DE10040544A1

DE10040544A1 - Variabler Ventiltrieb zur Laststeuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10040544A1
Application number: DE10040544A
Authority: DE
Inventors: Roland Amon
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2002-02-28

Abstract

Vorgeschlagen ist ein variabler Ventiltrieb (1) zur Laststeuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine. Dieser ist zwischen einem Nocken (16) einer Nockenwelle (17) und einem Einlaßventil (6) angeordnet. Er besteht aus einem Schlepphebel (2), einem Abstützelement (3) für den Schlepphebel (2), einem schwinghebelartigen Übertragungsglied (11) zwischen dem Nocken (16) und dem Schlepphebel (2) und aus Verstellmitteln zur Beeinflussung der Hubfunktion des Schlepphebels (2). Erfindungsgemäß ist das Abstützelement (3) gleichzeitig als Verstellmittel ausgebildet.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb zur Laststeuerung einer fremd gezündeten Brennkraftmaschine, der zwischen einem Nocken einer Nocken welle und zumindest einem Einlaßventil angeordnet ist, mit einem Schlepphe bel, einem in einer Aufnahme eines Zylinderkopfes angeordneten Abstützele ment für den Schlepphebel, einem Übertragungsglied und einem Verstellmittel zur Beeinflussung der Hubfunktion des Schlepphebels, wobei das Übertra gungsglied trieblich zwischen dem Nocken und dem Schlepphebel eingebaut ist und eine erste vom Nocken beaufschlagte sowie eine zweite auf den Schlepphebel einwirkende Angriffsfläche hat.

Hintergrund der Erfindung

Die Vorteile der drosselfreien Laststeuerung über variable bzw. vollvariable Ventiltriebe sind der Fachwelt hinreichend bekannt. Durch die Entdrosselung gelingt es, die ansonsten über weite Lastzustände der Brennkraftmaschine auftretenden Ansaugverluste auszuschalten.

So offenbart die DE 195 09 604 A1 einen vollvariablen Schwinghebeltrieb, dessen als weiterer Schwinghebel ausgebildetes Übertragungsglied von einem Exzenter im Bereich dessen Schwenklagerung verstellt werden kann. Das Übertragungsglied ist von einer Torsionsschenkelfeder als Lost-Motion-Feder beaufschlagt. Nachteilig ist es bei dem vorbekannten Ventiltrieb, dass sein Übertragungsglied bei Beaufschlagung und Verstellung einen sehr komplexen Bewegungsablauf durchläuft, der auslegungstechnisch/rechnerisch nur schwer zu beherrschen ist. Zudem erweist sich die Verstellung des Übertragungsglie des über den Exzenter im Bereich der Schwenklagerung als relativ aufwändig.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Ventiltrieb der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Abstützelement gleichzeitig als Verstellmittel ausgebildet ist.

Durch diese Maßnahme sind die eingangs beschriebenen Nachteile mit einfa chen Mitteln beseitigt. Besonderer Vorteil ist es, dass zur Realisierung des Erfindungsgedankens auf prinzipiell bekannte, abschaltbare Abstützelemente zumindest teilweise zurückgegriffen werden kann. Diese Elemente sollen vor zugsweise stufenlos höhenverstellbar ausgelegt sein. Hierzu bieten sich nicht näher genannte hydraulische, pneumatische, elektrische, elektromechanische, elektromagnetische und ähnliche Mittel an. Beispielsweise ist auch an einen Kugel-Rampen-Mechanismus, ein Schraubgetriebe u. ä. zur Höhenbeeinflus sung des Abstützelements gedacht.

Vorzugsweise soll der erfindungsgemäße Ventiltrieb vollvariabel ausgelegt sein, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn dieser im Bereich seiner Noc kenwelle mit einer Einrichtung zur Nockenwellenverstellung versehen ist.

Im Gegensatz zum beschreibungseinleitend zitierten Stand der Technik hat der Schlepphebel gemäß dieser Erfindung an seiner Oberseite eine Hubflanke, die von der zweiten Angriffsfläche am freien Ende des Übertragungsgliedes beauf schlagbar ist. Wird nunmehr das Abstützelement in Richtung seiner Aufnahme nach innen verstellt, so wird dem Einlaßventil nur noch ein Teil- oder Nullhub übermittelt.

Gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, die Hubflanke des Schlepphebels im Bereich deren Schließabschnitts so auszubil den, dass das Gaswechselventil langsam und somit verschleiß- und ge räuscharm in seinen Sitz geht. Dies wird durch einen in Schließrichtung gese hen degressiven Verlauf realisiert.

