DE102007041951A1

DE102007041951A1 - Stößelstangenmotor mit mehreren unabhängigen Spieleinstellvorrichtungen für jede Stößelstange

Info

Publication number: DE102007041951A1
Application number: DE102007041951A
Authority: DE
Inventors: Matthew Byrne Farmington Diggs
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2006-10-06
Filing date: 2007-09-04
Publication date: 2008-04-10
Also published as: CN101158297A; US7861680B2; US20080283011A1; US20080083382A1; US7424876B2; CN101158297B

Abstract

Ein Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit einem nockenwellen-betriebenen Ventiltrieb mit einer in einem Motorblock angeordneten Nockenwelle umfasst mindestens zwei Einlass- und/oder Auslassventile, wobei mehrere Ventile von einem gemeinsamen Stößel und Stößelstange betätigt werden, der mit einem Schlepphebel mit mehreren unabhängigen Spieleinstellvorrichtungen greift, die mit zugeordneten Kipphebeln verbunden sind. Der Stößel berührt den gemeinsamen Nocken und eine entsprechende Stößelstange, die mit einem sich hin- und herbewegenden Tassenstößel mit einer nachgiebigen Kupplung zu entsprechenden Kipphebeln greift.

Description

Hintergrund

1. Technisches Gebiet. Die vorliegende Offenbarung betrifft Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren mit Einlass- und/oder Auslassventilen, die durch eine in einem Motorblock mit einem zugeordneten Ventiltrieb angeordnete Nockenwelle betätigt werden
2. Stand der Technik. Herkömmliche Verbrennungsmotoren nutzen einen nockenwellen-betriebenen Ventiltrieb zum Betätigen von Einlass- und Auslassventilen, die den Austausch von Gasen in den zwischen dem Motorblock und dem Zylinderkopf gebildeten Brennräumen steuern. Motoren werden häufig nach der Position der Nockenwelle in Bezug auf die Ventile eingestuft, wobei Ventiltriebe mit oben liegender Nockenwelle von einer Nockenwelle im Zylinderkopf oberhalb der Ventile angetrieben werden und Stößelstangen-Ventiltriebe oder Ventiltriebe mit „Nockenwelle im Block" die Nockenwelle im Motorblock angeordnet aufweisen, wobei die Ventile mit Hilfe von Stößelstangen und Kipphebeln betätigt werden.

Moderne Stößelstangenmotoren mit vier Ventilen pro Zylinder umfassen zwei Einlassventile und zwei Auslassventile pro Zylinder. Jedes Ventilpaar wird gemeinsam von einem überbrückten Ventiltrieb betätigt, der einen durch eine einzelne Stößelstange mit einem Kipphebel verbundenen nockenwellen-betriebenen Stößel (auch als Ventilstößel oder Tassenstößel bezeichnet) umfasst, der eine mit dem Paar von Ventilen (Einlass oder Auslass) gekoppelte Brücke antreibt. Dieser überbrückte Ventiltrieb ist eine kostengünstige Konstruktion, die für viele Anwendungen annehmbare Leistung erzielt, wenngleich der Betrieb der beiden überbrückten Ventile nicht präzis synchronisiert ist, da die auf die Brücke ausgeübte Kraft nicht vollkommen zwischen den Ventilen ausgeglichen werden kann, die Ventile etwas unterschiedliche Federkräfte aufweisen können und die Ventilbauteile etwas unterschiedlichen Verschleiß erfahren können. Dies kann dazu führen, dass ein Ventil spät öffnet und/oder ein Ventil während des Schließens zuerst sitzt, was ein späteres Sitzen des anderen Ventils mit einer höheren Geschwindigkeit als gewünscht bewirkt. Zudem sind die Ventilschaftspitzen durch die Brücke mit höheren Belastungen an den Kanten belastet, was zu höheren Verschleißraten und möglichen Problemen bezüglich Geräusch, Vibration und Rauheit (NVH) führt. Während Systeme mit einer oben liegenden Nockenwelle (SOHC) und zwei oben liegenden Nockenwellen (DOHC) unabhängig gesteuerte Ventile zum Angehen einiger dieser Probleme aufweisen, sind die SOCH- und DOHC-Systeme erheblich teurer und weisen gegenüber einer Konstruktion mit Nockenwelle im Block eine große Baubreite auf.
