DE19922600A1 - Brennkraftmaschine mit variabler Nockenwellen-Synchronisation und mit einer Auslaßphase variabler Dauer - Google Patents

Abstract

Eine Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine weist ein variables Betriebssystem für das Auslaßventil (30) auf, mit dem die Dauer der Öffnung des Auslaßventils verändert werden kann. Weiterhin ist ein Nockenwellenantrieb (34) zur Rotation der die Ventile (28, 30) betreibenden Nockenwelle (32) und zur Anpassung der Rotations-Synchronisation der Nockenwelle in bezug auf die Kurbelwelle (18) vorhanden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer va­ riablen Nockenwellen-Synchronisation für die Einlaß- und Auslaßventile und mit einer Auslaßphase variabler Dauer, welche der variablen Nockenwellen-Synchronisation überlagert ist.

Den Konstrukteuren von automobilen Kolbenhub-Brennkraftma­ schinen ist es seit Jahren bekannt, daß Stickstoffoxide durch die Anwendung einer Abgas-Rückführung (exhaust gas re­ circulation EGR) kontrolliert werden können. Die meisten EGR-Systeme sind jedoch externer Art. Das heißt, daß das Ab­ gas durch das Ansaugrohr vom Auspuffkrümmer in den Motor ge­ leitet wurde. Dieses Prinzip erlaubt indes keine besonders gute Regelung der EGR, und zwar insbesondere nicht bei Moto­ ren, bei denen ein höherer Ansaugdruck die Regel ist (z. B. Turbolader und andere Auflademotoren). Auch bei selbstan­ saugenden Motoren sind hohe EGR-Raten schwer zu handhaben, da die Verbrennungsstabilität typischerweise rasch mit stei­ gender EGR-Rate abnimmt.

Die vorliegende Erfindung erlaubt eine interne EGR durch ei­ ne dual gleiche (dual equal) Phasenverschiebung der Nocken­ welle (dual equal camshaft phase shifting) bei gleichzeiti­ ger Erzielung von Vorteilen durch eine Auslaßphase variabler Dauer. Die Regelung der Nockenwellen-Synchronisation erlaubt eine massive EGR, die mit Vorteilen in Form reduzierter Stickstoffoxide (NOx) sowie reduzierten Kraftstoffverbrauchs bei exzellenter Verbrennungsstabilität einhergeht. Ein zu­ sätzlicher Vorteil wird durch eine Auslaßphase dualer oder variabler Dauer insofern erreicht, als der Motor bei gerin­ ger Last und kleinen Drehzahlen mit einer verzögerten Syn­ chronisation und einer kurzen Auslaßphase betrieben werden kann bzw. im kalten Zustand und bei geringer Drehzahl unter weit geöffneter Drosselklappe (Vollgas) mit einer kurzen Auslaßphase und einer Basis-Synchronisation betrieben werden kann. Bei hohen Motordrehzahlen kann die Nockenwelle mit der Basis-Synchronisation und längerer Zeitdauer der Auslaßphase betrieben werden, um eine höhere Motorleistung zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich erlaubt die Auslaßphase mit zwei Zeitdauern eine bessere Optimierung der Synchronisation der Öffnung des Auslaßventils, wodurch bei geringeren Drehzahlen die Drehmomentabgabe des Motors verbessert wird.

Eine gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildete Viertakt- Hubkolben-Brennkraftmaschine weist einen Zylinderblock mit wenigstens einem Zylinder, einem Kolben, einer Kurbelwelle, einer den Kolben mit der Kurbelwelle verbindenden Pleuel­ stange, einem Ansaugrohr und mit den Zylinder bedienenden Einlaß- und Auslaßtellerventilen auf. Weiterhin weist der Motor einen Zylinderkopf auf, welcher auf dem Zylinderblock angebracht ist, um den Zylinder abzuschließen, sowie eine Nockenwelle zur Betätigung der Einlaß- und Auslaßventile. Die Nockenwelle wird von einem Nockenwellenantrieb angetrie­ ben, welcher die Nockenwelle dreht und die Synchronisation der Rotation der Nockenwelle in bezug auf die Kurbelwelle anpaßt. Das heißt, daß der Motor eine variable Nocken- Synchronisationsvorrichtung aufweist. Die Nockenwelle hat eine Basis-Synchronisation, gegenüber der die Synchronisati­ on verzögert werden kann.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung verän­ dert ein Betriebssystem für das variable Auslaßventil die Zeitdauer der Öffnung des Auslaßventils unabhängig von der Nockenwellen-Synchronisation. Ein Regler betreibt schließ­ lich den Nockenwellenantrieb und das Betriebssystem des Aus­ laßventils derart, daß sowohl die Synchronisation der Noc­ kenwelle kontinuierlich variabel geregelt als auch die Zeit­ dauer der Öffnung des Auslaßventils in einer von zwei Moden betrieben wird.

