DE102004048288A1 - Variabler Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb mit einer Einrichtung, die zu einem betriebsartabhängigen Sekundärhub eines Gaswechselventils (5) für ein Abgasrücksaugen dient. Dieses steht mit einem von einem Nocken (6) beaufschlagten und auf einem hydraulischen Ventilspielausgleichselement (4) abstützbar gelagerten Nockenfolger (2) in Wirkverbindung. Das Ventilspielausgleichselement (4) ist mit einem Hydraulikmittelzulaufpfad (12) und mit einem durch Absperrmittel (14) verschließbaren Hydraulikmittelablaufpfad (15) verbunden, wobei ein Hochdruckraum (16) des Ventilspielausgleichselements (4) über eine Durchgangsöffnung (22) mit dem Hydraulikmittelablaufpfad (15) in Verbindung steht. Der Nocken (6) hat relativ zu einem Grundkreis (8) eine Nockenerhebung (9) zur Erzeugung eines Primärhubs des Gaswechselventils (5) sowie eine Nockeneinformung (10), in die der Nockenfolger (2) bei hydraulischer Längung des Hochdruckraums (16) eintaucht. In einer Betriebsart der Brennkraftmaschine erfolgen der Primärhub und der Sekundärhub, sobald der Nockenfolger (2) aus der Nockeneinformung (10) auf den Grundkreis (8) austaucht.