Um verschiedene Vorteile gegenüber herkömmlichen Stößelstangen-SOHC- und DOCH-Motoren zu bieten, wurde ein Motor und Ventiltrieb mit dualen Stößelstangen-Stößeln und einer unabhängigen Ventilspieleinstellung entwickelt, wie sie in der gemeinsamen gehaltenen und parallel angemeldeten U.S. Pat Anmeldung Ser. Nr. 11/164,620 , eingereicht am 30. November 2005, beschrieben werden. Während diese für viele Anwendungen geeignet sind, kann die Anzahl an genutzten Stößelstangen zu Platzbeschränkungen bei Kanalpositionierung im Zylinderkopf führen.
Kurzdarlegung der Offenbarung
Ein Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit einem nockenwellen-betriebenen Ventiltrieb, bei dem eine Nockenwelle in einem Motorblock angeordnet ist, umfasst mindestens zwei Ventile, die durch einen gemeinsamen Nocken und einen zugeordneten Stößel betätigt werden, der mit mindestens einer Stößelstange verbunden ist, die einen mindestens zwei Kipphebelns zugeordneten Tassenstößel zum Betätigen der mindestens zwei Ventile betätigt.
Ausführungen umfassen einen Stößel, der mit einer einzigen Stößelstange greift, die mit einem zugeordneten Tassenstößel mit mehreren unabhängigen hydraulischen Spieleinstellvorrichtungen (HLA, vom engl. Hydraulic Lash Adjuster) zum Antreiben mehrerer Ventile, die einem einzelnen Zylinder mit den gleichen Steuerzeiten zugeordnet sind, verbunden ist.
Ein Verfahren zum Betätigen von mindestens zwei Gaswechselventilen, die einem einzelnen Zylinder in einem Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit einer in einem Motorblock angeordneten Nockenwelle zugeordnet sind, umfasst das Betätigen der mindestens zwei Gaswechselventile im Wesentlichen gleichzeitig mit Hilfe einer einzigen Stößelstange und mindestens zwei entsprechenden Kipphebeln, die mit einem gemeinsamen Schlepphebel verbunden sind. Der gemeinsame Schlepphebel kann das Spiel in Verbindung mit der Stößelstange, den Kipphebeln und den betätigten Ventilen unabhängig einstellen.
Mit einem Motor/Ventiltrieb, der mit der vorliegenden Offenbarung vereinbar ist, ist eine Reihe von Vorteilen verbunden. Zum Beispiel gleichen Ausführungen mit einer eigenen Spieleinstellung für jedes Ventil, das einer bestimmten Stößelstange/einem bestimmten Schlepphebel zugeordnet ist, thermische, verschleißbedingte und toleranzbedingte Wirkungen aus, um sicherzustellen, dass die Ventilbewegung während der ganzen Lebensdauer des Motors sehr nahe am Konstruktionszweck bleibt. Ein gemeinsamer Stößel und eine gemeinsame Stößelstange für einen gemeinsamen Ventilbetrieb mit unabhängigen Spieleinstellvorrichtungen sollte Geräusch, Schwingung und Rauheit in Verbindung mit dem mangelnden gemeinsamen Öffnen oder Schließen mehrerer Ventile und/oder deren unterschiedliche oder höher als geplante Sitzgeschwindigkeiten mindern oder beseitigen. Die vorliegende Offenbarung sieht eine gekoppelte, synchrone Bewegung für zugeordnete Ventile vor und ermöglicht einen individuellen Ausgleich von Ventilfederkraftunterschieden, Unterschieden bei Ventil-/Sitzverschleiß und Unterschieden aufgrund von nicht am Mittelpunkt zwischen Ventilmittellinien angelegter Kipphebelkraft, was zwangsweise zum Beispiel bei Verwenden einer Ventilbrückenkonstruktion eintritt. Ferner eliminieren die in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Strategien Verschleißmechanismen in Verbindung mit überbrückten Ventiltriebimplementationen, beispielsweise Neigen und Rollen der Brücke, was zu vermehrter Beanspruchung an der Brücken-/Kipphebelschnittstelle führt, was zu unerwünschtem Kontakt zwischen der Brücke und den Ventilschaftspitzen führt. Die Verwendung einer einzigen Stößelstange zum Betätigen mehrerer Ventile mit unabhängiger hydraulischer Spieleinstellung reduziert die Baubreite der Stößelstangen, um eine verbesserte Unterbringung von Kanälen im Zylinderkopf vorzusehen.
Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale in Verbindung mit der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungen im Zusammenhang mit den Begleitzeichnungen gesehen mühelos hervor.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt gemäß einer Ausführung einen Ventiltrieb mit einem Stößel, der eine einzelne Stößelstange mit einem dualen Tassenstößel in einem Verrennungsmotor greift;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer charakteristischen Ausführung eines Ventiltriebs mit vier Ventilen pro Zylinder, wobei jede Stößelstange mehrere Ventile mit unabhängiger Spieleinstellung betätigt; und
3 ist ein Querschnitt, der die Funktionsweise einer Ausführung mit einer dualen hydraulischen Spieleinstellvorrichtung veranschaulicht, die durch eine einzige Stößelstange betätigt wird.
Eingehende Beschreibung der bevorzugten Ausführung(en)
Wie der Durchschnittsfachmann verstehen wird, können verschiedene unter Bezug auf eine der Figuren veranschaulichte und beschriebene Merkmale mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren gezeigt werden, um Ausführungen hervorzubringen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind.
Die 1-3 zeigen den Betrieb eines Verbrennungsmotors und Ventiltriebs nach einer charakteristischen Ausführung. Ein Mehrzylinder-Verbrennungsmotor 10 ist mit Ausnahme verschiedener Ventiltriebbauteile, die hierin beschrieben werden, allgemein von herkömmlicher Konstruktion. Daher werden verschiedene herkömmliche Merkmale in Verbindung mit dem Motor und Ventiltrieb nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben. Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass die offenbarten Ventiltriebmerkmale bei verschiedenen Typen und Konfigurationen von Motoren, einschließlich aber nicht ausschließlich bei Kompressionszündungs- und Fremdzündungsmotoren, die zum Beispiel in einer „V"-Konfiguration oder einer Reihenkonfiguration angeordnet sind, verwendet werden können. Die Lehre der vorliegenden Offenbarung kann aber in beliebigen Anwendungen mit mehreren Einlass-/Auslassventilen verwendet werden, die gleichzeitig von einem einzigen Nocken und einer einzigen Stößelstange gesteuert werden. Während die charakteristischen Ausführungen unabhängig betätigbare hydraulische Spieleinstellvorrichtungen umfassen, kann die Lehre der vorliegenden Offenbarung analog auch auf einen Ventiltrieb mit mechanischer Spieleinstellung angewendet werden.
Der Mehrzylinder-Verbrennungsmotor 10 umfasst eine in einem Motorblock 14 angeordnete Nockenwelle 12 und kann als Motor mit Nockenwelle im Block bzw. Stößelstangenmotor bezeichnet werden. Jeder Zylinder 16 (wovon nur einer gezeigt wird) umfasst einen Hubkolben 18, der durch eine Pleuelstange 20 mit einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle verbunden ist. Ein Zylinderkopf 22 ist an dem Motorblock 14 befestigt und sieht (nicht dargestellte) herkömmliche Ansaug- und Auslasskanäle vor, die mit (nicht dargestellten) entsprechenden Kanälen im Zylinderkopf 22 verbunden sind, die den Gaswechselventilen 28 zugeordnet sind, welche Einlassventile 30, 32 sowie Auslassventile 36, 38 umfassen. Der Zylinderkopf 22 umfasst (nicht dargestellte) herkömmliche Teile wie Ventilführungen, Sitze, etc., die mit dem Betrieb der Gaswechselventile 28 in Verbindung stehen. Ein Einspritzventil 40 liefert als Reaktion auf ein von einem zugeordneten Motorsteuergerät vorgesehenes Signal Kraftstoff zu dem Zylinder 16. Auch wenn in 1 ein Direkteinspritzmotor gezeigt wird, kann der offenbarte Ventiltrieb in Motoren verwendet werden, die andere Kraftstoffeinspritzstrategien haben, einschließlich aber nicht ausschließlich zum Beispiel Kanaleinspritzung.