Der Regler des Motors kann den Nockenwellenantrieb und das Betriebssystem des Auslaßventils derart betreiben, daß die Nockenwellen-Synchronisation bei geringeren bis mittleren Motorlasten im allgemeinen verzögert wird, und daß das Aus­ laßventil bei kleinen Motordrehzahlen mit vergleichsweise kürzerer Dauer und bei höheren Motordrehzahlen mit ver­ gleichsweise längerer Dauer betrieben wird.

Ein erfindungsgemäßer Motor kann weiterhin ein Regelventil für die Ladungsbewegung enthalten, welche das Drehmoment der in den Zylinder eintretenden Ladung verändert, oder eine Führungsmaske, welche den Fluß entlang des Einlaßventils lenkt, bis das Einlaßventil sich um mehr als 30 bis 40% sei­ nes totalen Hubes geöffnet hat.

Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt der Betrieb einer Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Zylinderblock mit wenigstens einem Zylinder und ande­ ren mechanischen Elementen gemäß der obigen Motorbeschrei­ bung die folgenden Schritte:

Messung einer Mehrzahl von Betriebsparametern des Motors, worunter mindestens die Motordrehzahl enthalten ist,
Bestimmung der Motorlast, und
Regelung der Nockenwellen-Synchronisation und der Dauer des Auslaßventils als Reaktion auf die gemessenen Werte der Mo­ torparameter und der bestimmten Motorlast, um die Restmenge des Abgases im Motorzylinder zu kontrollieren.

Nach diesem Verfahren kann die Synchronisation der Nocken­ welle bei geringer Motordrehzahl und geringen bis mittleren Lasten verzögert bzw. bei Vollasten vorauseilend sein, sowie bei hoher Motordrehzahl und Vollast geringfügig verzögert sein. Außerdem kann das Auslaßventil mit längerer oder kür­ zerer Zeitdauer bei jeder Motordrehzahl und bei jedem Verzö­ gerungsgrad der Nockenwellen-Synchronisation betrieben wer­ den. Vorzugsweise werden die Auslaßventile bei geringen Mo­ tordrehzahlen mit kürzerer Zeitdauer und bei höheren Mo­ tordrehzahlen mit längerer Zeitdauer betrieben. In diesem Zusammenhang bedeutet der Ausdruck "geringe Motordrehzahl" im allgemeinen Motordrehzahlen unterhalb von ca. 3000 U/min. "Hohe Drehzahl" bedeutet daher im allgemeinen Motordrehzah­ len oberhalb 3000 U/min. "Geringe Last" bedeutet eine Motor­ last unterhalb ca. 2 bar mittleren induzierten Druckes (bra­ ke mean effective pressure BMEP). "Mittlere Last" bedeutet eine Motorlast zwischen 2 und 6 bar BMEP. "Hohe Last" bedeu­ tet schließlich Lasten oberhalb 6 bar bis einschließlich vollständig geöffneter Drosselklappe (Vollgas).

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein erfindungsgemäßer Motor bei sehr geringen Mengen von NOx im Zuführgas, bei hervorragender Kraftstoffersparnis und bei hervorragender Verbrennungsstabilität betrieben werden kann.

Dabei bezeichnet der Ausdruck "Zuführgas" die den Motor ver­ lassenden Gase bevor sie durch irgendeine Art von Nachbe­ handlungsvorrichtung behandelt werden.

Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der erfindungsgemäß konstruierte und betriebene Motor durch das System der variablen Dauer des Auslaßventils nicht nur wenig NOx, sondern auch exzellente Aufwärm-Charak­ teristiken aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren beispiel­ haft erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Motors mit va­ riabler Nockenwellen-Synchronisation und variabler Dauer der Auslaßphase gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 einen Mechanismus zur Erzeugung der erfindungsgemä­ ßen Auslaßphase variabler Dauer. Diese Vorrichtung ist einer Ventilbetätigung ähnlich, welche in der US-5,653,198 be­ schrieben ist, deren Offenbarung hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird;

Fig. 3 eine Führungsmaske, welche nach einer Variante der Erfindung am Zylinderkopf eingesetzt wird;

die Fig. 4A bis 4D vier verschiedene Synchronisationsdia­ gramme, welche die Kombinationen von variabler Dauer der Auslaßphase und der Nockenwellen-Synchronisation gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;

Fig. 5 den Ventilstößel gemäß Fig. 2 in einer Betriebsart mit langer Dauer;

Fig. 6 den Ventilstößel gemäß Fig. 2 in einer Betriebsart mit kurzer Dauer;

Fig. 7 die Charakteristik der Ventilöffnung eines Ventil- Betriebssystems nach den Fig. 2 und 5 bis 6;

Fig. 8 drei nach einer Variante der Erfindung zum Betrieb jedes Auslaßventils angewendete Nockenvorsprünge.

Wie in Fig. 1 erkennbar ist, enthält der Motor 10 einen Zy­ linderblock 12 mit einem Zylinder 14 und einem hin- und her­ bewegbar darin angebrachten Kolben 16. Die Pleuelstange 20 verbindet den Kolben 16 und die mit 18 bezeichnete Kurbel­ welle. Der Motor wird durch ein Ansaugrohr 24 mit Luft ver­ sorgt, in welchem ein Regelventil 26 für die Ladungsbewegung (charge motion control valve CMCV) angebracht ist. Der Zweck des CMCV 26 ist es, selektiv das Drehmoment der in den Zy­ linder 14 eintretenden Ladung zu erhöhen. Im Rahmen der vor­ liegenden Erfindung kann der Motor jedoch auch ohne ein CMCV 26 ausgebildet sein.

Ansaugluft wird in den Zylinder 14 durch ein Einlaßventil 28 eingelassen, welches mittels eines Einlaßstößels 40 und ei­ ner mit 32 bezeichneten Nockenwelle betätigt wird. Der Noc­ kenwellenantrieb 34 dreht die Nockenwelle 32 und synchroni­ siert die Nockenwelle 32 in bezug auf die Kurbelwelle 18. Für den Nockenwellenantrieb 34 kann der Fachmann jeden be­ kannten Mechanismus für einen Nockenwellenantrieb einsetzen. Derartige Mechanismen schließen bekannte mechanische, elek­ trische, hydromechanische und andere Typen von Antrieben va­ riabler Drehzahl und variabler Phase ein.

Der Nockenwellenantrieb 34 wird erfindungsgemäß dazu verwen­ det, die Nockenwellen-Synchronisation in Reaktion auf Befeh­ le vom Motorregler 46 in kontrollierbarer Weise zu verzö­ gern. Das Ausmaß der Verzögerung und der Betrieb des Nocken­ wellenantriebs 34 wird in der unten beschriebenen Fig. 4 veranschaulicht.

Ein Auslaßstößel 42, welcher in den Fig. 2 und 5 bis 6 detaillierter dargestellt ist, sorgt für eine Auslaßphase variabler Zeitdauer. Dies ist wichtig, da z. B. für eine Aus­ laßphase kurzer Zeitdauer während des Kaltstartes eine ge­ ringere Überlappung der Ventile vorhanden ist, aus welchem effektiv ein frühes Schließen des Auslaßventils resultiert, das das Leerlaufverhalten verbessert. Weiterhin tritt bei kurzer Auslaßphase ein verhältnismäßig spätes Öffnen des Auslaßventils auf, welches die Oxidation der Kohlenwasser­ stoffe im Zylinder unterstützt, bevor diese Gase am Auslaß­ ventil 30 vorbei in den Auspuffkanal übertreten. Fig. 7 ist ein Diagramm, welches die Ventilöffnung als Funktion der Po­ sition der Kurbelwelle für den Auslaßstößel 42 zeigt. Bei einem Betrieb mit kurzer Zeitdauer öffnet das Auslaßven­ til 30 später und schließt früher als während eines Betriebs mit langer Zeitdauer. Außerdem ist das Ausmaß der Ventilöff­ nung während der kurzen Auslaßphase reduziert. Die Nocken­ wellenvorsprünge für die kurze Zeitdauer sind in Fig. 8 als Nockenvorsprünge 51 dargestellt; der einzige Vorsprung für die lange Zeitdauer ist als Vorsprung 50 dargestellt.