Description

• Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Einrichtung, die zu einem betriebsartabhängigen Sekundärhub wenigstens eines Gaswechselventils für ein internes Abgasrücksaugen dient. Ein derartig ausgebildeter Ventiltrieb bildet vorzugsweise die mechanische Grundlage zur Umsetzung von homogenen Selbstzündungsbrennverfahren.
• Hintergrund der Erfindung
• Ein Ventiltrieb mit einem betriebsartabhängigen Sekundärhub des Gaswechselventils ist bereits für eine Einrichtung vorgeschlagen, die als Motorbremse bei luftverdichtenden Brennkraftmaschinen dienen soll. Motorbremsen werden als sicherheitsrelevante Ergänzung zur Betriebsbremse üblicherweise als Dauerbremse bei Nutzfahrzeugen eingesetzt und basieren auf dem Prinzip, dass das Schleppmoment der sich im Schubbetrieb befindlichen und nicht befeuerten Brennkraftmaschine durch Erhöhung der Ladungswechselarbeit erheblich gesteigert werden kann und das Fahrzeug dadurch abgebremst wird. Hierzu wird das Auslassventil während der Verdichtungsphase nochmals geöffnet, so dass die Zylinderladung nicht gasfederartig komprimiert, sondern unter Aufbringung von Ausschiebearbeit in den Auslasskanal geschoben wird. So ist in der DE 40 07 287 A1 eine Motorbremse beschrieben, bei der ein Rollenstößel einen Nocken abgreift, der neben einer konventionellen Nockenerhebung sowie einem Grundkreis eine Nockeneinformung aufweist, die sich -in Nockendrehrichtung betrachtet- an die Nockenerhebung anschließt. Der Rollenstößel ist über ein integriertes hydraulisches Ventilspielausgleichselement hinaus hydraulisch verlängerbar, indem er eine Kammer aufweist, die sich mit Hydraulikmittel füllt, während der Rollenstößel die Nockeneinformung durchfährt. Der Zu- und Abfluss von Hydraulikmittel zu bzw. aus der Kammer wird über ein Hydraulikventil gesteuert, welches bei aktivierter Motorbremse in der Phase, in der der Nockenfolger aus der Nockeneinformung auf den Grundkreis austaucht, geschlossen ist. In diesem Fall erzeugt der Rollenstößel einen zusätzlichen Hub während der Verdichtungsphase. Im befeuerten Betrieb der Brennkraftmaschine kann sich die Kammer hingegen über das dann offene Hydraulikventil wieder leeren, so dass sich der Rollenstößel beim Ausfahren aus der Nockeneinformung wieder auf seine ursprüngliche Länge verkürzt und keinen zusätzlichen Hub am Auslassventil erzeugt.
• Nachteilig am Rollenstößel der vorgenannten Schrift ist dessen aufwändiger Aufbau, da ein Innengehäuse, das den Kolben des hydraulischen Ventilspielausgleichselements in einer hohlzylindrischen Ausnehmung führt, auch an seinem Außenumfang hochpräzise bearbeitet werden muss, um die Kammer leckspaltartig zur Umgebung abzudichten.
• Aufgabe der Erfindung
• Gegenüber dem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb zu schaffen, der ein internes Rücksaugen von Abgas in ausreichender Menge und mit ausreichend genauer und vollvariabel einstellbarer Dosierung ermöglicht, um insbesondere eine Brennkraftmaschine mit so genannter homogener Selbstzündung zu betreiben. Der Ventiltrieb soll überdies einfach und somit kostengünstig herstellbar ist.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein kostengünstig herzustellender Ventiltrieb, der zur Abgasrücksaugung dient. Dies ist insbesondere die Voraussetzung für einen Betrieb der Brennkraftmaschine bei homogener und sich selbst zündender Ladung. Ein derartiges, auch als HCCI-Verfahren (Homogenous Charge Compression Ignition) bezeichnetes Brennverfahren ist sowohl bei selbst gezündeten Diesel-Brennkraftmaschinen als auch bei fremd gezündeten Otto-Brennkraftmaschinen zumindest im Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine hauptsächlich zum Zweck der Emissionsreduzierung einsetzbar. Der durch Brennbeginn, -schwerpunkt und -dauer, maximalen Zylinderdruckanstieg sowie Spitzendruck gekennzeichnete Verbrennungsablauf wird beim HCCI-Verfahren im Wesentlichen durch Steuerung der Ladungszusammensetzung und des Ladungstemperaturverlaufs festgelegt. Es zeigt sich, dass bei diesem Brennverfahren eine