Eine Beaufschlagung des Übertragungsgliedes in Richtung Nocken ist über ein federartiges Zustellmittel wie eine Torsionsschenkelfeder vorgeschlagen. Denkbar sind jedoch auch alle anderen federartigen Mittel, wie beispielsweise Schrauben-, Blattfedern bzw. ferner auch pneumatische und ähnliche.

Ein besonders reibungsarmer Abgriff des Nockenhubes am Übertragungsglied ist dadurch geschaffen, dass die erste Angriffsfläche als vorzugsweise wälz gelagerter Rollenabgriff hergestellt ist. Gleiches gilt ebenfalls für die zweite Angriffsfläche, welche mit der Hubflanke des Schlepphebels kommuniziert. Denkbar sind in diesem Bereich jedoch auch Gleitabgriffe.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, den Ventiltrieb beispielsweise mit hydraulischen Mitteln zum Aus gleich des Ventilspiels zu versehen. Diese können aus einem auf ein Ende des Einlaßventils gesetzten hydraulischen Spielausgleichselement an sich be kannter Bauart bestehen, auf dessen Boden eine zugewandte Kontaktfläche des Schlepphebels einwirkt. Denkbar ist es jedoch auch, die Spielausgleichs maßnahmen am Abstützelement selbst zu treffen, so dass dieses dann hydrau lisch wirkend ausgelegt ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher beschrie ben. Es zeigen:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Ventiltrieb in einer schematischen Ansicht und

Fig. 2 den Ventiltrieb nach Fig. 1 mit einem hydraulischen Spielausgleichselement.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 offenbart einen variablen Ventiltrieb 1. Dieser dient zur Laststeuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine. Der Ventiltrieb 1 besteht aus ei nem Schlepphebel 2, der an einem Ende auf einem Abstützelement 3 ver schwenkbeweglich gelagert ist. An seinem anderen Ende wirkt der Schlepphe bel 2 über eine Kontaktfläche 4 auf ein Ende 5 eines Einlaßventils 6 im Hub sinn ein.

Der Schlepphebel 2 hat an seiner Oberseite 7 eine Hubflanke 8, auf die später näher eingegangen wird. Auf die Hubflanke 8 wirkt ein als zweite Angriffsfläche 9 bezeichneter Rollenabgriff 10 eines Übertragungsgliedes 11 ein. Das Über tragungsglied 11 erstreckt sich in etwa orthogonal zum Schlepphebel 2. Es ist als Schwinghebel hergestellt, der im Bereich seines der zweiten Angriffsfläche 9 abgewandten Endes auf einer Achse 12 verschwenkbeweglich gelagert ist. Des Weiteren besitzt das Übertragungsglied 11 an seiner dem Abstützelement 3 abgewandten Längsseite 13 einen als erste Angriffsfläche 14 bezeichneten weiteren Rollenabgriff 15. Die Rollenabgriffe 10, 15 sind gemäß dieser Ausge staltung über eine Wälzlagerung am Übertragungsglied 11 gehalten.

Auf den Rollenabgriff 15 wirkt ein Nocken 16 einer Nockenwelle 17 ein. Der Fachmann erkennt, dass bei Kontakt des Nockens 16 am Rollenabgriff 15 das Übertragungsglied 11 um die Achse 12 in Uhrzeigerrichtung segmentartig ver schwenkt wird. Eine ständige Anlage des Übertragungsglieds 11 am Nocken 16 ist über ein Zustellmittel 18 garantiert. Dieses ist als Torsionsschenkelfeder hergestellt.

Bei Nockenhub überfährt das Übertragungsglied 11 mit der zweiten Angriffsflä che 9 die Hubflanke 8 der Oberseite 7 des Schlepphebels 2. In Fig. 1 ist das Abstützelement 3 derartig über nicht näher dargestellte Schiebemittel in seiner Aufnahme 20 axial nach innen bzw. unten verlagert, dass dem Einlaßventil 6 kein bzw. nur ein geringer Öffnungshub übermittelt wird. Sind größere Hübe bzw. ein vollständiger Hub des Einlaßventils 6 gewünscht, so wird das Abstütz element 3 über sein Schiebemittel (siehe auch Vorteilsangaben zu den An sprüchen) axial in der Aufnahme 20 nach oben bewegt. Beim letztgenannten Fall erzwingt die in Richtung zur zweiten Angriffsfläche 9 verlagerte Hubflanke 8 eine große bzw. vollständige Öffnungsbewegung des Einlaßventils 6. Vorge sehen ist eine stufenlose Höhenveränderlichkeit. Denkbar ist es jedoch auch, das Abstützelement 3 schrittweise zu verlagern.