Der Auslaßstößel 42 ermöglicht eine variable Zeitdauer für die Auslaßphase, welche unabhängig von der Nockenwellen- Synchronisation regelbar ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, hat der Auslaßstößel 42 einen Stößelfinger 58, welcher schwenkbar innerhalb eines Außenkörpers 62 angeordnet ist, der von einem Stab 38 des Auslaßventils 30 getragen wird. Wie aus den Fig. 5 und 6 besser erkennbar ist, kann der Stößelfinger 58 durch einen Verriegelungsbolzen 54 selektiv am Außenkörper 62 arretiert werden. Ein Spulenmotor 56 dreht den Arm 60 derart, daß der Verriegelungsbolzen 54 axial in den Außenkörper 62 in die in Fig. 5 gezeigte Position ge­ schoben wird.

Wenn der Auslaßstößel 42 in dem in Fig. 5 dargestellten Mo­ dus bzw. in der dargestellten Position ist, sitzt der Noc­ kenvorsprung 50, welcher der Vorsprung für die lange Zeit­ dauer ist, auf einer Walze 64. In diesem Modus hat keiner der Nockenvorsprünge 51 Kontakt zum Stößel 42. Wenn jedoch der Spulenmotor 56 stromlos ist, nimmt der Verriegelungsbol­ zen 54 eine in Fig. 6 dargestellte Position ein. Als Folge hiervon wird sich ein Stößelfinger 58 unter Anspannung und Entspannung der Torsionsfeder 57 vor und zurück bewegen, und die Nockenvorsprünge 51 können ungehindert unmittelbar auf den Unterlagen 63, welche ein integraler Bestandteil des Au­ ßenkörpers 62 sind, reiten, um die in Fig. 7 dargestellte Phase kurzer Zeitdauer zu erzeugen.

Fig. 3 veranschaulicht eine Führungsmaske nach einer ande­ ren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Ein Zylinder­ kopf 22 mit einer Zündkerze 66, dem Auslaßventil 30 und dem Einlaßventil 28 hat eine Maske 68, welche im wesentlichen eine zylindrische Einfassung eines Abschnittes von ungefähr 180° um das Einlaßventil 28 herum bildet. Zweck der Füh­ rungsmaske 68 ist es, eine Richtungskontrolle der in den Zy­ linder 14 eintretenden Luft zu bewirken, bis das Einlaßven­ til sich um mehr als 30 bis 40% seines Gesamthubes geöffnet hat. Auf diese Weise wird die Ladungsbewegung stark vergrö­ ßert und erlaubt im Rahmen der vorliegenden Erfindung einen höheren Grad an EGR. Ähnlich wie bei dem CMCV kann der Motor im Rahmen der vorliegenden Erfindung indes auch ohne eine Führungsmaske hergestellt und betrieben werden, da nicht al­ le Motoren die von der Führungsmaske und dem CMCV bereitge­ stellte verstärkte Ladungsbewegung erfordern.