hohe Ladungstemperatur zur Steuerung des Zündzeitpunktes erwünscht ist. Ein sehr wirksames Mittel zur Erhöhung der Ladungstemperatur ist die Erhöhung des Restgasgehalts, d.h. die Erhöhung des Gehalts an nicht ausgespültem oder ausgespültem und in den Zylinder wieder rückgeführten Abgas des vorhergehenden Verbrennungszyklus in der Zylinderladung für den nächsten Verbrennungszyklus. Dabei muss der Restgasgehalt auf den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine vollvariabel angepasst werden können, wobei Restgasmengen von 60% der Zylinderladung und mehr erforderlich sein können. Restgasanteile können in dieser Höhe nicht mehr über eine interne Abgasrückführung durch konventionelle Ventilüberschneidung oder über eine Einrichtung zur externen Abgasrückführung bereitgestellt werden. Überdies reagiert das HCCI-Verfahren mit unakzeptablen Verbrennungsabläufen äußerst sensibel auf Änderungen der Ladungseigenschaften, so dass neben der Bereitstellung von Restgas in der benötigten Menge ebenfalls eine verbrennungszyklustreue, hochpräzise und zylinderindividuelle Dosierung des Restgasanteils erforderlich ist.
• Durch die erfindungsgemäßen Merkmale liegt ein variabler Ventiltrieb mit wenigstens einem Einlass- und wenigstens einem Auslassventil vor, von denen zumindest ein Gaswechselventil mit einem von wenigstens einem Nocken beaufschlagten Nockenfolger in Wirkverbindung steht. Dies schließt somit auch einen Ventiltrieb ein, bei dem der Nockenfolger durch Koppelmittel umschaltbar ausgebildet ist und Hübe mehrerer Nocken in Abhängigkeit von seinem Koppelzustand selektiv auf das Gaswechselventil überträgt. Aber auch Ventiltriebe, die den Hub des Gaswechselventil mittels einem Nocken und weiteren Verstellelementen kontinuierlich variieren, sollen im Schutzumfang eingeschlossen sein.
• Der Nockenfolger ist auf einem hydraulischen Ventilspielausgleichselement abstützbar gelagert, wobei dieses mit einem Hydraulikmittelzulaufpfad sowie mit einem durch Absperrmittel verschließbaren Hydraulikmittelablaufpfad verbunden ist. Ein Hochdruckraum des Ventilspielausgleichselements, welcher durch eine innere Mantelfläche und eine innere Stirnseite eines hohlzylindrischen Gehäuses sowie einer Stirnseite eines im Gehäuse längsbeweglich geführten Kolbens begrenzt ist, steht über eine im Gehäuse befindliche Durchgangsöffnung mit dem Hydraulikmittelablaufpfad in Verbindung. Der Nocken hat relativ zu einem Grundkreis eine Nockenerhebung und eine Nockeneinformung, wobei die Nockenerhebung außerhalb des Grundkreises liegt und einen Primärhub des Gaswechselventils erzeugt und die Nockeneinformung innerhalb des Grundkreises liegt, in die der Nockenfolger bei hydraulischer Längung des Hochdruckraums eintaucht.
• In einer Betriebsart, in der die Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Abgasrücksaugung betrieben wird, erfolgen der Primärhub und der Sekundärhub des zumindest einen Gaswechselventils. Voraussetzung hierfür ist, dass das Absperrmittel geschlossen ist, sobald der Nockenfolger aus der Nockeneinformung auf den Grundkreis austaucht. In diesem Fall bleibt das Hydraulikmittel im Hochdruckraum eingeschlossen, und der gegenüber der Nockeneinformung erhabene Grundkreis stellt eine zusätzliche Nockenerhebung dar, die den Sekundärhub erzeugt.
• In einer anderen Betriebsart der Brennkraftmaschine erfolgt lediglich der Primärhub des zumindest einen Gaswechselventils. Dabei ist das Absperrmittel geöffnet, sobald der Nockenfolger aus der Nockeneinformung auf den Grundkreis austaucht. In dieser Betriebsart erfährt das Gaswechselventil keinen Sekundärhub, da sich der Hochdruckraum über das geöffnete Absperrmittel solange entleert, bis der Ventiltrieb eine hydraulische Länge aufweist, die dem Grundkreis des Nockens entspricht.
• Somit wird die Grundfunktion des hydraulischen Ventilspielausgleichselements, nämlich Spiel im Ventiltrieb automatisch auszugleichen, gleichzeitig auch dazu verwendet, den Ventiltrieb bei Eintauchen des Nockenfolgers in die Nockeneinformung hydraulisch zu verlängern. Diese Zusatzfunktion bedeutet seitens des hydraulischen Ventilspielausgleichselements nur einen minimalen Mehraufwand, da lediglich eine zusätzliche Durchgangsöffnung in den Hochdruckraum erforderlich ist.
