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Title:
INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/004349
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an internal combustion engine having a working cylinder, at least one inlet valve and one outlet valve being assigned respectively to the working cylinder, and having at least one camshaft which by means of cams actuates in each case at least one inlet valve and one outlet valve, the camshaft being designed as a variable camshaft (18) having an adjuster (28) for adjusting the valve control times, and being characterised in that the relative positions of the cams controlling the inlet and outlet valves can be varied.

Inventors:
GROENENDIJK AXEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/002593
Publication Date:
January 10, 2013
Filing Date:
June 20, 2012
Export Citation:
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Assignee:
VOLKSWAGEN AG (DE)
GROENENDIJK AXEL (DE)
International Classes:
F02D13/02; F01L1/047; F01L1/053; F01L1/34
Foreign References:
GB2472054A2011-01-26
DE102006042912A12008-03-27
DE102006042912A12008-03-27
Attorney, Agent or Firm:
VOLKSWAGEN AG (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Brennkraftmaschine mit einem Arbeitszylinder, wobei dem Arbeitszylinder jeweils

mindestens ein Einlass- und ein Auslassventil zugeordnet sind, und mindestens einer Nockenwelle, die über Nocken zumindest jeweils ein Einlass- und ein Auslassventil betätigt, wobei die Nockenwelle als variable Nockenwelle (18) mit einem Versteller (28) zur Verstellung der Ventilsteuerzeiten ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativpositionen der die Einlass- und Auslassventile steuernden Nocken veränderbar ist.

2. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Nockenwelle eine als Hohlwelle ausgebildete Außenwelle (34) und eine innerhalb der Außenwelle (34) angeordnete Innenwelle (36) umfasst, wobei die Außen- (34) und die Innenwelle (36) jeweils zumindest einen der Nocken aufweist und wobei die Außen- (34) und Innenwelle (36) mittels des Verstellers (28) relativ zueinander verdrehbar sind.

3. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwelle (36) mittels des Verstellers (28) verdrehbar ist.

4. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Außen- (34) als auch die Innenwelle (36) mittels des Verstellers (28) verdrehbar sind.

5. Brennkraftmaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass dem Arbeitszylinder zwei Einlass- und zwei Auslassventile zugeordnet sind, wobei eine erste und eine zweite Nockenwelle jeweils ein Einlass- und ein Auslassventil betätigen, wobei die erste Nockenwelle als variable Nockenwelle (18) und die zweite Nockenwelle als feste Nockenwelle (16) ausgebildet ist.

6. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die feste

Nockenwelle (16) deaktivierbar ist.

7. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass

- in einem ersten Betriebsbereich (46) , der durch mittlere bis hohe Lasten und niedrige bis mittlere Drehzahlen der Brennkraftmaschine gekennzeichnet ist, die Steuerzeiten der von der variablen Nockenwelle (18) betätigten Einlass- und Auslassventile im Wesentlichen den Steuerzeiten der von der festen Nockenwelle (16) betätigten Einlass- und Auslassventile entsprechen; urid/oder

- in einem zweiten Betriebsbereich (48), der gegenüber dem ersten Betriebsbereich (46) durch höhere Drehzahlen der Brennkraftmaschine gekennzeichnet ist, die Steuerzeiten des von der variablen Nockenwelle (18) betätigten Einlassventils nach spät und des Auslassventils nach früh verstellt werden und/oder

- in einem dritten Betriebsbereich (50), der durch niedrige bis mittlere Lasten der

Brennkraftmaschine gekennzeichnet ist, die Steuerzeiten des von der variablen Nockenwelle (18) betätigten Auslassventils im Wesentlichen den Steuerzeiten des von der festen Nockenwelle (16) betätigten Auslassventils entsprechen und die

Steuerzeiten des von der variablen Nockenwelle (18) betätigten Einlassventils nach spät verstellt wird.

8. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 6, dadurch

gekennzeichnet, dass im Kaltlauf der Brennkraftmaschine die Steuerzeiten des von der variablen Nockenwelle (18) betätigten Einlassventils nach früh und des Auslassventils nach spät verstellt werden und die feste Nockenwelle (16) deaktiviert wird.

