[发明专利]内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及尤其机动车的一种内燃机、尤其柴油内燃机以及一种用于运行这样的内燃机的方法，该内燃机带有至少一个工作缸，其关联有至少一个进气门和排气门并且在其中使活塞来回地(oszillierend)在上止点(OT)和下止点(UT)之间运动，其中，活塞交替地随换气冲程(Ladungswechselhub)(其包括排气行程和进气行程)和工作冲程(其包括压缩行程和工作行程(Arbeitstakt))驱动曲轴，其中，根据曲轴角度在活塞的换气冲程中打开和关闭进气门和排气门。进气门和排气门在此由所谓的“混合的”的凸轮轴的凸轮来操纵。

背景技术

混合的凸轮轴的使用使能够由此降低在工作缸中的压缩，即在UT之后在换气冲程的终端处使至少一个进入阀的关闭时刻向后移动成使得先前在进气行程中所抽吸的新鲜气体量的一部分在压缩行程中通过该进气门又被排出。运行内燃机的该方式还以术语“米勒循环”来称呼。米勒循环对柴油空气混合物的均匀化能力和NO_x排放的有益效果是已知的。由于内燃机在米勒循环中的运行，然而工作缸的充气原则上恶化。但是该缺点可经由新鲜气体例如通过涡轮增压器或压缩机的加载来弥补。在此，例如增压压力在体积上在涡轮增压器的出口与内燃机的入口之间被调节成使得增压压力在每个米勒运行点中、也就是说在每个运用“米勒循环”的运行点中相应于在“进气门关闭”时刻在内燃机的工作缸中的理论压缩终了压力。对于调节、选择性地还有控制应用压力和/或温度和/或质量流量传感器或者这三个所提及的传感器类型的合适的组合传感器。

可根据米勒循环来运行的带有可变气门控制的柴油内燃机由文件DE 10 2006 042 912 A1已知。

发明内容

从该现有技术出发，本发明目的在于说明一种改进的内燃机。该内燃机尤其应通过改善的运行特性和/或通过更高的效率而出众。

根据本发明，该目的通过根据独立权利要求1的内燃机以及通过根据独立权利要求6的方法来实现。本发明的有利的设计方案是相应的从属权利要求的内燃且从本发明的接下来的说明中得出。

本发明基于该构思，即在根据文件DE 10 2006 042 912 A1的内燃机中借助于可变的凸轮轴可调节的排气门的打开持续时间必须强制性地缩短(与带有固定的控制时间的内燃机相比)，以便在向后调节进气门时避免内燃机的活塞与排气门(其强制性地与进气门共同被向后调节)的碰撞。这在内燃机在高转速和负荷下的运行中尤其可导致扫气问题，因为排气门的总打开持续时间对于气缸的充分扫气可能太少。

该缺点根据本发明应由此来避免，即可变的凸轮轴被构造成使得进气门的控制时间的调节不强制性地引起排气门的控制时间的相应的调节。

这种类型的内燃机相应地具有至少一个工作缸(其关联有分别至少一个进气门和排气门)和至少一个凸轮轴，其构造为所谓的“混合的”凸轮轴；也就是说该凸轮轴操纵不仅至少一个排气门而且进气门。此外，该凸轮轴构造为可变的凸轮轴，也就说其具有调节器，经由该调节器可调节进气门和排气门的气门控制时间。这种类型的内燃机相应地根据本发明由此来改进，即控制进气门和排气门的凸轮的相对位置可变。通过调节凸轮在凸轮轴的周缘上彼此占据的相对位置，存在使由这些凸轮所操纵的进气门和排气门的控制时间(一定程度上)脱耦并且因此彼此地独立地来调节其的的可能性。由此可更针对性地影响单个气门的控制时间，而不导致各个气门的控制时间的无意的变化。结果通过根据本发明的内燃机的设计方案可使单个气门的控制时间更好地匹配于内燃机的相应的运行状态，由此可产生改善的运行特性和/或更高的效率。

在根据本发明的内燃机的一优选的实施形式中，可由此来改变控制进气门和排气门的凸轮的相对位置，即凸轮轴包括构造为空心轴的外轴和布置在外轴内的内轴，其也可构造为实心轴，其中，外轴和内轴分别具有凸轮中的至少一个(优选固定地布置)，并且其中，外轴和内轴借助于调节器相对于彼此可旋转。这样的凸轮轴使能够利用相对小的结构上的耗费调节凸轮的相对位置。

在根据本发明的内燃机的一实施形式中可设置成，借助于调节器和根据本发明的可变的凸轮轴的设计实现仅一个或多个进气门或排气门的控制时间的调节而另外的一个/多个气门的控制时间不可变。通过该相对简单的改进方案已可避免上面关于由文件DE 10 2006 042 912 A1已知的缺点，例如通过仅将一个/多个进气门的控制时间向后调节，而不同时改变一个/多个排气门的控制时间。由此不再存在使由可变的凸轮轴所控制的排气门的打开持续时间相对于由固定的凸轮轴所控制的排气门的打开持续时间缩短的必要性。