• Insbesondere für einen Betrieb der Brennkraftmaschine im homogenen Selbstzündungsbrennverfahren ist es gemäß Anspruch 2 notwendig, dass die Dauer des Sekundärhubs und somit die Menge an rückgeführtem Abgas vollvariabel mit einem beliebig wählbarem Zeitpunkt, zu dem das Absperrmittel geöffnet wird, einstellbar ist. Überdies ist es nach den Ansprüchen 8 und 9 zweckmäßig vorgesehen, dass die Dauer des Sekundärhubs für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine individuell und für jede Umdrehung des Nockens von einem Steuergerät neu berechnet und neu einstellbar ist.
• In einer Variante nach Anspruch 3 ist es vorgeschlagen, dass der Sekundärhub an einem Auslassventil erfolgt, welcher teilweise oder vollständig innerhalb des Hubs des Einlassventils liegt. In dieser bevorzugten Ausgestaltung wird bereits in den Auslasskanal ausgeschobenes Abgas während des Ansaugtakts der Brennkraftmaschine über das dann nochmalig geöffnete Auslassventil in den Brennraum rückgesaugt.
• Es kann laut Anspruch 4 aber auch zweckmäßig sein, dass der Sekundärhub an einem Einlassventil erfolgt, welcher teilweise oder vollständig innerhalb des Hubs des Auslassventils liegt. In dieser alternativen Ausgestaltung wird Abgas im Ausschiebetakt der Brennkraftmaschine in den Einlasskanal ausgeschoben und während des Ansaugtakts in den Brennraum rückgesaugt.
• Eine Kombination dieser vorgenannten Möglichkeiten ist in Anspruch 5 vorgeschlagen. Demnach kann es zur Einstellung von Menge und Temperatur des Restgases vorteilhaft sein, sowohl Abgas aus dem Einlasskanal als auch aus dem Auslasskanal rückzusaugen.
• Der erfindungsgemäße Ventiltrieb lässt sich nach Anspruch 6 besonders einfach an einem Schlepphebelventiltrieb darstellen, dessen hydraulisches Ventilspielausgleichselement als Abstützelement ausgebildet ist, das den Nockenfolger in Form eines Schlepphebel schwenkbar lagert und in einer hohlzylindrischen Ausnehmung der Brennkraftmaschine ruhend gelagert ist. Das Abstützelement weist zwischen dem Hochdruckraum und einem sphärischen Ende zur Lagerung des Schlepphebels einen Vorraum auf, der mittels wenigstens eines Durchtritts des Gehäuses mit dem in die Ausnehmung mündenden Hydraulikmittelzulaufpfad und bei geöffnetem Rückschlagventil mit dem Hochdruckraum verbunden ist. Der Hochdruckraum ist seinerseits über die Durchgangsöffnung des Gehäuses mit dem in die Ausnehmung mündenden Hydraulikmittelablaufpfad verbunden. Zwischen dem Hydraulikmittelzulaufpfad und dem Hydraulikmittelablaufpfad befindet sich ein durch Gehäuse und Ausnehmung gebildeter Dichtspalt.
• Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht laut Anspruch 7 die Verwendung eines elektrohydraulischen 2/2-Wege-Ventils als einfaches und preisgünstiges Absperrmittel für den Hydraulikmittelablaufpfad vor. Es ist jedoch auch an den Einsatz von gleichwirkenden Absperrmitteln wie beispielsweise elektrohydraulische Proportionalventile oder elektrohydraulische 3/2-Wege-Ventile gedacht.
• In Anspruch 10 ist vorgeschlagen, dass die Kraft eines Federmittels den Nockenfolger in Richtung der Nockeneinformung beaufschlagt. Dies unterstützt die hydraulische Längung des Ventilspielausgleichselements.
• In zweckmäßiger Fortbildung der Erfindung ist es gemäß Anspruch 11 vorgesehen, dass der Hydraulikmittelzulaufpfad mit einer Hydraulikmittelfördereinrichtung, deren Ausgangsdruckniveau höher als das einer Schmierölpumpe für den Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine ist, in Verbindung steht. Hierdurch ist eine Versorgung des hydraulischen Ventilspielausgleichselements mit ausreichendem Volumenstrom an Hydraulikmittel sichergestellt, so dass in der Betriebsart mit Abgasrücksaugung auch bei höheren Drehzahlen der Brennkraftmaschine ein schnelles und vollständiges Auffüllen des Hochdruckraums gewährleistet ist.