Description:
Beschreibung

Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Dieselbrennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen

Brennkraftmaschine, mit mindestens einem Arbeitszylinder, dem mindestens ein Einlass- und ein Auslassventil zugeordnet sind und in dem ein Hubkolben oszillierend zwischen einem oberen Totpunkt (OT) und einem unteren Totpunkt (UT) bewegt wird, wobei der Hubkolben abwechselnd mit einem Ladungswechselhub, der einen Ausstoßtakt sowie einen Ansaugtakt umfasst, und einem Arbeitshub, der einen Verdichtungstakt und einen Arbeitstakt umfasst, eine Kurbelwelle antreibt, wobei in Abhängigkeit von einem Kurbelwellenwinkel im

Ladungswechselhub des Hubkolbens die Einlass- und Auslassventile geöffnet und geschlossen werden. Die Einlass- und Auslassventile werden dabei von den Nocken einer sogenannten „gemischten" Nockenwelle betätigt.

Die Verwendung einer gemischten Nockenwelle ermöglicht, die Verdichtung in dem

Arbeitszylinder dadurch abzusenken, dass nach einem UT am Ende des Ladungswechselhubes der Schließzeitpunkt von zumindest einem Einlassventil soweit nach spät verschoben wird, dass ein Teil der zuvor im Ansaugtakt angesaugten Frischgasmenge im Verdichtungstakt durch dieses Einlassventil wieder ausgeschoben wird. Diese Art, eine Brennkraftmaschine zu betreiben, wird auch mit dem Begriff„Miller-Cycle" bezeichnet. Der positive Effekt des Miller- Cycles auf die NO x -Emission und Homogenisierbarkeit eines Diesel-Luft-Gemisches ist bekannt. Durch einen Betrieb der Brennkraftmaschine im Miller-Cycle verschlechtert sich jedoch grundsätzlich die Füllung des Arbeitszylinders. Dieser Nachteil kann aber über eine Aufladung des Frischgases durch beispielsweise einen Turbolader oder einen Kompressor kompensiert werden. Dabei wird beispielsweise der Ladedruck im Volumen zwischen dem Ausgang eines Turboladers und dem Einlass der Brennkraftmaschine so geregelt, dass der Ladedruck in jedem Miller-Betriebspunkt, d.h. in jedem Betriebspunkt, in dem der "Miller-Cycle" zur

Anwendung kommt, dem theoretischen Verdichtungsenddruck in den Arbeitszylindern der Brennkraftmaschine zum Zeitpunkt„Einlassventil schließt" entspricht. Für die Regelung, wahlweise auch Steuerung, kommen Druck- und/oder Temperatur- und/oder

Massenstromsensoren oder sinnvolle Kombisensoren der drei angesprochenen Sensortypen zum Einsatz.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Eine Dieselbrennkraftmaschine mit einer variablen Ventilsteuerung, die nach dem Miller-Cycle betrieben werden kann, ist aus der DE 10 2006 042 912 A1 bekannt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Brennkraftmaschine anzugeben. Insbesondere sollte sich die Brennkraftmaschine durch ein verbessertes Betriebsverhalten und/oder durch einen höheren Wirkungsgrad auszeichnen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine gemäß dem

unabhängigen Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden

Beschreibung der Erfindung.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass bei einer Brennkraftmaschine gemäß der DE 10 2006 042 912 A1 die Öffnungsdauer des mittels der variablen Nockenwelle verstellbaren Auslassventils gezwungenermaßen verkürzt sein muss (im Vergleich zu einer

Brennkraftmaschine mit festen Steuerzeiten), um bei einer Verstellung des Einlassventils nach spät eine Kollision des Kolben der Brennkraftmaschine mit dem Auslassventil, das

gezwungenermaßen gemeinsam mit dem Einlassventil nach spät verstellten wird, zu vermeiden. Dies kann insbesondere bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine bei hohen Drehzahlen und Lasten zu Spülungsproblemen führen, da die Gesamtöffnungsdauer der Auslassventile für eine ausreichende Spülung des Zylinders zu gering sein kann.