Vorteilhafterweise ist ein Schließabschnitt 21 der Hubflanke 8 so abgeflacht, dass dem Einlaßventil 6 eine degressive Schließgeschwindigkeit übermittelt wird. Somit ist mit einem sanften Aufsetzen in seinen Sitz zu rechnen.

Zeichnerisch nicht näher offenbart sind Mittel zum Ändern der Steuerzeiten, die beispielsweise stirnseitig der Nockenwelle 17 befestigt sind. Hier kann der Fachmann beispielsweise auf die ihm bekannten Axial- oder Rotationskolben versteller zurückgreifen. Somit ist nicht nur der Schließ- und Öffnungszeitpunkt des Einlaßventils sowie dessen Hubhöhe beeinflussbar, sondern die Phase selbst kann verschoben werden.

Fig. 2 offenbart, dass zwischen dem Ende 5 des Einlaßventils 6 und der Kontaktfläche 4 des Schlepphebels 2 ein hydraulisches Mittel 22 zum Ausglei chen des auftretenden Ventilspiels eingebaut sein kann. Dieses ist hier tas senförmig ausgebildet und wird im Zylinderkopf 23 geführt.

Bezugszahlen

1

Ventiltrieb

2

Schlepphebel

3

Abstützelement

4

Kontaktfläche

5

Ende

6

Einlaßventil

7

Oberseite

8

Hubflanke

9

zweite Angriffsfläche

10

Rollenabgriff

11

Übertragungsglied

12

Achse

13

Längsseite

14

erste Angriffsfläche

15

Rollenabgriff

16

Nocken

17

Nockenwelle

18

Zustellmittel

19

freies Ende

20

Aufnahme

21

Schließabschnitt

22

Mittel

23

Zylinderkopf

Claims

1. Variabler Ventiltrieb (1) zur Laststeuerung einer fremdgezündeten Brenn kraftmaschine, der zwischen einem Nocken (16) einer Nockenwelle (17) und zumindest einem Einlaßventil (6) angeordnet ist, mit einem Schlepphe bel (2), einem in einer Aufnahme (20) eines Zylinderkopfes (23) angeord neten Abstützelement (3) für den Schlepphebel (2), einem Übertragungs glied (11) und einem Verstellmittel zur Beeinflussung der Hubfunktion des Schlepphebels (2), wobei das Übertragungsglied (11) trieblich zwischen dem Nocken (16) und dem Schlepphebel (2) eingebaut ist und eine erste vom Nocken (16) beaufschlagte sowie eine zweite auf den Schlepphebel (2) einwirkende Angriffsfläche (14, 9) hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (3) gleichzeitig als Verstellmittel ausgebildet ist.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstütz element (3) in seiner Aufnahme (20) mit Schiebemitteln zum Beeinflussen dessen Höhe kommuniziert, wobei das Übertragungsglied (11) als einen ends auf einer Achse (12) gelagerter Schwinghebel hergestellt ist, der sich steil bis orthogonal auf eine dem Abstützelement (3) abgewandte Oberseite (7) des Schlepphebels (2) mit seinem freien Ende (19) erstreckt, welches die zweite Angriffsfläche (9) hat, wobei die Oberseite (7) des Schlepphebels (2) als von der zweiten Angriffsfläche (9) bei Nockenhub abtastbare Hub flanke (8) gefertigt ist.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertra gungsglied (11) in Nockenrichtung durch ein Zustellmittel (18) wie wenig stens eine Torsionsschenkelfeder beaufschlagt ist, die im Bereich dessen Achse (12) positioniert ist.

4. Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubflanke (8) des Schlepphebels (2) an ihrem Schließabschnitt (21) so abgeflacht ausgelegt ist, dass dem Einlaßventil (6) ein degressive Schließgeschwin digkeit übermittelt ist.

5. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste An griffsfläche (14), in etwa mittig oder in einem Umgebungsbereich einer Mit te, an einer dem Abstützelement (3) abgewandten Längsseite (13) des Übertragungsgliedes (111) angeordnet ist.

6. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Angriffsflächen (14, 9) des Übertragungsgliedes (11) als Rollenab griff (15, 10) gefertigt ist.

7. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken welle (17) mit einem Mittel zur Änderung der Steuerzeiten wie einem Axial- oder Rotationskolbenversteller versehen ist.

8. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Ventil trieb (1) hydraulische oder mechanische Mittel (22) zum Ausgleichen bzw. Einstellen eines Ventilspiels eingebaut sind.

9. Ventiltrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (22) zum Ausgleichen des Ventilspiels aus einem hydraulischen Spielausgleichs element bestehen, welches axial zwischen einem Ende (5) des Einlaßven tils (6) und einer zugewandten Kontaktfläche (4) des Schlepphebels (2) im Zylinderkopf (23) verläuft.