• Als Hydraulikmittel wird nach Anspruch 12 der Einfachheit halber das Schmieröl der Brennkraftmaschine verwendet. Denkbar ist demgegenüber aber auch die Verwendung beliebig anderer geeigneter Fluide in einem Hydraulikmittelkreislauf, der dann vom Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine zu separieren wäre.
• Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• In beiliegenden Zeichnungen ist ein Schlepphebel-Ventiltrieb für ein Auslassventil als Ausführungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Ventiltrieb in verschiedenen Winkelstellungen des Nockens dargestellt. Es zeigen:
• 1 einen erfindungsgemäßen Ventiltrieb mit einem Längsschnitt durch ein Abstützelement zum Zeitpunkt des Ventilschließens nach Durchfahren der Nockenerhebung,
• 2 den Ventiltrieb nach 1 zu einem Zeitpunkt, in dem der Schlepphebel vollständig in die Nockeneinformung eingetaucht ist,
• 3 den Ventiltrieb nach 1 zu einem Zeitpunkt während des Sekundärhubs,
• 4 ein Steuerdiagramm der Brennkraftmaschine mit Sekundärhub an einem Auslassventil.
• Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
• Die 1 zeigt einen als Schlepphebel 1 ausgebildeten Nockenfolger 2, der auf einem als Abstützelement 3 ausgebildeten hydraulischen Ventilspielausgleichselement 4 in Hubrichtung eines Gaswechselventils 5 schwenkbar gelagert ist. Der Schlepphebel 1 wird in an sich bekannter Weise über einen Nocken 6 mittels einer mit dem Schlepphebel 1 verbundenen und drehbar gelagerten Rolle 7 in Betätigungsrichtung des Gaswechselventils 5 angetrieben. Selbstverständlich kann anstelle der Rolle 7 auch eine mit dem Schlepphebel 1 starr verbundene Gleitfläche als Nockenkontakt vorgesehen sein.
• Der Nocken 6 rotiert in dem Ausführungsbeispiel im Uhrzeigersinn und weist relativ zu einem Grundkreis 8 eine Nockenerhebung 9 und eine Nockeneinformung 10 auf. Die Nockenerhebung 9 liegt außerhalb des Grundkreises 8 und erzeugt einen Primärhub des Gaswechselventils 5. Die Nockeneinformung 10 liegt innerhalb des Grundkreises 8.
• Das Abstützelement 3 ist in einer hohlzylindrischen Ausnehmung 11 der Brennkraftmaschine ruhend gelagert und mit einem Hydraulikmittelzulaufpfad 12 sowie einem Hydraulikventil 13 als Absperrmittel 14 verbunden, durch das ein Hydraulikmittelablaufpfad 15 verschließbar ist. Ein Hochdruckraum 16 des Ventilspielausgleichselements 3, welcher durch eine innere Mantelfläche 17 und eine innere Stirnseite 18 eines hohlzylindrischen Gehäuses 19 sowie einer Stirnseite 20 eines im Gehäuse 19 längsbeweglich geführten Kolbens 21 begrenzt ist, steht über eine im Gehäuse 19 befindliche Durchgangsöffnung 22 mit dem Hydraulikmittelablaufpfad 15 in Verbindung.
• Dabei ist es von untergeordneter Bedeutung, ob die Durchgangsöffnung 22 an der inneren Mantelfläche 17, wie dargestellt, in den Hochdruckraum 16 mündet oder ob die Durchgangsöffnung 22 an der inneren Stirnseite 18 in den Hochdruckraum 16 mündet. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass die Durchgangsöffnung 22 zwecks einem widerstandsarmen Abfluss von Hydraulikmittel aus dem Hochdruckraum 16 über einen ausreichend großen Querschnitt mit dem Hydraulikmittelablaufpfad 15 in Verbindung steht. Weiterhin befindet sich zwischen einer Innenwandung 23 der Ausnehmung 11 und einer äußeren Mantelfläche 24 des Gehäuses 19 ein Dichtspalt 25, der einen hydraulischen Kurzschluss zwischen dem Hydraulikmittelzulaufpfad 12 und dem Hydraulikmittelablaufpfad 15 verhindert. Ein solcher hydraulischer Kurzschluss hätte zur Folge, dass sich der Hochdruckraum 16 über den Hydraulikmittelzulaufpfad 12 entleeren könnte.