Der Motor 10 umfasst einen Ventiltrieb 50 zum Steuern des Einlassens von Luft und/oder Kraftstoff (bei kanaleingespritzten Motoren) in den Zylinder 16 und des Ablassens von Verbrennungsgasen. Der Ventiltrieb 50 umfasst Ventile 28, Ventilfedern 52, Kipphebel 54, Stößelstangen 56 und Stößel 58, die manchmal als Ventilstößel bezeichnet werden. Wie am besten in 2 dargestellt wird, umfasst die Nockenwelle 12 Nocken 70 zum Betätigen der Ventile 28. Pro Zylinder 16 umfasst die Nockenwelle 12 einen Nocken 76 zum Betätigen zugeordneter Einlassventile 30, 32 sowie einen Nocken 78 zum Betätigen zugeordneter Auslassventile 36 und 38. In den in den 1-3 dargestellten charakteristischen Ausführungen weist der Nocken 76 einen zugeordneten Stößel 82 auf, der mit einer einzelnen entsprechenden Stößelstange 88 gekoppelt ist, die einen entsprechenden Tassenstößel 90 antreibt, der mehreren Kipphebeln 100, 102 zugeordnet ist, um entsprechende mehrere Einlassventile 32, 30 gemeinsam zu betätigen. Analog weist der Nocken 78 einen zugeordneten Stößel 84 auf, der mit einer einzelnen entsprechenden Stößelstange 92 verbunden ist, die einen mehreren Kipphebeln 106, 108 zugeordneten Tassenstößel antreibt, um entsprechende mehrere Auslassventile 36, 38 zu betätigen.
Die Stößel 82, 84 bewegen sich angetrieben von Nocken 70 der Nockenwelle 12 in entsprechenden Bohrungen im Motorblock 14 hin und her und umfassen ein (nicht dargestelltes) Ausrichtungs- oder Drehsicherungsmerkmal, wie eine Fläche oder einen Keil, um eine Drehung in der Bohrung zu verhindern. Analog bewegen sich Tassenstößel 90, 94 in entsprechenden Bohrungen hin und her, die im Zylinderkopf 22, in dem Drehpunkt 126 und/oder einem (nicht dargestellten) separaten Träger, der am Zylinderkopf 22 und/oder an dem Drehpunkt 126 angebracht ist, positioniert sein können. Die Tassenstößel 90, 94 umfassen ebenfalls ein Drehsicherungsmerkmal, das ein gleitendes Einrücken ermöglicht, während es eine Drehung in der Bohrung verhindert. Wie unter Bezug auf 3 eingehender beschrieben wird, kann jeder Tassenstößel 90, 94 unabhängig betätigbare hydraulische Spieleinstellvorrichtungen zum Einstellen von Spiel in Verbindung mit der Stößelstange und gemeinsam angetriebenen Kipphebeln und Ventilen umfassen. Die Verbindungsstelle zwischen den Kipphebeln (100, 102; 106, 108) und entsprechenden Spieleinstellvorrichtungen der Tassenstößel 90, 94 ist bevorzugt eine nachgiebige Kupplung, beispielsweise ein „Elefantenfuß" oder eine ähnliche Vorrichtung, die dem Durchschnittsfachmann bekannt ist und näher unter Bezug auf 3 beschrieben wird.
Bei Betrieb berührt der Stößel 82 den Nocken 76 der Nockenwelle 12. Wenn die Nockenwelle 12 dreht, hebt der Nocken 76 den Stößel 82 und die zugeordnete Stößelstange 88, die entsprechende Kräfte auf den Tassenstößel 90 und die zugeordneten Kipphebel 100, 102 ausübt. Jeder Kipphebel 100, 102 schwenkt in einer einzigen Ebene um einen integralen Kugelgelenkdrehpunkt oder Schwenkpunkt 120, wobei die Kugel durch einen am Zylinderkopf 22 befestigten zugeordneten Drehpunkt 126, wie auf dem Gebiet bekannt ist, gelagert wird. Die Kipphebel 100, 102 setzen die im Allgemeinen aufwärts gerichtete Bewegung der Stößelstange 88 und des Tassenstößels 90 in eine im Allgemeinen abwärts gerichtete Bewegung um, um die Einlassventile 30, 32 zum Öffnen der Einlasskanäle gegen zugeordnete Federn 52 zu bewegen. Wenn die Nockenwelle 12 weiter dreht, folgt der Stößel 82 dem Profil des Nocken 76 und beginnt eine im Allgemeinen abwärts gerichtete Bewegung, so dass die zugeordneten Federn 52 die Einlassventile 30, 32 schließen. Die Betätigung der Auslassventile 36, 38 läuft in ähnlicher Weise beruhend auf dem Profil des Nocken 78 weiter ab, der den Stößel 84, die Stößelstange 92, den Tassenstößel 94 und die Kipphebel 106, 108 betätigt.
