DE29804549U1 - Electromagnetically actuated gas exchange valve for a piston internal combustion engine with pneumatic return springs - Google Patents
Electromagnetically actuated gas exchange valve for a piston internal combustion engine with pneumatic return springsInfo
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Description
Bezeichnung: Elektromagnetisch betätigbares Gaswechselventil für eine Kolbenbrennkraftmaschine mit pneumatischen RückstellfedernDesignation: Electromagnetically actuated gas exchange valve for a piston internal combustion engine with pneumatic return springs
BeschreibungDescription
Neben den herkömmlichen, über Nockenwellen mechanisch betätigten Gaswechselventilen an Kolbenbrennkraftmaschinen sind inzwischen Anordnung bekannt geworden, bei denen die Gaswechselventile jeweils mit einem elektromagnetischen Aktuator verbunden sind, der zwei mit Abstand zueinander angeordnete Elektromagnete aufweist, zwischen denen entsprechend ihrer über eine Steuereinrichtung gesteuerte Bestromung ein Anker gegen die Kraft von Rückstellfedern hin- und herbewegbar geführt ist, der mit dem Gaswechselventil in Wirkverbindung steht. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus DE-A-30 24 109 bekannt.In addition to the conventional gas exchange valves on piston internal combustion engines that are mechanically operated via camshafts, arrangements have now become known in which the gas exchange valves are each connected to an electromagnetic actuator that has two electromagnets arranged at a distance from one another, between which an armature is guided so that it can move back and forth against the force of return springs in accordance with their current supply controlled by a control device, and which is operatively connected to the gas exchange valve. Such an arrangement is known, for example, from DE-A-30 24 109.
0 Die Betätigung über einen elektromagnetischen Aktuator erlaubt es in Verbindung mit einer zugehörigen elektronischen Steuereinrichtung, das Gaswechselventil im Betrieb frei variabel anzusteuern, d. h. sowohl den Öffnungszeitpunkt als auch die Öffnungsdauer entsprechend den Lastanforderungen des 5 Motorbetriebes zu verändern. Bei der Auslegung des elektromagnetischen Aktuators muß aber das aus Anker und Gaswechselventil als Masse und den Rückstellfedern gebildete Feder-Masse-System hinsichtlich sein Schwingcharakteristik als fest vorgegebene Größe berücksichtigt werden. 300 The operation via an electromagnetic actuator, in conjunction with an associated electronic control device, allows the gas exchange valve to be controlled freely during operation, i.e. both the opening time and the opening duration can be changed according to the load requirements of the 5 engine operation. When designing the electromagnetic actuator, however, the spring-mass system formed by the armature and gas exchange valve as a mass and the return springs must be taken into account as a fixed value with regard to its vibration characteristics. 30
Als Rückstellfedern wurden bisher mechanische Federn in Form von Schraubendruckfedern eingesetzt, die sich grundsätzlich auch bewährt haben.Mechanical springs in the form of helical compression springs have been used as return springs up to now and have generally proven to be effective.