• Die Versorgung des Abstützelements 3 mit Hydraulikmittel ist rein schematisch dargestellt. Hierzu zählen der Hydraulikmittelzulaufpfad 12, der Hydraulikmittelablaufpfad 15, das Hydraulikventil 13 sowie eine Hydraulikmittelfördereinrichtung 26, die identisch mit der Schmierölpumpe der Brennkraftmaschine sein kann. Die Hydraulikmittelfördereinrichtung 26 kann aber auch zur Schmierölpumpe parallel oder mit dieser in Reihe geschaltet sein. In all diesen Fällen ist das Hydraulikmittel zur Versorgung des Abstützelements 3 identisch mit dem Schmieröl der Brennkraftmaschine. Eine weitere alternative Ausgestaltung besteht darin, dass das Hydraulikmittel ein vom Schmieröl der Brennkraftmaschine verschiedenes Fluid ist. In diesem Fall erfolgt dann die Versorgung des Abstützelements 3 in einem vom Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine separierten Hydraulikmittelkreislauf. Sofern die Hydraulikmittelfördereinrichtung 26 nicht identisch mit der Schmierölpumpe der Brennkraftmaschine ist, ist es vorteilhaft, dass das Ausgangsdruckniveau der Hydraulikmittelfördereinrichtung 26 höher ist als das der Schmierölpumpe. So ist in der Betriebsart mit Abgas rücksaugung auch bei höheren Drehzahlen der Brennkraftmaschine ein schnelles und vollständiges Auffüllen des Hochdruckraums 16 gewährleistet.
• Die Versorgung des Hochdruckraums 16 mit Hydraulikmittel erfolgt in an sich bekannter Art und Weise: der Kolben 21 des Abstützelements 3 weist einen Vorraum 27 auf, der mittels Durchtrittsöffnungen 28 des Gehäuses 19 und des Kolbens 21 mit dem in die Ausnehmung 11 mündenden Hydraulikmittelzulaufpfad 12 und bei geöffnetem Rückschlagventil 29 mit dem Hochdruckraum 16 verbunden ist. Das Rückschlagventil 29 ist in die Stirnseite 20 des Kolbens 21 integriert. Ein Federmittel 30 bewirkt, dass das Ventilspielausgleichselement 4 stets die Bestrebung hat, den Ventiltrieb durch Auseinandertreiben von Kolben 21 und Gehäuse 19 hydraulisch zu verlängern, um mechanisches Ventilspiel auszugleichen.
• Auch die innerhalb des Grundkreises 8 befindliche Nockeneinformung 10 wird vom Ventilspielausgleichselement 4 als mechanisches Ventilspiel interpretiert. In 2 befindet sich der Nocken 6 in einer Winkelposition, in der sich die Rolle 7 des Schlepphebels 1 vollständig in der Nockeneinformung 10 befindet. Dabei ist das Ventilspielausgleichselement 4 unter Vergrößerung des Hochdruckraums 16 entsprechend weit ausgefahren. Nach Austauchen der Rolle 7 aus der Nockeneinformung 10 befindet sich die Rolle 7 auf dem Grundkreis 8, wobei in der Darstellung gemäß 3 ein Sekundärhub des Gaswechselventils 5 erfolgt.
• Die Ausbildung des Sekundärhubs des Gaswechselventils 5 hängt von Winkelpositionen des Nockens 6 ab, zu denen das Hydraulikventil 13 öffnet und schließt. Dieser Zusammenhang ist in 4 anhand von Ventilhüben "VL" in einem schematischen Steuerzeitendiagramm der Brennkraftmaschine exemplarisch für einen mit "SL-EX" bezeichneten Sekundärhub an einem Auslassventil dargestellt. Der als PL-EX bezeichnete Primärhub des Auslassventils endet bei "EXC" nach dem oberen Totpunkt "TDC" der Brennkraftmaschine, während ein Einlassventil bereits mit einem Primärhub "PL-IN" geöffnet ist. Ein unterer Totpunkt der Brennkraftmaschine ist mit "BDC" bezeichnet.
• "EXC" ist die frühest mögliche Winkelposition des Nockens 6, an dem das Hydraulikventil 13 öffnet, da sonst der Hydraulikmitteldruck im Hochdruckraum 16 während des Primärhubs des Auslassventils zusammenbrechen und das Auslassventil nicht mehr vom Nocken 6 kontrolliert schließen würde. Für den Fall, dass kein Sekundärhub am Auslassventil erfolgen soll, schließt das Hydraulikventil 13 frühestens zur Winkelposition "HVC", um ein Verkürzen des Ventilspielausgleichselements 4 auf eine dem Grundkreis 8 entsprechende hydraulische Länge zu gewährleisten.
• Sofern ein Sekundärhub des Auslassventils erfolgt, endet dieser spätestens zur Winkelposition des Nockens 6 "SLC", wobei ein Abbruch des Sekundärhubs spätestens zur Winkelposition "HVO" durch Öffnen des Hydraulikventils 13 eingeleitet wird.
• Für den erneuten Primärhub des Auslassventils ist das Hydraulikventil 13 spätestens zu der mit "EXO" bezeichneten Winkelposition des Nockens 6 wieder geschlossen.
• Die 1-3 sowie das Steuerzeitendiagramm nach 4 gelten bei entsprechender Modifizierung der Winkelposition der Nockeneinformung 10 analog auch für einen Sekundärhub am Einlassventil oder für eine Kombination von Sekundärhüben am Ein- und Auslassventil.