Dieser Nachteil soll erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, dass die variable

Nockenwelle so ausgebildet wird, dass eine Verstellung der Steuerzeiten des Einlassventils nicht zwangsweise eine entsprechende Verstellung der Steuerzeiten des Auslassventils bedingt.

Eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine weist demnach mindestens einen Arbeitszylinder, dem mindestens jeweils ein Einlass- und ein Äuslassventil zugeordnet sind, und mindestens eine Nockenwelle auf, die als sogenannte„gemischte Nockenwelle" ausgebildet ist; d.h. diese Nockenwelle betätigt sowohl mindestens ein Auslass- und ein Einlassventil. Weiterhin ist diese Nockenwelle als variable Nockenwelle ausgebildet, ,d.h. diese weist einen Versteller auf, über den die Ventilsteuerzeiten der Ein- und Auslassventile verstellbar sind. Die gattungsgemäße Brennkraftmaschine ist demnach erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass die

Relativposition der die Einlass- und Auslassventile steuernden Nocken veränderbar ist. . Durch ein Verstellen der Relativposition, die die Nocken auf dem Umfang der Nockenwelle zueinander einnehmen, besteht die Möglichkeit, die Steuerzeiten der von diesen Nocken betätigten Einlass- und Auslassventile (in Grenzen) zu entkoppeln und diese somit unabhängig voneinander zu verstellen. Dadurch kann ein gezielterer Einfluss auf die Steuerzeiten der einzelnen Ventile genommen werden, ohne dass es zu ungewollten Änderungen von

Steuerzeiten einzelner Ventile kommt. Im Ergebnis kann durch die erfindungsgemäße

Ausgestaltung einer Brennkraftmaschine die Steuerzeiten der einzelnen Ventile besser an den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepasst werden, woraus ein

verbessertes Betriebsverhalten und/oder ein höherer Wirkungsgrad resultieren kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann die Relativposition der die Einlass- und Auslassventile steuernden Nocken dadurch verändert werden, dass die Nockenwelle eine als Hohlwelle ausgebildete Außenwelle und eine innerhalb der Außenwelle angeordnete Innenwelle, die auch als Vollwelle ausgebildet sein kann, umfasst, wobei die Außen- und Innenwelle jeweils zumindest einen der Nocken (vorzugsweise fest angeordnet) aufweist und wobei die Außen- und die Innenwelle mittels des Verstellers relativ zueinander verdrehbar ist. Eine solche Nockenwelle ermöglicht eine Verstellung der

Relativposition der Nocken mit einem relativ geringen konstruktiven Aufwand.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann vorgesehen sein, dass mittels des Verstellers und der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der variablen

Nockenwelle eine Verstellung der Steuerzeiten von nur dem oder den Einlass- oder

Auslassventilen erfolgt und die Steuerzeiten des/der anderen Ventile nicht veränderbar sind. Bereits durch diese relativ einfache Weiterbildung kann der oben bezüglich der aus der

DE 10 2006 042 912 A1 bekannte Nachteil vermieden werden, indem beispielsweise nur die Steuerzeiten des/der Einlassventile nach spät verstellt werden, ohne gleichzeitig die

Steuerzeiten des/der Auslassventile zu verändern. Dadurch besteht keine Notwendigkeit mehr, die Öffnungsdauer eines von der variablen Nockenwelle gesteuerten Auslassventils gegenüber der Öffnungsdauer eines von einer festen Nockenwelle gesteuerten Auslassventils zu verkürzen.

Bei einer solchen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann

vorzugsweise vorgesehen, sein, dass die Verstellung der Steuerzeiten von nur dem Einlassoder Auslassventil dadurch erreicht wird, dass (nur) die Innenwelle mit dem damit verbundenen Nocken mittels des Verstellers verdreht wird. Dies kann gegenüber einer ebenfalls möglichen Ausgestaltung, bei der (nur) die Außenwelle mittels des Verstellers verdreht wird, den Vorteil haben, dass der Versteller kleiner dimensioniert wird, da die Anordnung der Innenwelle in der Außenwelle eine relativ reibungsarme Lagerung ermöglicht, die demnach nur ein entsprechend geringes Drehmoment für die Verdrehung erfordert.