5 Motoren mit derartigen elektromechanisch gesteuerten Gaswechselventilen benötigen jedoch Ventiltaschen in den Kolbenböden, da nach dem Abstellen des Stromes an den Magneten aufgrund des Kräftegleichgewichts der mechanischen Federn die5 Engines with such electromechanically controlled gas exchange valves require valve pockets in the piston crowns, however, because after the current to the magnets is switched off, due to the force balance of the mechanical springs, the
Gaswechselventile in halbgeöffneter Stellung zur Ruhe kommen. Dieser Ventilfreigang stellt sicher, daß die Ventile nicht gegen den Kolben stoßen und dementsprechend nicht beschädigt oder zerstört werden können. Dieser Ventilfreigang wird des weiteren benötigt, um beim Starten des Motors die Gaswechselventile anschwingen zu können und zwar auch dann, wenn der zugehörige Kolben sich in der oberen Totlage befindet. Die Ventiltaschen im Kolbenboden zerklüften jedoch den Brennraum sehr stark und erschweren bei inhomogen betriebenen direkteinspritzenden Ottomotoren eine optimale Brennraumgestaltung.Gas exchange valves come to rest in a half-open position. This valve clearance ensures that the valves do not hit the piston and therefore cannot be damaged or destroyed. This valve clearance is also required in order to be able to start the gas exchange valves when the engine is started, even if the corresponding piston is in the top dead center position. However, the valve pockets in the piston crown severely fracture the combustion chamber and make it difficult to achieve an optimal combustion chamber design in inhomogeneously operated direct-injection gasoline engines.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung der vorstehend bezeichneten Art hinsichtlich seiner Anpassung an die Betriebsbedingungen noch zu verbessern.The invention is based on the object of further improving a valve arrangement of the type described above with regard to its adaptation to the operating conditions.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung für ein Gaswechselventil an einer Kolbenbrennkraftmaschine, mit einem elektromagnetischen Aktuator, der zwei mit Abstand zueinander angeordnete Elektromagnete aufweist, zwi-0 sehen denen entsprechend ihrer über eine Steuereinrichtung gesteuerten Bestromung ein Anker, der mit dem Gaswechselventil in Wirkverbindung steht, gegen die Kraft einer als Gasdruckfeder ausgebildeten Federanordnung hin- und herbewegbar geführt ist, die in ihrer Druckbeaufschlagung steuerbar mit 5 einer Druckgasversorgung verbunden sind, wobei die Federanordnung so ausgebildet ist, daß sie das Gaswechselventil bei Motorstillstand in Schließstellung bringt.This object is achieved according to the invention by an arrangement for a gas exchange valve on a piston internal combustion engine, with an electromagnetic actuator which has two electromagnets arranged at a distance from one another, between which an armature which is operatively connected to the gas exchange valve is guided so as to be movable back and forth against the force of a spring arrangement designed as a gas pressure spring, in accordance with their current supply controlled by a control device, which are controllably connected to a compressed gas supply in their pressurization, the spring arrangement being designed so that it brings the gas exchange valve into the closed position when the engine is at a standstill.
Die Verwendung von Gasdruckfedern als Rückstellfedern für den 0 Anker, die bei entsprechender Druckansteuerung hinsichtlich ihrer Druckbeaufschlagung und damit auch hinsichtlich ihrer Federkonstante veränderbar sind, bietet den Vorteil, daß mit Hilfe der ohnehin vorhandenen Motorsteuereinrichtung eine Anpassung der Federkonstanten und damit auch der Schwingungscharakteristik des aus Anker und Gaswechselventil und den Rückstellfedern gebildeten schwingfähigen System unter Berücksichtigung des jeweiligen Lastfalles vorgenommen werden kann. So ist es möglich, ausgehend von einer durch einen ent-The use of gas pressure springs as return springs for the armature, which can be changed with regard to their pressure loading and thus also with regard to their spring constant with the appropriate pressure control, offers the advantage that with the help of the already existing engine control device, an adjustment of the spring constant and thus also of the vibration characteristics of the oscillating system formed by the armature and gas exchange valve and the return springs can be made taking into account the respective load case. This makes it possible, starting from a
sprechenden Druck vorgegebenen Mindestrückstellkraft, durch entsprechende Erhöhung oder auch wieder Verminderung der Druckbeaufschlagung die Rückstellkraft und damit auch die Schwingungscharakteristik an den jeweiligen Motorbetrieb anzupassen. Eine Erhöhung der Rückstellkraft ist beispielsweise zweckmäßig bei einem Betrieb mit hohen Drehzahlen, um über eine Erhöhung der Rückstellkräfte der Rückstellfedern die für kurze Betätigungszeiten notwendige hohe Beschleunigung des Ankers und des Gaswechselventils zu bewirken.The minimum restoring force specified for the corresponding pressure can be used to adapt the restoring force and thus the vibration characteristics to the respective engine operation by increasing or reducing the pressure accordingly. Increasing the restoring force is, for example, useful when operating at high speeds in order to achieve the high acceleration of the armature and the gas exchange valve required for short actuation times by increasing the restoring forces of the return springs.