Die den Motor 10 verlassenden Gase passieren eine Nachbe­ handlungsvorrichtung 44, welche entweder einen Zweiwegekata­ lysator, einen Oxidationskatalysator, eine NOx-Falle oder Kombinationen dieser Vorrichtungen in bekannter Weise ent­ halten können. Weiterhin kann die Vorrichtung 44 andere Ein­ richtungen wie z. B. thermische Reaktoren enthalten.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt ein Verfahren zum Betrieb des Motors die Messung einer Mehrzahl von Betriebsparametern des Motors, zu denen mindestens die Motordrehzahl gehört, sowie die Bestimmung der Motorlast ein. Zu diesem Zweck sind ein Sensor 48 für den Ansaugdruck und andere dem Fachmann bekannte Sensoren mit dem Regler 46 verbunden, welcher die Motorlast nach ei­ nem von einer Vielzahl dem Fachmann bekannter Verfahren be­ stimmt. Die bestimmte Last und, falls erwünscht, andere Be­ triebsparameter wie z. B. die Motordrehzahl werden zur Rege­ lung der Restmenge an Abgas im Motorzylinder verwendet. Das Regelungsschema wird im folgenden im Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert.

Fig. 4 veranschaulicht vier verschiedene Kombinationen von Zeitdauern der Auslaßventile und von Nockenwellen-Synchro­ nisationen. Jede der Fig. 4A bis 4D zeigt ungefähre Ven­ til-Synchronisationen; der Fachmann kann in bekannter Weise diese Synchronisationen in Abhängigkeit von Faktoren wie z. B. der Anzahl der Tellerventile auswählen. In den Fig. 4A bis 4D bedeutet die Abkürzung TDC "oberer Totpunkt" (top dead center) und die Abkürzung BDC "unterer Totpunkt" (bottom dead center). Die Abkürzung EVO bedeutet "Öffnung des Auslaßventils" (exhaust valve opening), und EVC bedeutet "Schließen des Auslaßventils" (exhaust valve closing). IVO bedeutet schließlich "Öffnung des Einlaßventils" (intake valve opening) und IVC bedeutet "Schließen des Einlaßven­ tils" (intake valve closing).

Fig. 4A veranschaulicht den Fall der Basis-Synchronisation (d. h. ohne Verzögerung der Nockenwelle) in Verbindung mit einer kurzen Auslaßphase. Die Synchronisation nach Fig. 4A könnte verwendet werden, wenn der Motor kalt ist oder bei geringer Drehzahl, wenn der Motor bei hoher bis maximaler Last ist. Eine kurze Auslaßphase mit nur 12° Überlappung zwischen IVO und EVC unterstützt ein gutes Leerlaufverhalten und vermeidet gleichzeitig Probleme, die mit einem langen Überlappen der Ventile bei geringen Drehzahlen verbunden sind. Im Gegensatz zu Fig. 4A veranschaulicht Fig. 4 D den Fall von 50° (das Ausmaß der Verzögerung wird in Winkelgra­ den der Kurbelwelle gemessen) verzögerter Nockenwellen-Syn­ chronisation in Verbindung mit einer langen Auslaßphase. Diese Kombination kann vorteilhafterweise bei mittleren Mo­ torlasten und kleinen Drehzahlen angewendet werden. Die um 50° verzögerte Nockenwellen-Synchronisation erzeugt ein sehr hohes Maß an interner EGR, während die lange Auslaßphase so­ wohl für geringe als auch hohe Drehzahlen bei mittlerer Last geeignet ist. Fig. 4 C zeigt eine um 20° verzögerte Noc­ kenwellen-Synchronisation und eine kurze Auslaßphase. Diese Kombination ist geeignet für geringe Lasten und kleine Mo­ tordrehzahlen. Fig. 4B zeigt schließlich die Basis-Synchro­ nisation der Nockenwelle und eine lange Auslaßphase. Diese Kombination ist geeignet für hohe Lasten bei Vollgas und bei höheren Motordrehzahlen. Die lange Auslaßphase arbeitet bei hohen Drehzahlen gut, und die Basis-Synchronisation für die Nockenwelle ist ebenfalls bei höheren Lasten wünschenswert.

Die genaue Kombination von Verzögerung der Nockenwelle und kurzer oder langer Auslaßphase kann vom Fachmann nach den individuellen Anforderungen des Fahrzeuges, in welches der Motor eingebaut wird, bestimmt werden. So könnte z. B. bei hoher Motordrehzahl und Vollast die Nockenwellen-Synchro­ nisation geringfügig verzögert werden.