1

Schlepphebel

2

Nockenfolger

3

Abstützelement

4

Ventilspielausgleichselement

5

Gaswechselventil

6

Nocken

7

Rolle

8

Grundkreis

9

Nockenerhebung

10

Nockeneinformung

11

Ausnehmung

12

Hydraulikmittelzulaufpfad

13

Hydraulikventil

14

Absperrmittel

15

Hydraulikmittelablaufpfad

16

Hochdruckraum

17

innere Mantelfläche

18

innere Stirnseite

19

Gehäuse

20

Stirnseite

21

Kolben

22

Durchgangsöffnung

23

Innenwandung

24

äußere Mantelfläche

25

Dichtspalt

26

Hydraulikmittelfördereinrichtung

27

Vorraum

28

Durchtrittsöffnung

29

Rückschlagventil

30

Federmittel

VL

Ventilhub

TDC

Oberer Totpunkt

BDC

Unterer Totpunkt

PL-EX

Primärhub des Auslassventils

PL-IN

Primärhub des Einlassventils

SL-EX

Sekundärhub des Auslassventils

SLC

Spätestes Ende des Sekundärhubs des Auslassventils

EXC

Auslassventil Schließzeitpunkt = Frühester Öffnungswinkel des

Hydraulikventils

HVO

Spätester Öffnungswinkel des Hydraulikventils

HVC

Frühester Schließwinkel des Hydraulikventils

EXO

Auslassventil Schließzeitpunkt = Spätester Schließwinkel des

Hydraulikventils

Claims (12)

