Aktor 2 mit Gasfedern 3, 4, wobei ein mit einem Gaswechselventil 5 in Antriebsverbindung stehender Anker 6 zwischen einem Schließmagneten 7 und einem Öffnungsmagneten 8 gegen Rückstellkräfte der Gasfedern 3, 4 oszillierend angeordnet ist. Den Gasfedern 3 und 4 ist aus einem aufladbaren Speicher 9 über Leitungen 9' und 9" jeweils ein Gas über ansteuerbare Ventile 10 zugemessen. Weiter ist über ansteuerbare Ablass-Ventile 11 Gas aus den Gasfedern 3 und 4 abgelassen.
Zur Erzielung variabler Federkennlinien in Verbindung mit einer gesteuerten Anschlagdämpfung wird bei einfachem Aufbau des Aktors 2 vorgeschlagen, dass der Anker 6 als ein in einem Zylinder 12 des Aktors 2 gleitbeweglich dicht angeordneter Trennkolben 13 zwischen beiden Gasfedern 3 und 4 ausgebildet ist und dass die Zumess-Ventile 10 und die Ablass-Ventile 11 in Abhängigkeit von Lastbereichen der Brennkraftmaschine gesteuert der Einstellung angepasster Federkennlinien dienen, wobei die Ablass-Ventile 11 zusätzlich der Steuerung eines gedämpften Anschlages des Trennkolbens 13 bzw. des Ankers 12 gegen den Schließmagneten 7 und gegen den Öffnungsmagneten dienen.
Wie aus der DE 197 33 186 A1 per se bekannt, kann auch beim erfindungsgemäßen Aktor 2 der Anker 6 auch bei nicht bestromten Schließmagnet und Öffnungsmagnet druckgesteuert betätigt werden. Dies kann für eine vorteilhafte Steuerung des Aktors 2 dahin genutzt werden, dass der Trennkolben 13 bzw. Anker 12 beim Abstellen der Brennkraftmaschine druckgesteuert in Schließstellung des Gaswechselventils 5 angeordnet ist, wobei der am Schließmagneten 7 angeschlagene Trennkolben 13 mittels eines Dauermagneten 14 am Schließmagneten 7 gehalten ist.
Damit können in vorteilhafter Weise bei abgestellter Brennkraftmaschine sämtliche Gaswechselventile in Schließstellung gebracht werden mit dem weiteren Vorteil der Erzielung einer Bremswirkung der Brennkraftmaschine für ein Fahrzeug.

Claims (2)

  1. Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen mit einem mit Gasfedern ausgerüsteten elektro-magnetischen Aktor,
    bei dem ein mit einem Gaswechselventil (5) in Antriebsverbindung stehender Anker (6) zwischen einem Schließmagneten (7) und einem Öffnungsmagneten (8) gegen Rückstellkräfte der Gasfedern (3, 4) oszillierend angeordnet ist, wobei
    den mittels des Ankers (6) voneinander getrennten Gasfedern (3, 4) aus einem aufladbaren Speicher (9) ein Gas über ansteuerbare Ventile (10) zugemessen und
    aus den Gasfedern (3, 4) über ansteuerbare Ablass-Ventile (11) Gas abgelassen ist,
       dadurch gekennzeichnet,
    dass der Anker (6) als ein in einem Zylinder (12) des Aktors (2) gleitbeweglich dicht angeordneter Trennkolben (13) zwischen beiden Gasfedern (3, 4) ausgebildet ist, und
    dass die Zumess-Ventile (10) und die Ablass-Ventile (11) in Abhängigkeit von Lastbereichen der Brennkraftmaschine gesteuert der Einstellung angepasster Federkennlinien dienen, wobei
    die Ablass-Ventile (11) zusätzlich der Steuerung eines gedämpften Anschlages des Trennkolbens (13) bzw. des Ankers (12) gegen den Schließmagneten (7) und gegen den Öffnungsmagneten (8) dienen.
  2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Trennkolben (13) bzw. Anker (12) beim Abstellen der Brennkraftmaschine druckgesteuert in Schließstellung des Gaswechselventils (5) angeordnet ist, wobei
    der am Schließmagneten (7) angeschlagene Trennkolben (13) mittels eines Dauermagneten (14) am Schließmagneten (7) gehalten ist.
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