Wie in den 1-3 dargestellt wird, umfasst ein Verfahren zum Betreiben des Motors 10 und des Ventiltriebs 50 das Betätigen von mindestens zwei Gaswechselventilen, beispielsweise den Einlassventilen 30, 32 oder Auslassventilen 36, 38, wobei im Wesentlichen gleichzeitig eine einzelne entsprechende Stößelstange (88 oder 92) und Kipphebel (100, 102; oder 106, 108) verwendet werden, die mit einem gemeinsamen Stößel (82 oder 84) verbunden sind. Wie unter Bezug auf 3 dargestellt und beschrieben wird, kann jeder Tassenstößel 90, 94 mehrere unabhängig betätigbare hydraulische Spieleinstellvorrichtungen umfassen, um Spiel in Verbindung mit der gemeinsamen Stößelstange und der entsprechenden Kipphebel- und Ventilanordnung unabhängig einzustellen. Alternativ kann eine mechanische Spieleinstellung vorgesehen werden, wobei eine einzelne Stößelstange und Stößel zwei oder mehr Spieleinstellvorrichtungen und zugeordnete Kipphebel betätigen. Eine herkömmliche mechanische Spieleinstellung kann eine Schraubeneinstelleinrichtung am Kipphebel an dem Stößelstangenende verwenden. Die Stößelstange ist typischerweise ein Kugeltopfende, wobei die Kipphebeleinstelischraube ein Kugelende aufweist, das mit einer Mutter fixiert wird.
3 ist ein Querschnitt, der einen charakteristischen Tassenstößel mit mindestens zwei unabhängigen hydraulischen Spieleinstellvorrichtungen zeigt, der mit einer einzelnen Stößelstange und Stößel zur Verwendung in einem Ventiltrieb nach der vorliegenden Offenbarung greift.
Der Stößel 58 ist ein Ventilstößel, der eine zur Drehung um eine an dem Gehäuse oder Körper 154 befestigte Achse 152 angebrachte Rolle 150 aufweist. Ein Lager 156 oder eine ähnliche Einrichtung erleichtert die Drehung der Rolle 150 um die Achse 152, wenn sie im Kontakt mit einem entsprechenden Nocken steht. Das Gehäuse 154 bewegt sich als Reaktion auf die Nockenwellenposition in einer entsprechenden Bohrung im Motorblock 14 hin und her. Das Gehäuse 154 umfasst einen Topf oder eine Pfanne 158, die mit einer entsprechenden Kugel oder halbkugelförmigen Fläche der Stößelstange 88 greift. Ein gegenüberliegendes Ende der Stößelstange 88 greift mit einer entsprechenden Pfanne oder Aussparung im Tassenstößel 90, der unabhängig betätigbare hydraulische Spieleinstellungsmechanismen umfasst, die mit entsprechenden Kipphebeln 100, 102 greifen.
Der Tassenstößel 90 umfasst ein Gehäuse 96 mit mehreren axialen Bohrungen mit entsprechenden Buchsen 160, 162, die darin befestigt sind und jeweils ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende aufweisen. Jede Buchse 160, 162 umfasst einen darin angeordneten axial beweglichen Kolben 200, 202, um eine Hochdruckkammer 170, 172 veränderlichen Volumens zwischen dem geschlossenen Ende und dem Kolben zu bilden. Rückschlagventile 174, 176 sind in entsprechenden Hochdruckkammern 170, 172 angeordnet, um das Strömen von Hydraulikfluid von Behältern 186, 188, die in den Kolben 166, 168 angeordnet sind, in die Kammern 170, 172 zu steuern. Federn 180, 182 wirken auf die zugeordneten Kolben 166, 168, um das Spiel zu mindern, wenn der Hydraulikdruck vermindert ist, beispielsweise während der Dauer des Grundkreises.