Nun kann die die Verstellung der Steuerzeiten des Auslassventils aber auch - und trotz der damit bei der Brennkraftmaschine gemäß der DE 10 2006 042 912 A1 erforderlichen

Verkürzung der Öffnungsdauer - Vorteile bieten, denn durch die Überschneidung der

Steuerzeiten der von der variablen und einer festen Nockenwelle betätigten Auslassventile kann eine insgesamt verlängerte Öffnungsdauer für den Brennraum erreicht werden. Dies ermöglicht einen verbesserten Ladungswechsel in dem Arbeitszylinder.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ermöglicht nun, diesen Vorteil der Überschneidung der Ventilsteuerzeiten auch ohne den Nachteil der verkürzten Öffnungsdauer des von der variablen Nockenwelle betätigten

Auslassventils zu erreichen. Diese Ausführungsform sieht nämlich vor, dass sowohl die Außenais auch die Innenwelle der variablen Nockenwelle mittels des Verstellers verdrehbar sind, und zwar unabhängig voneinander oder zumindest ohne eine Kopplung derart, dass beide in der gleiche Richtung verdreht werden.

Diese Ausgestaltung wird besonders bevorzugt mit einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kombiniert, bei der dem Arbeitszylinder (mindestens) zwei Einlass- und (mindestens) zwei Auslassventile zugeordnet sind, wobei (mindestens) zwei Nockenwellen vorgesehen sind, von denen jede als gemischte Nockenwelle ausgebildet ist, d.h. jede der Nockenwellen betätigt jeweils mindestens ein Einlass- und ein Auslassventil.

Konkret ermöglicht diese besonders bevorzugte Ausführungsform in einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine die Steuerzeiten des Einlassventils der variablen Nockenwelle nach spät und diejenigen des Auslassventils der variablen Nockenwelle nach früh zu verstellen. Dadurch können die Vorteile eines späten Einlassschlusses, insbesondere in einem Miller-Cycle mit einer Ventilüberschneidung der Auslassventile kombiniert werden, ohne auf Seiten der variablen Nockenwelle eine verkürzte Öffnungsdauer des Auslassventils in Kauf nehmen zu müssen.

Eine solche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ermöglicht deren Betrieb gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem vorgesehen ist, in einem ersten Betriebsbereich, der insbesondere durch mittlere bis hohe Lasten und niedrige bis mittlere Drehzahlen der Brennkraftmaschine gekennzeichnet ist, die Steuerzeiten der von der variablen Nockenwelle betätigten Einlass- und Auslassventile im Wesentlichen den Steuerzeiten der von der festen Nockenwelle betätigten Einlass- und Auslassventile entsprechen zu lassen und/oder in einem zweiten Betriebsbereich, der gegenüber dem ersten Betriebsbereich durch höhere Drehzahlen (bei den jeweiligen Lasten) der Brennkraftmaschine gekennzeichnet ist, die Steuerzeiten des von der variablen Nockenwelle betätigten Einlassventils nach früh und des Auslassventils nach spät zu verstellen. Dadurch kann in den verschiedenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine das Betriebsverhalten und/oder der Wirkungsgrad verbessert werden. Weiterhin kann in einem dritten Betriebsbereich, der durch niedrige bis mittlere Lasten der Brennkraftmaschine gekennzeichnet ist, die Steuerzeiten des von der variablen Nockenwelle betätigten Auslassventils im Wesentlichen den Steuerzeiten des von der festen Nockenwelle betätigten Auslassventils entsprechen und die Steuerzeiten des von der variablen Nockenwelle (18) betätigten Einlassventils nach spät verstellt werden

Vorzugsweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass in einem vierten Betriebsbereich, der durch einen Kaltlauf der Brennkraftmaschine gekennzeichnet ist (d.h. die Brennkraftmaschine hat noch nicht ihre(n) Betriebstemperatur(bereich) erreicht), die Steuerzeiten des von variablen Nockenwelle betätigten Einlassventils nach früh und des Auslassventils nach spät verstellt werden und die feste Nockenwelle deaktiviert wird (d.h. die von dieser„normalerweise" betätigten Ventile bleiben geschlossen). Dieser vierte Betriebsbereich der Brennkraftmaschine ist vorzugsweise (lediglich) bei sehr niedrigen bis mittleren Drehzahlen und bei sehr niedrigen bis niedrigen Lasten vorgesehen.