1. Variabler Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Einrichtung, die zu einem betriebsartabhängigen Sekundärhub wenigstens eines Gaswechselventils (5) für ein Abgasrücksaugen, vorzugsweise bei einem homogenen Selbstzündungsbrennverfahren, dient, mit folgenden Merkmalen: • der Ventiltrieb weist wenigstens zwei Gaswechselventile (5) auf, von denen wenigstens eines ein Einlassventil ist und von denen wenigstens eines ein Auslassventil ist; • zumindest eines der wenigstens zwei Gaswechselventile (5) steht mit einem von wenigstens einem Nocken (6) beaufschlagten Nockenfolger (2) in Wirkverbindung, welcher Nockenfolger (2) auf einem hydraulischen Ventilspielausgleichselement (4) abstützbar gelagert ist; • das Ventilspielausgleichselement (4) ist mit einem Hydraulikmittelzulaufpfad (12) sowie mit einem durch Absperrmittel (14) verschließbaren Hydraulikmittelablaufpfad (15) verbunden, wobei ein Hochdruckraum (16) des Ventilspielausgleichselements (4), welcher durch eine innere Mantelfläche (17) und eine innere Stirnseite (18) eines hohlzylindrischen Gehäuses (19) sowie einer Stirnseite (20) eines im Gehäuse (19) längsbeweglich geführten Kolbens (21) begrenzt ist, über eine im Gehäuse (19) befindliche Durchgangsöffnung (22) mit dem Hydraulikmittelablaufpfad (15) in Verbindung steht; • der wenigstens eine Nocken (6) hat relativ zu einem Grundkreis (8) eine Nockenerhebung (9) und eine Nockeneinformung (10), wobei die Nockenerhebung (9) außerhalb des Grundkreises (8) liegt und einen Primärhub des Gaswechselventils (5) erzeugt und die Nockeneinformung (10) innerhalb des Grundkreises (8) liegt, in die der Nockenfolger bei hydraulischer Längung des Hochdruckraums (16) eintaucht; • in einer Betriebsart der Brennkraftmaschine erfolgen der Primärhub und der Sekundärhub des zumindest einen der wenigstens zwei Gaswechselventile (5), wobei das Absperrmittel (14) geschlossen ist, sobald der Nockenfolger (2) aus der Nockeneinformung (10) auf den Grundkreis (8) austaucht und wobei • in einer anderen Betriebsart der Brennkraftmaschine lediglich der Primärhub des zumindest einen der wenigstens zwei Gaswechselventile (5) erfolgt, wobei das Absperrmittel (14) geöffnet ist, sobald der Nockenfolger (2) aus der Nockeneinformung (10) auf den Grundkreis (8) austaucht.
2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei eine Dauer des Sekundärhubs mit beliebig wählbarem Zeitpunkt des Öffnens des Absperrmittels (14) vollvariabel einstellbar ist.
3. Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine der wenigstens zwei Gaswechselventile (5) ein Auslassventil ist, dessen Sekundärhub teilweise oder vollständig innerhalb des Hubs des Einlassventils liegt.
4. Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine der wenigstens zwei Gaswechselventile (5) ein Einlassventil ist, dessen Sekundärhub teilweise oder vollständig innerhalb des Hubs des Auslassventils liegt.
5. Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil den Sekundärhub ausführen, wobei der Sekundärhub des Einlassventils teilweise oder vollständig innerhalb des Primärhubs des Auslassventils und der Sekundärhub des Auslassventils teilweise oder vollständig innerhalb des Primärhubs des Einlassventils liegt.
6. Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei der Nockenfolger (2) ein Schlepphebel (1) und das Ventilspielausgleichselement (4) ein den Schlepphebel (1) schwenkbar lagerndes Abstützelement (3) ist, das in einer hohlzylindrischen Ausnehmung (11) der Brennkraftmaschine ruhend gelagert ist und einen zwischen dem Hochdruckraum (16) und einem sphärischen Ende zur Lagerung des Schlepphebels (1) einen Vorraum (27) aufweist, der mit dem in die Ausnehmung (11) mündenden Hydraulikmittelzulaufpfad (12) und bei geöffnetem Rückschlagventil (30) mit dem Hochdruckraum (16) verbunden ist, welcher Hochdruckraum (16) über die Durchgangsöffnung (22) des Gehäuses (19) mit dem in die Ausnehmung (11) mündenden Hydraulikmittelablaufpfad (15) verbunden ist, wobei sich zwischen dem Hydraulikmittelzulaufpfad (12) und dem Hydraulikmittelablaufpfad (15) ein durch eine äußere Mantelfläche (24) des Gehäuses (19) und der Ausnehmung (11) gebildeter Dichtspalt (25) befindet.
7. Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei das Absperrmittel (14) ein elektrohydraulisches 2/2-Wege-Ventil ist.
8. Ventiltrieb nach Anspruch 2, wobei die Dauer des Sekundärhubs für eine jede Umdrehung des Nockens (6) von einem Steuergerät neu berechnet und neu einstellbar ist.
9. Ventiltrieb nach Anspruch 8, wobei im Falle einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine die Dauer des Sekundärhubs zylinderindividuell vom Steuergerät berechnet und einstellbar ist.
10. Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei der Nockenfolger (2) durch die Kraft eines Federmittels (30) in Richtung der Nockeneinformung (10) beaufschlagt ist.
11. Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei der Hydraulikmittelzulaufpfad (12) mit einer Hydraulikmittelfördereinrichtung (26), deren Ausgangsdruckniveau höher als das einer Schmierölpumpe für den Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine ist, in Verbindung steht.
12. Ventiltrieb nach Anspruch 11, wobei das Hydraulikmittel Schmieröl der Brennkraftmaschine ist.