Auch bei derartigen Gasdruckfedern stellt sich beim Stromlossetzen der Elektromagneten der Anker zunächst in einer Mittellage zwischen den beiden Polflächen der Elektromagneten ein, so daß das Gaswechselventil sich in halb offener Stellung befindet und in den Brennraum hineinragt. Infolge von Leckverlusten oder wenn die zugehörigen Steuerventile beim Stromlossetzen voll öffnen, kann es sogar geschehen, daß im Stillstand das Gaswechselventil dann sich in die voll geöffnete Stellung bewegt und hierbei je nach Position des Kolbens 0 im Zylinder auf dem Kolbenboden aufliegt. Bei einer Federanordnung mit leckagefreien Gasdruckfedern, beispielsweise als Faltenbalg ausgebildeten Gasdruckfedern, muß die Federanordnung so ausgebildet sein, daß bei Stillsetzung der Kolbenbrennkraftmaschine die Druckansteuerung so geschalteet wird, daß die jeweils als Öffnerfeder dienende Gasdruckfeder entlüftet, d. h. drucklos gesetzt wird und dementsprechend alle Gaswechselventile in Schließstellung gehalten werden.With such gas pressure springs, when the electromagnets are de-energized, the armature initially moves to a central position between the two pole surfaces of the electromagnets, so that the gas exchange valve is in a half-open position and extends into the combustion chamber. As a result of leakage losses or if the associated control valves open fully when the power is de-energized, it can even happen that the gas exchange valve then moves to the fully open position when the engine is at a standstill and rests on the piston crown depending on the position of the piston 0 in the cylinder. In a spring arrangement with leak-free gas pressure springs, for example gas pressure springs designed as bellows, the spring arrangement must be designed in such a way that when the piston internal combustion engine is stopped, the pressure control is switched in such a way that the gas pressure spring serving as the opening spring is vented, i.e. depressurized, and all gas exchange valves are held in the closed position accordingly.
Bei Federanordnungen, die als Kolben-Zylinder-Einheit ausge-0 bildet und dementsprechend nicht leckagefrei sind, ist in Ausgestaltung der Erfindung eine zusätzliche mechanische Positionierfeder vorgesehen, die das Gaswechselventil in Schließstellung bringt. Durch die Anordnung einer mechanischen Positionierfeder ist es nun möglich, unabhängig von der 5 jeweiligen Kolbenstellung bei drucklos gesetzten Gasdruckfedern alle Gaswechselventile in die Schließstellung zu überführen. Hierbei genügt es, wenn die einzelnen Positionierfe-In the case of spring arrangements which are designed as a piston-cylinder unit and are therefore not leak-free, an additional mechanical positioning spring is provided in an embodiment of the invention, which brings the gas exchange valve into the closed position. By arranging a mechanical positioning spring, it is now possible to move all gas exchange valves into the closed position, regardless of the respective piston position when the gas pressure springs are depressurized. It is sufficient for the individual positioning springs to be
dem so ausgelegt werden, daß sie die innere Reibung des Aktuators und der Führung des Gaswechselventils überwinden können. Die hierzu benötigte Federkraft der einzelnen Positionierfedern ist so gering, daß sie im Verhältnis zu den im Betrieb von den Luftfedern aufzubringenden Federkräften vernachlässigbar gering sind. Bei Bedarf ist es jedoch auch möglich, die Federkraft der zur Zusatzfeder parallel arbeitenden Luftfeder um diesen Betrag zu reduzieren.be designed in such a way that they can overcome the internal friction of the actuator and the guide of the gas exchange valve. The spring force of the individual positioning springs required for this is so low that it is negligible in relation to the spring forces that the air springs have to apply during operation. If necessary, however, it is also possible to reduce the spring force of the air spring working in parallel with the additional spring by this amount.
Durch eine entsprechende "Strategie" bei der Ansteuerung der Gasdruckfedern zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine können dann bei beiden Ausführungsformen die Gasdruckfedern der Gaswechselventile so mit Druck beaufschlagt werden, wie es dem jeweiligen Arbeitstakt entspricht.By using a corresponding "strategy" when controlling the gas pressure springs to start the piston internal combustion engine, in both embodiments the gas pressure springs of the gas exchange valves can be pressurized in a way that corresponds to the respective working cycle.
Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail using schematic drawings of embodiments. They show:
0 Fig. 1 eine Ventilanordnung mit außenliegenden0 Fig. 1 a valve arrangement with external
Gasdruckfedern, teilweise geöffnet,Gas pressure springs, partially opened,
Fig. 2 die Ausführungsform gem. Fig. 1 mit der erfindungsgemäßen Anordnung einer mechanischen Positionierfeder.Fig. 2 shows the embodiment according to Fig. 1 with the arrangement of a mechanical positioning spring according to the invention.
In Fig. 1 ist für eine Kolbenbrennkraftmaschine ein Teilschnitt eines Zylinderkopfs 1 für den Gaskanalbereich eines Zylinders 2 dargestellt. Der in den Zylinder 2 einmündende 0 Gaskanal 3, ein Gaseinlaßkanal oder auch ein Gasauslaßkanal, kann über ein Gaswechselventil 4 entsprechend der Ansteuerung im Arbeitstakt des Motors geöffnet und geschlossen werden. Das Gaswechselventil 4 ist am freien Ende seines Schaftes 5 mit einem Kolben 6 versehen, der in einer als Zylinder 7 ausgebildeten Ausnehmung im Zylinderkopf 1 geführt ist.In Fig. 1, a partial section of a cylinder head 1 for the gas channel area of a cylinder 2 is shown for a piston internal combustion engine. The gas channel 3, a gas inlet channel or a gas outlet channel, which opens into the cylinder 2, can be opened and closed via a gas exchange valve 4 according to the control in the engine's working cycle. The gas exchange valve 4 is provided with a piston 6 at the free end of its shaft 5, which is guided in a recess in the cylinder head 1 designed as a cylinder 7.
Dem Gaswechselventil 4 ist ein elektromagnetischer Aktuator zugeordnet, der im wesentlichen aus einem Schließmagneten 9The gas exchange valve 4 is assigned an electromagnetic actuator, which essentially consists of a closing magnet 9
und einem Öffnermagneten 10 gebildet ist, die mit Abstand zueinander angeordnet sind und zwischen denen ein Anker 11 hin- und herbewegbar geführt ist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Anker 11 bei stromlos gesetzten Elektromagneten 9, 10 in einer Mittelstellung zwischen den Polflächen 12 der beiden Magneten.and an opening magnet 10, which are arranged at a distance from one another and between which an armature 11 is guided so that it can move back and forth. In the embodiment shown here, the armature 11 is in a middle position between the pole faces 12 of the two magnets when the electromagnets 9, 10 are de-energized.
Der Anker 11 ist mit einer Führungsstange 13 verbunden, die mit ihrem freien Ende 14 mit dem Schaft 5 des Gaswechselventils 4 in Verbindung steht und die an ihrem anderen freien Ende 15 mit einem Kolben 16 versehen ist, der seinerseits in einem Zylinder 17 geführt ist. Der Zylinder 7 und der Zylinder 17 sind nun jeweils über eine Druckleitung 7.1 und 17.1 mit einer Druckmittelversorgung 18 verbunden. In den beiden Zuleitungen 7.1 und 17.1 sind jeweils steuerbare Ventile 7.2 und 17.2 angeordnet, die hier schematisch als Dreiwegeventile dargestellt sind, so daß je nach Stellung des Ventils der Druck in den Zylindern 7 und 17 erhöht oder aber auch vermindert werden kann. Die Stellantriebe der Ventile 7.2 und 17.2 sind mit einer Steuereinrichtung 19 verbunden, die einen integralen Teil der Motorsteuerung darstellen.The armature 11 is connected to a guide rod 13, which is connected at its free end 14 to the shaft 5 of the gas exchange valve 4 and which is provided at its other free end 15 with a piston 16, which in turn is guided in a cylinder 17. The cylinder 7 and the cylinder 17 are now each connected to a pressure medium supply 18 via a pressure line 7.1 and 17.1. Controllable valves 7.2 and 17.2 are arranged in the two supply lines 7.1 and 17.1, which are shown schematically here as three-way valves, so that the pressure in the cylinders 7 and 17 can be increased or reduced depending on the position of the valve. The actuators of the valves 7.2 and 17.2 are connected to a control device 19, which represents an integral part of the engine control.