Eine entsprechende erfindungsgemäße Brennkraftmaschine ist durch die Möglichkeit gekennzeichnet, die feste Nockenwelle deaktivieren zu können. Dies kann gemäß beliebiger, aus dem Stand der Technik bekannter Ausgestaltungen erfolgen. Beispielsweise kann eine Abkoppelung der gesamten Nockenwelle vorgesehen sein oder es erfolgt eine Deaktivierung von einzelnen oder allen Kipphebeln oder Hydrostößeln, über die die Ventile von den Nocken der Nockenwelle betätigt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten

Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 : eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer

Aufsicht;

Fig. 2: eine schematische Darstellung der Nockenwellenanordnung bei der

Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1 ; Fig. 3: eine graphische Darstellung der Ventilbewegungen der Einlass- und Auslassventile der Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1 und 2 in einer ersten Verstellposition der variablen Nockenwelle;

Fig. 4: eine graphische Darstellung der Ventilbewegungen der Einlass- und Auslassventile in einer zweiten Verstellposition der variablen Nockenwelle;

Fig. 5: eine graphische Darstellung der Ventilbewegungen der Einlass- und Auslassventile in einer dritten Verstellposition der variablen Nockenwelle;

Fig. 6: eine graphische Darstellung der Ventilbewegungen der Einlass- und Auslassventile in einer vierten Verstellposition der variablen Nockenwelle; und

Fig. 7: eine Zuordnung der Verstellpositionen gemäß Fig. 3 bis 6 in einem Betriebskennfeld der Brennkraftmaschine.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine umfasst einen Zylinderkopf 10, in den nicht näher dargestellte Arbeitszylinder integriert sind, in denen sich jeweils ein Hubkolben (nicht dargestellt) oszillierend zwischen einem oberen

Totpunkt (OT) und einem unteren Totpunkt (UT) bewegt. Der Zylinderkopf 10 umfasst eine Auslassseite 12, an der Abgase aus den Arbeitszylindern abgeführt werden, und eine

Einlassseite 14, an der den Arbeitszylindern Frischgas zugeführt wird.

Jedem Arbeitszylinder sind zwei Einlassventile (nicht dargestellt) und zwei Auslassventile (nicht dargestellt) zugeordnet, wobei eine feste Nockenwelle 16 und eine variable Nockenwelle 18 vorgesehen sind. Die feste Nockwelle 16 trägt Einlassnocken 20, die jeweils ein Einlassventil betätigen, und Auslassnocken 22, die jeweils ein Auslassventil betätigen. Ebenso trägt die variable Nockenwelle 18 Einlassnocken 24, die jeweils ein Einlassventil betätigen, und

Auslassnocken 26, die jeweils ein Auslassventil betätigen. Auf beiden Nockenwellen 16, 18 wechseln sich (in Längsrichtung gesehen) jeweils Einlassnocken 20, 24 und Auslassnocken 22, 26 ab. Auf diese Weise werden die beiden Einlassventile und Auslassventile eines jeden Arbeitszylinders von verschiedenen Nockenwellen 16, 18 betätigt. Somit ist jede der

Nockenwellen 16, 18 eine sogenannte gemischte Nockenwelle, d.h. jede Nockenwelle 16, 18 betätigt sowohl Einlass- als auch Auslassventile über entsprechende Einlassnocken 20, 24 bzw. Auslassnocken 22, 26.