Claims (15)

1. Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine enthaltend einen Zylinderblock mit wenigstens einem Zylinder (14), einem Kolben (16), einer Kurbelwelle (18), einer den Kolben mit der Kurbelwelle verbindenden Pleuelstange (20), ei­ nem Ansaugrohr (24), und mit den Zylinder bedienenden Einlaß- und Auslaß-Tellerventilen (28, 30), enthaltend:
einen auf dem Zylinderblock zum Abschluß des Zylinders angebrachten Zylinderkopf;
eine Nockenwelle (32) zur Betätigung der Einlaß- und Auslaßventile (28, 30);
einen Nockenwellenantrieb (34) zur Rotation der Nocken­ welle (32) und zur Anpassung der Rotations-Synchro­ nisation der Nockenwelle in bezug auf die Kurbelwel­ le (18), wobei die Nockenwelle eine Basis-Synchronisation besitzt;
ein variables Betriebssystem für das Auslaßventil (30) zur Veränderung der Zeitdauer der Öffnung des Auslaßven­ tils; und
einen Regler (46) zum Betrieb des Nockenwellenantriebs und des Betriebssystems des Auslaßventils, so daß sowohl die Synchronisation der Nockenwelle als auch die Dauer der Öffnung des Auslaßventils geregelt werden kann.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (46) den Nocken­ wellenantrieb (34) und das Betriebssystem des Auslaßven­ tils (30) derart betreibt, daß die Nockenwellen-Synchro­ nisation bei geringen bis mittleren Motorlasten allgemein verzögert sein wird, und daß das Auslaßventil bei kleinen Motordrehzahlen und geringen Lasten mit verhältnismäßig kürzerer Dauer sowie bei höheren Motordrehzahlen mit verhältnismäßig längerer Dauer betrieben wird.

3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (46) den Nocken­ wellenantrieb (34) derart betreibt, daß während eines Be­ triebs mit hohen Motorlasten die Nockenwellen-Synchro­ nisation allgemein auf die Basis-Synchronisation gesetzt wird und daß sie bei geringen bis mittleren Maschinenla­ sten verzögert wird.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (30) bei kleinen Motordrehzahlen in Verbindung mit entweder klei­ nen oder höheren Lasten mit einer verhältnismäßig kurzen Zeitdauer betrieben wird, und daß es mit verhältnismäßig längerer Zeitdauer bei kleiner Motordrehzahl in Verbin­ dung mit mittleren Lasten bzw. hoher Motordrehzahl bei allen Lasten betrieben wird.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (30) bei kleinen Motordrehzahlen in Verbindung mit höheren Lasten mit einer verhältnismäßig kurzen Zeitdauer und bei höhe­ ren Motordrehzahlen mit einer verhältnismäßig längeren Zeitdauer betrieben wird.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin ein Regelven­ til (26) für die Ladungsbewegung enthält, welches vom Regler (46) so betrieben wird, daß das Drehmoment der in den Zylinder eintretenden Ladung weiter verändert wird.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (26) der La­ dungsbewegung derart vom Regler (46) betrieben wird, daß während kleiner bis mittlerer Lasten das Regelventil ge­ schlossen und während höherer bis maximaler Motorlasten das Regelventil geöffnet ist.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Führungs­ maske (68) enthält, welche den Fluß durch das Einlaßven­ til (28) lenkt, bis das Einlaßventil sich um mehr als 30 bis 40% seines Gesamthubes geöffnet hat.

9. Verfahren zum Betrieb einer Viertakt-Hubkolben-Brenn­ kraftmaschine mit einem Zylinderblock mit wenigstens ei­ nem Zylinder (14), einem Zylinderkopf, einem Kol­ ben (16), einer Kurbelwelle (18), einer den Kolben mit der Kurbelwelle verbindenden Pleuelstange (20), einem Ansaugrohr (24), einer Nockenwelle (32), von der Nocken­ welle (32) betriebenen Einlaß- und Auslaß-Tellerven­ tilen (28, 30), einem Nockenwellenantrieb (34) zur Rota­ tion der Nockenwelle (32) und zur Anpassung der Rota­ tions-Synchronisation der Nockenwelle in bezug auf die Kurbelwelle (18), einem variablen Betriebssystem des Auslaßventils (30) zur Veränderung der Zeitdauer der Öffnung des Auslaßventils unabhängig von der Nockenwel­ len-Synchronisation, und einem Regler (46) zum Betrieb des Nockenwellenantriebs und des Betriebssystems für das Auslaßventil, enthaltend die Schritte:

• 1. Messung einer Mehrzahl von Betriebsparametern des Mo­ tors unter Einschluß mindestens der Motordrehzahl;
• 2. Bestimmung der Motorlast; und
• 3. Regelung der Nockenwellen-Synchronisation und der Dauer der Auslaßphase in Reaktion auf die Werte der gemessenen Motorparameter und der ermittelten Motor­ last, um die Restmenge des Abgases im Motorzylinder zu kontrollieren.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwellen-Synchro­ nisation bei geringen bis mittleren Lasten verzögert und bei Vollasten vorauseilend ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei hohen Lasten das Auslaß­ ventil (30) mit einer kürzeren Zeitdauer bei kleinen Mo­ tordrehzahlen und mit einer längeren Zeitdauer bei höhe­ ren Motordrehzahlen betrieben wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwellen-Synchro­ nisation unabhängig von der Zeitdauer der Öffnung des Auslaßventils geregelt wird.

13. Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine enthaltend einen Zylinderblock mit wenigstens einem Zylinder (14), einem Kolben (16), einer Kurbelwelle (18), einer den Kolben mit der Kurbelwelle verbindenden Pleuelstange (20), ei­ nem Ansaugrohr (24), und mit den Zylinder bedienenden Einlaß- und Auslaß-Tellerventilen (28, 30), enthaltend:
einen auf dem Zylinderblock zum Abschluß des Zylinders angebrachten Zylinderkopf;
eine Nockenwelle (32) zur Betätigung der Einlaß- und Auslaßventile (28, 30);
einen Nockenwellenantrieb (34) zur Rotation der Nocken­ welle (32) und zur Anpassung der Rotations-Synchro­ nisation der Nockenwelle in bezug auf die Kurbelwel­ le (18), wobei die Nockenwelle eine Basis-Synchronisation besitzt;
ein variables Betriebssystem für das Auslaßventil (30) zur Veränderung der Zeitdauer der Öffnung des Auslaßven­ tils unabhängig von der Nockenwellen-Synchronisation; und einem Regler (46) zum Betrieb des Nockenwellenan­ triebs (34) und des Betriebssystems des Auslaßven­ tils (30), um sowohl die Synchronisation der Nockenwelle als auch die Zeitdauer der Öffnung des Auslaßventils (30) zu kontrollieren, wobei der Regler (46) den Nockenwellen­ antrieb (34) und das Betriebssystem des Auslaßven­ tils (30) derart betreibt, daß die Nockenwellen-Synchro­ nisation allgemein bei geringen bis mittleren Motorlasten verzögert wird und daß das Auslaßventil bei kleinen Mo­ tordrehzahlen in Verbindung mit entweder geringen oder hohen Lasten mit verhältnismäßig kürzerer Zeitdauer und bei kleinen Motordrehzahlen in Verbindung mit mittleren Lasten sowie bei höheren Motordrehzahlen in Verbindung mit allen Lasten mit verhältnismäßig längerer Zeitdauer betrieben wird.

14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (46) den Nocken­ wellenantrieb (34) und das Betriebssystem der Auslaßven­ tile derart betreibt, daß die Nockenwellen-Synchro­ nisation allgemein bei kleinen bis mittleren Maschinenla­ sten verzögert wird, und daß das Auslaßventil bei kleinen Motordrehzahlen mit einer verhältnismäßig kürzeren Zeit­ dauer und bei höheren Motordrehzahlen mit einer verhält­ nismäßig längeren Zeitdauer betrieben wird.

15. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (32) drei Vorsprünge (50, 51) zur Betätigung jedes Auslaßven­ tils (30) aufweist, wobei zwei der genannten Vorsprün­ ge (51) für die Auslaßphase kurzer Zeitdauer und einer der Vorsprünge (50) für die Auslaßphase langer Zeitdauer vorgesehen ist.