Über die Steuereinrichtung 19 wird auch die Bestromung der Elektromagneten 9 und 10 entsprechend den Betriebsanforderung 5 vorgenommen. Der Zylinder 7 mit seinem Kolben 6 und der Zylinder 17 mit seinem Kolben 16 stellen jeweils eine Gasdruckfeder dar, die in der hier vorgesehenen Schaltung als Rückstellfedern für das elektromagnetische System dienen. Die durch die Kolben-Zylinder-Einheit 6, 7 gebildete Gasdruckfe-0 der stellt hierbei die Schließfeder S für das Gaswechselventil 4 dar. Die Kolben-Zylinder-Einheit 16, 17 stellt dementsprechend die Öffnerfeder Ö dar. Werden beide Gasdruckfedern mit einem vorgegebenen, beispielsweise gleichen Druck beaufschlagt, dann nimmt der Anker 11 bei stromlos gesetzten Elek-5 tromagneten 9, 10 die dargestellte Mittelstellung ein. Wird nun durch ein Anschwingen oder durch besondere Startmaßnahmen der Anker 11 bei Bestromung des Schließmagneten 9 an diesem zur Anlage gebracht, dann erhöht sich entsprechend der DruckThe control device 19 also supplies the electromagnets 9 and 10 with current in accordance with the operating requirement 5. The cylinder 7 with its piston 6 and the cylinder 17 with its piston 16 each represent a gas pressure spring, which in the circuit provided here serves as return springs for the electromagnetic system. The gas pressure spring formed by the piston-cylinder unit 6, 7 represents the closing spring S for the gas exchange valve 4. The piston-cylinder unit 16, 17 accordingly represents the opening spring Ö. If both gas pressure springs are subjected to a predetermined, for example equal, pressure, then the armature 11 assumes the central position shown when the electromagnets 9, 10 are de-energized. If the armature 11 is brought into contact with the closing magnet 9 by oscillation or by special starting measures, then the pressure increases accordingly.
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in der Öffnerfeder. Wird nun der Schließmagnet 9 stromlos gesetzt, dann beschleunigt die Öffnerfeder den Anker 11 in Richtung auf den Öffnermagneten 10, wobei sich nach dem Überschwingen über die Mittellage der Gasdruck in der Schließfeder entsprechend der zunehmenden Annäherung des Ankers 11 an die Polfläche des Öffnermagneten 10 erhöht. Beim überschwingen über die Mittellage wird der Öffnermagnet 10 bestromt, so daß das sich aufbauende Magnetfeld den Anker 11 fängt und an der Polfläche 12 des Öffnermagneten zur Anlage bringt, und das Gaswechselventil 4 entsprechend der durch die Steuereinrichtung 19 vorgegebenen Bestromungszeit in Öffnungsstellung gehalten wird. Soll das Gaswechselventil 4 geschlossen werden, dann wird in umgekehrter Reihenfolge der Öffnermagnet stromlos gesetzt und entsprechend der Schließmagnet 9 beströmt. Die hierdurch mögliche Hin- und Herbewegung des Ankers und des Gaswechselventils erfolgt dann entsprechend dem der Steuereinrichtung durch die Motordrehzahl vorgegebenen Takt. Die jeweils der Elektromagnetanordnung zugekehrten Bereiche der Zylinder 7 weisen zweckmäßigerweise jeweils Belüftungsöffnungen 20 auf, um hier Beeinträchtigungen im Bewegungsverhalten des Ankers bei einem gekapselten Magnetsystem zu vermeiden.in the opening spring. If the closing magnet 9 is now de-energized, then the opening spring accelerates the armature 11 in the direction of the opening magnet 10, whereby after the overshoot over the middle position the gas pressure in the closing spring increases in accordance with the increasing approach of the armature 11 to the pole face of the opening magnet 10. When the overshoot over the middle position the opening magnet 10 is energized so that the magnetic field that builds up catches the armature 11 and brings it into contact with the pole face 12 of the opening magnet, and the gas exchange valve 4 is held in the open position in accordance with the energization time specified by the control device 19. If the gas exchange valve 4 is to be closed, then the opening magnet is de-energized in the reverse order and the closing magnet 9 is energized accordingly. The back and forth movement of the armature and the gas exchange valve that is possible as a result of this then takes place in accordance with the cycle specified by the engine speed for the control device. The areas of the cylinders 7 facing the electromagnet arrangement expediently each have ventilation openings 20 in order to avoid impairments in the movement behavior of the armature in an encapsulated magnet system.