Die Steuerzeiten der der festen Nockenwelle 16 zugeordneten Einlass- und Auslassventile sind unveränderbar festgelegt. An der variablen Nockenwelle 18 ist ein Versteller 28 angeordnet, über den die Steuerzeiten der dieser zugeordneten Einlass- und Auslassventile verändert werden können, indem die zweite Nockenwelle 18 durch den Versteller 28 verdreht wird. Die feste Nockenwelle 16 wird bei 30 von einer nicht dargestellten Kurbelwelle der

Brennkraftmaschine angetrieben. Die feste Nockenwelle 16 treibt dann ihrerseits über

Zahnräder 32 die variable Nockenwelle 18 an.

Die variable Nockenwelle 18 ist erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass diese die

Steuerzeiten der von ihr betätigten Ein- und Auslassventile getrennt voneinander verändern kann. Hierzu umfasst die variable Nockenwelle 18 eine als Hohlwelle ausgebildete Außenwelle 34 und eine als Vollwelle ausgebildete Innenwelle 36 (vgl. Fig. 2). Dabei ist die Innenwelle 36 mit insgesamt vier Einlassnocken 20 versehen, die das entsprechende Einlassventil jedes der Arbeitszylinder betätigen. Die Einlassnocken sind dabei jeweils in einer länglichen, in

Umfangsrichtung ausgerichteten Öffnung der Außenwelle 34 geführt, um eine

Relatiwerdrehung der Außen- 34 zur Innenwelle 36 zu ermöglichen. Die Außenwelle 34 trägt vier Auslassnocken 22, die die ihr zugeordneten Auslassventile betätigen. Der Versteller 28 ist als doppelt wirkender Versteller ausgebildet, wie dies in der Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Dieser ermöglicht, die Innen- 36 und die Außenwelle 34 unabhängig voneinander um einen definierten Winkelbereich gegenüber der durch die Koppelung über die Zahnräder 32 festgelegten (rotatorischen) Relativposition der beiden Nockenwellen 16, 18 zu verstellen. Dabei ist vorgesehen, die die entsprechenden Einlassventile betätigende Innenwelle 36 um einen Verstellwinkel von beispielsweise maximal 50° und die die jeweiligen Auslassventile betätigende Außenwelle 34 um einen Verstellwinkel von maximal -30° gegenüber einer Ausgangsposition (relativ zu der festen Nockenwelle 16) zu verdrehen.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen verschiedene Verstellpositionen für die erfindungsgemäße

Brennkraftmaschine gemäß den Fig. 1 und 2. Dabei ist jeweils auf der horizontalen Achse ein Kurbelwellenwinkel (in °KW) und auf der vertikalen Achse eine Hubbewegung (in mm) aufgetragen. Ein erster Graph 38 veranschaulicht die Hubbewegung über dem

Kurbelwellenwinkel für diejenigen Auslassventile, die von den Auslassnocken 22 der festen Nockenwelle 16 gesteuert werden. Ein zweiter Graph 40 (gestrichelt) veranschaulicht die Hubbewegung über dem Kurbelwellenwinkel für diejenigen Auslassventile, die von den Auslassnocken 26 der variablen Nockenwelle 18 gesteuert werden. Ein dritter Graph 42 veranschaulicht die Hubbewegung über dem Kurbelwellenwinkel für diejenigen Einlassventile, die von den Einlassnocken 20 der festen Nockenwelle 16 gesteuert werden und ein vierter Graph 44 (gestrichelt) veranschaulicht die Hubbewegung über dem Kurbelwellenwinkel für diejenigen Einlassventile, die von den Einlassnocken 24 der variablen Nockenwelle 18 gesteuert werden. In der Fig. 3 ist eine Verstellposition der variablen Nockenwelle 18 mit einem Verstellwinkel für die Außen- 34 und Innenwelle 36 von jeweils 0°KW dargestellt, d.h. die Nockenwellen 16, 18 gelten als nicht gegeneinander verdreht. In dieser Verstellposition öffnen und schließen die von den beiden Nockenwellen 16, 18 betätigten Einlass- und Auslassventile annähernd gleichzeitig und weisen demnach auch eine nahezu identische Öffnungsdauer auf. Zudem ist die

Nockenform der einzelnen Nocken derart, dass sich für alle Ventile ein (annähernd) gleicher Maximalhub ergibt (der in den Fig. 3 bis 6 dargestellte, geringfügige Unterschied der

Hubbewegungen der Einlass- und Auslassventile dient lediglich der besseren Übersichtlichkeit).