Der Tassenstößel 90 umfasst zweiteilige Kolben 166, 168 mit einem unteren Kolbenelement oder Unterteil 200, 202 und einem oberen Kolbenelement oder einem Kupplungsstück 204, 206. Die oberen Kolbenelemente 204, 206 können verschiedene Geometrien aufweisen, um einen nachgiebigen Eingriff/eine nachgiebige Kupplung mit entsprechenden Geometrien der Kipphebel 100, 102 zu erleichtern. In der in 3 gezeigten charakteristischen Ausführung umfassen die Kipphebel 100, 102 jeweilige Elefantenfußkupplungsstücke 230, 232, die eine schwenkbare flache Fläche vorsehen, die mit oberen Kolbenelementen 204, 206 greift. Es können verschiedene alternative Kupplungsvorrichtungen vorgesehen werden. Zum Beispiel kann ein an den oberen Kolbenelementen 204, 206 angebrachtes Elefantenfußkupplungsstück verwendet werden, oder jeder Kipphebel 100, 102 kann eine gebogene Scheibe ähnlich der herkömmlichen Ventilspitzenscheibe aufweisen, wobei die oberen Kolbenelemente 204, 206 flache oder leicht gekrönte kugelförmige Flächen aufweisen. In letzterem Fall umfassen die oberen Kolbenelemente bevorzugt einen kreisförmigen Radius, der wesentlich größer als ein herkömmlicher HLA-Kolbenradius ist, d.h. 800 mm statt 4,5 mm bei einem herkömmlichen HLA-Kolben. Analog kann die Verbindungsstelle zwischen Spieleinstellvorrichtung/Kipphebel mit Hilfe einer flachen Kipphebelplatte mit einer leicht gekrönten kugelförmigen Fläche an dem entsprechenden HLA-Kolben implementiert werden. Der Durchschnittsfachmann kann verschiedene andere nachgiebige Kupplungen erkennen, die mit der Lehre dieser Offenbarung vereinbar und in bestimmten Anwendungen geeignet sind.
Bei Betrieb beseitigen unabhängige mechanische oder hydraulische Spieleinstellvorrichtungen unter sich verändernden Betriebs- und Umgebungsbedingungen im Wesentlichen jegliches Spiel bzw. jeglichen Freiraum zwischen den Ventiltriebbauteilen, um gleichmäßige und zuverlässige Ventilbetätigungen mit wiederholbaren Ventilöffnungs- und Ventilschließzeiten und Spitzenhubwerten vorzusehen. Wenn sich die Länge einer zugeordneten Stößelstange aufgrund von Temperaturschwankung oder Verschleiß ändert, tritt Hydraulikfluid aus einem druckbeaufschlagten Zufluss durch eine Querbohrung 220 im Gehäuse 96 in den Tassenstößel 90 ein und tritt in die Behälter 186, 188 ein. Eine kleine Menge Hydraulikfluid strömt durch die Rückschlagventile 174, 176 in die Hochdruckkammern 170, 172, was die Kolben 166, 168 weg von dem geschlossenen Ende der Buchsen 160, 162 bewegt, um jegliches Spiel oder jeglichen Freiraum zwischen den Verbindungsstücken 204, 206 und entsprechenden Kipphebeln 100, 102 zu beseitigen. Dadurch wird die durch den in Kontakt mit der Rolle 150 drehenden Nocken erzeugte Kraft durch das Gehäuse 154 und die Stößelstange 88 auf das Gehäuse 96 und die Buchsen 160, 162, dann durch das Hydraulikfluid in den Kammern 170, 172 auf die Kolben 166, 168 übertragen. Wenn die Stößelstange 88 aufgrund thermischer Ausdehnung länger wird, tritt Hydraulikfluid sehr langsam aus den Kammern 170, 172 zwischen den Kolben 166, 168 und den Buchsen 160, 162 aus, um das in der zugeordneten Druckkammer 170 oder 172 enthaltene Volumen zu mindern.