Um nun die Stellung des Ankers 11 in bezug zu den jeweiligen Polflächen 12 der Elektromagneten 9 bzw. 10 feststellen zu können, ist in wenigstens einem der Druckräume, beispielsweise im Zylinder 7, ein Drucksensor 26 angeordnet, dessen Signalleitung ebenfalls ebenfalls auf die Steuereinrichtung 19 aufgeschaltet ist. Damit ist es möglich, über den Druck oder 0 aber auch über die zeitabhängige Änderung des Druckes eine Aussage über die Stellung des Ankers bei seiner Annäherung gegenüber der Polfläch 12 des jeweils fangenden Magneten zu treffen und dieses Signal bei der Steuerung der Bestromung des fangenden Magneten zu berücksichtigen. Hierbei ist es 5 auch möglich, im Zylinder 17 ebenfalls einen entsprechenden Drucksensor anzuordnen, so daß aus der Überlagerung der beiden Signale (Anstieg des Drucks in einem Zylinder und ent-In order to be able to determine the position of the armature 11 in relation to the respective pole faces 12 of the electromagnets 9 and 10, a pressure sensor 26 is arranged in at least one of the pressure chambers, for example in the cylinder 7, the signal line of which is also connected to the control device 19. This makes it possible to use the pressure or 0 but also the time-dependent change in pressure to make a statement about the position of the armature as it approaches the pole face 12 of the respective capturing magnet and to take this signal into account when controlling the current supply to the capturing magnet. In this case, it is also possible to arrange a corresponding pressure sensor in the cylinder 17, so that the superposition of the two signals (increase in pressure in a cylinder and corresponding
sprechender Anfall des Drucks im anderen Zylinder) die Zuverlässigkeit der Anzeige erhöht werden kann.corresponding increase in pressure in the other cylinder) the reliability of the display can be increased.
Ein weiterer Vorteil der Anordnung derartiger Drucksensoren besteht darin, daß der jeweils für die beiden Zylinder 7 und 17 erfaßte Druck auch für die Ansteuerung der Ventile 7.2 und 17.2 herangezogen werden kann, wenn beispielsweise bei ansteigender Drehzahl die Druckbeaufschlagung erhöht und bei fallender Drehzahl die Druckbeaufschlagung entsprechend reduziert werden mußA further advantage of the arrangement of such pressure sensors is that the pressure recorded for the two cylinders 7 and 17 can also be used to control the valves 7.2 and 17.2, for example if the pressure must be increased when the speed increases and reduced accordingly when the speed falls.
Wird nun der Motor stillgesetzt, dann werden auch die Stellantriebe der zugehörigen Ventile 7.2 und 17.2 inaktiviert, so daß günstigstenfalls beide Gasdruckfedern über den Restgasdruck im System mit dem gleichen Druck beaufschlagt werden, so daß die in Fig. 1 dargestellte Mittelstellung eingenommen wird. Ist das Steuerungssystem so getroffen, daß die Gasdruckfedern bei Stillstand der Kolbenbrennkraftmaschine drucklos gesetzt werden, dann sinkt das Gaswechselventil 4 0 sogar in die volle Offenstellung ab und kann hierbei, je nach Position des Ankers, auf dem Kolbenboden zur Anlage kommen, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist.If the engine is now stopped, the actuators of the associated valves 7.2 and 17.2 are also deactivated, so that in the best case both gas pressure springs are subjected to the same pressure via the residual gas pressure in the system, so that the middle position shown in Fig. 1 is assumed. If the control system is designed in such a way that the gas pressure springs are depressurized when the piston internal combustion engine is stopped, the gas exchange valve 4 0 even sinks to the fully open position and can, depending on the position of the armature, come to rest on the piston crown, as is indicated in Fig. 1.