Die in der Fig. 3 dargestellte Verstellposition kann beispielsweise für den Betrieb der

Brennkraftmaschine in einem ersten Betriebsbereich 46 vorgesehen sein, der durch niedrige bis hohe Lasten und niedrige bis mittlere Drehzahlen gekennzeichnet ist. Dies ist in der Fig. 7 dargestellt, die ein Betriebskennfeld (Last M über der Drehzahl n) der Brennkraftmaschine zeigt.

In der Fig. 4 ist eine Verstellposition der variablen Nockenwelle 18 dargestellt, bei der die die Auslassventile steuernde Außenwelle 34 so verdreht ist, dass sich eine Verschiebung der Steuerzeiten der von dieser betätigten Auslassventile nach früh ergibt, und die die

Einlassventile steuernde Innenwelle 36 so verdreht ist, dass sich eine Verschiebung der Steuerzeiten der von dieser betätigten Einlassventile nach spät ergibt. Dabei ist vorgesehen, die Einlassventile mit kleinen bis mittleren Werten (bezogen auf die maximal möglichen Werte) nach spät zu verstellen.

Die in der Fig. 4 dargestellte Verstellposition kann beispielsweise für den Betrieb der

Brennkraftmaschine in einem zweiten Betriebsbereich 48 vorgesehen sein, der durch mittlere bis hohe Lasten und mittlere bis hohe Drehzahlen gekennzeichnet ist (vgl. Fig. 7).

In der Fig. 5 ist eine Verstellposition der variablen Nockenwelle 18 dargestellt, bei der die die Auslassventile steuernde Außenwelle 34 einen Verstellwinkel von 0° aufweist, während die die Einlassventile steuernde Innenwelle 36 so verdreht ist, dass sich eine Verschiebung der Steuerzeiten der von dieser betätigten Einlassventile nach spät ergibt. Dabei ist vorgesehen, die Einlassventile mit mittleren bis maximalen Werten nach spät zu verstellen.

Die in der Fig. 5 dargestellte Verstellposition kann beispielsweise für den Betrieb der

Brennkraftmaschine in einem dritten Betriebsbereich 50 vorgesehen sein, der die gesamten restlichen, nicht von dem ersten 46 und zweiten Betriebsbereich 48 abgedeckten

Betriebszustände der Brennkraftmaschine, abdeckt (vgl. Fig. 7). In der Fig. 6 ist eine weitere Betriebsart der Brennkraftmaschine dargestellt, die lediglich im Kaltlauf der Brennkraftmaschine, d.h. wenn diese noch nicht Ihre Betriebstemperatur erreicht hat, gewählt wird. Für diese Betriebsart der Brennkraftmaschine ist ein vierter Betriebsbereich 52 vorgesehen, der in einem Teilbereich des ersten 46 und dritten 50 Betriebsbereichs liegt. In diesem vierten Betriebsbereich 52 erfolgt eine Verstellung der von der variablen Nockenwelle verstellbaren Ein- und Auslassventile entsprechend derjenigen, die für den zweiten

Betriebsbereich 48 vorgesehen ist. Zusätzlich erfolgt eine Abschaltung der von der festen Nockenwelle 16 gesteuerten Ventile (gekennzeichnet durch einen durchkreuzten Ventilweg für die Ventile; vgl. Fig. 7).

Bezugszeichenliste

Zylinderkopf

Auslassseite

Einlassseite

feste Nockenwelle

variable Nockenwelle

Einlassnocken der festen Nockenwelle

Auslassnocken der variablen Nockenwelle

Einlassnocken der festen Nockenwelle

Auslassnocken der variablen Nockenwelle

Versteller

Antrieb

Zahnrad

Außenwelle

Innenwelle

Hubbewegung: festes Auslassventil

Hubbewegung: variables Auslassventil

Hubbewegung: festes Einlassventil

Hubbewegung: variables Einlassventil

erster Betriebsbereich

zweiter Betriebsbereich

dritter Betriebsbereich

vierter Betriebsbereich