Sieht man jedoch, wie in Fig. 2 dargestellt, eine mechanische Positionierfeder 27 vor, die das Gaswechselsystem in Schließrichtung beaufschlagt, dann kann bei Stillstand der Kolbenbrennkraftmaschine und gleichzeitigem Drucklossetzen der beiden Gasdruckfedern Ö und S der Anker 11 an der Polfläche 12 des Schließmagneten 9 zur Anlage gebracht werden. Durch eine 0 entsprechende Anfahrstrategie kann dann beim Starten der KoI-benbrennkraftmaschine jedes Gaswechselventil in die für den zugehörigen Arbeitstakt notwendige Position aus der Schließstellung herausgeführt werden, da eine Bewegung des Gaswechselventils in der ersten Anlaufphase unmittelbar über eine entsprechend wechselnde Druckbeaufschlagung der Gasdruckfedern erfolgen kann, so daß zumindest für die ersten Umdrehungen in dieser Phase das Gaswechselventil zusätzlich zur ma-However, if, as shown in Fig. 2, a mechanical positioning spring 27 is provided which acts on the gas exchange system in the closing direction, then when the piston internal combustion engine is at a standstill and the two gas pressure springs Ö and S are simultaneously released from the pressure, the armature 11 can be brought into contact with the pole face 12 of the closing magnet 9. By means of a corresponding starting strategy, each gas exchange valve can then be moved out of the closed position into the position required for the corresponding working cycle when the piston internal combustion engine is started, since a movement of the gas exchange valve in the first start-up phase can take place directly via a correspondingly changing pressure application to the gas pressure springs, so that at least for the first revolutions in this phase the gas exchange valve is in addition to the mechanical
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gnetischen Kraftwirkung der Öffner- und Schließmagneten des elektromagnetischen Aktuators zwangsgeführt werden kann.magnetic force of the opening and closing magnets of the electromagnetic actuator.
Die mechanische Positionierfeder 27 ist in Fig. 2 schematisch als Schraubendruckfeder dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, Blattfedern oder sonstige entsprechend geformte Biegefedern einzusetzen, wobei je nach Konstruktion des Aktuators und der Kopplung zwischen Aktuator und Gaswechselventil auch eine Zugfeder als mechanische Positionierfeder in Betracht kommen kann.The mechanical positioning spring 27 is shown schematically in Fig. 2 as a helical compression spring. However, it is also possible to use leaf springs or other appropriately shaped bending springs, whereby depending on the design of the actuator and the coupling between the actuator and the gas exchange valve, a tension spring can also be considered as a mechanical positioning spring.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2764634A1 (en) * | 1997-06-15 | 1998-12-18 | Daimler Benz Ag | ACTUATION DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE VALVE VALVE |
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| WO2000073635A1 (en) * | 1999-05-27 | 2000-12-07 | Fev Motorentechnik Gmbh | Method for controlling the final position of a gas exchange valve actuated by an electromagnetic actuator in an internal combustion piston engine |
| FR2796200A1 (en) * | 1999-07-06 | 2001-01-12 | Siemens Ag | ELECTROMAGNETIC CONTROL, IN PARTICULAR FOR A VALVE FOR THE DISTRIBUTION OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
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| DE10003142A1 (en) * | 2000-01-26 | 2001-08-02 | Bayerische Motoren Werke Ag | Valve control for internal combustion engines with an electro-magnetic actuator equipped with gas springs |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2764634A1 (en) * | 1997-06-15 | 1998-12-18 | Daimler Benz Ag | ACTUATION DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE VALVE VALVE |
| EP0971099A1 (en) * | 1998-07-05 | 2000-01-12 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 | Electro-pneumatic actuator for valve drive, especially for a gas exchange valve in an internal combustion engine |
| WO2000073635A1 (en) * | 1999-05-27 | 2000-12-07 | Fev Motorentechnik Gmbh | Method for controlling the final position of a gas exchange valve actuated by an electromagnetic actuator in an internal combustion piston engine |
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| FR2796200A1 (en) * | 1999-07-06 | 2001-01-12 | Siemens Ag | ELECTROMAGNETIC CONTROL, IN PARTICULAR FOR A VALVE FOR THE DISTRIBUTION OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
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