Die jedem Tassenstößel 90 zugeordneten mehreren Spieleinstellungsvorrichtungen arbeiten unabhängig voneinander, um die Betätigung mehrerer Ventile, die einem einzelnen Stößel und einer einzelnen Stößelstange zugeordnet sind, verglichen mit einer überbrückten Umsetzung unter Verwendung eines einzelnen Stößelstange und Spieleinstelivorrichtung präziser zu synchronisieren. Daher gleicht der individuelle Spielausgleich Veränderungen der Ventilfederkraft, des Ventil- und/oder Ventilsitzverschleißes, thermische Wirkungen etc. aus, um eine gekoppelte, synchrone Bewegung für jedes Ventilpaar vorzusehen. Die Verwendung einer einzelnen Stößelstange zum Betätigen mehrerer Gaswechselventile für einen bestimmten Zylinder bietet aufgrund des geringeren erforderlichen Unterbringungsraums mehr Flexibilität beim Positionieren von Einlass-/Auslasskanälen. Daher sehen Ausführungen, die mit der vorliegenden Offenbarung konform sind, einen Stößelstangenmotor/-ventiltrieb oder Motor/Ventiltrieb mit Nocken im Block vor, der an jeder Ventilposition eine hydraulische Spieleinstellung umfasst.
Während eingehend die beste Art der Ausführung der Erfindung beschrieben wurde, wird der Fachmann, den diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungen zum Praktizieren der in den folgenden Ansprüchen dargelegten Erfindung erkennen.

Claims

Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit einem nockenwellen-betriebenen Ventiltrieb mit einer in einem Motorblock angeordneten Nockenwelle, wobei der Motor mindestens zwei, durch einen gemeinsamen Nocken betätigte Ventile aufweist, wobei der Motor umfasst: – einen Stößel in Kontakt mit dem gemeinsamen Nocken; – eine jedem Stößel zugeordnete einzelne Stößelstange; – einen die einzelne Stößelstange greifenden und sich in einer entsprechenden Bohrung als Reaktion darauf hin- und herbewegenden Schlepphebel, wobei der Schlepphebel mit mindestens zwei Kipphebeln greift, wobei jeder Kipphebel ein anderes der mindestens zwei Ventile betätigt.
Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel umfasst: einen Tassenstößel mit mindestens zwei jeder Stößelstange zugeordneten, unabhängigen Spieleinstellvorrichtungen, wobei jede Spieleinstellvorrichtung mit einem entsprechenden Kipphebel greift.
Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel umfasst: mindestens zwei unabhängige hydraulische Spieleinstellmechanismen, wobei jeder Spieleinstellmechanismus eine nachgiebige Kupplung aufweist, die mit einem zugeordneten Kipphebel greift.
Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel umfasst: mindestens zwei unabhängige hydraulische Spieleinstellmechanismen, und wobei mindestens einer der Spieleinstellmechanismen und Kipphebel eine schwenkbare Fläche umfasst.
Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel umfasst: – ein Gehäuse; – eine in einer ersten Bohrung in dem Gehäuse angeordnete erste Buchse, die ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende aufweist; – einen in der ersten Buchse angeordneten ersten Kolben, der zwischen dem geschlossenen Ende und dem ersten Kolben eine erste Hochdruckkammer bildet; – ein zwischen dem ersten Kolben und der ersten Buchse angeordnetes erstes Rückschlagventil zum Steuern von Strömen von Hydraulikfluid von dem ersten Kolben in die erste Hochdruckkammer, wobei das Hydraulikfluid in der Hochdruckkammer zusammen mit der Kolbenfeder bewirkt, dass Spiel in Verbindung mit der Stößelstange, einem ersten Kipphebel und einem ersten Ventil beseitigt wird; – eine in einer zweiten Bohrung in dem Gehäuse angeordnete zweite Buchse, die ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende aufweist; – einen in der zweiten Buchse angeordneten zweiten Kolben, der zwischen dem geschlossenen Ende und dem zweiten Kolben eine zweite Hochdruckkammer bildet; und – ein zwischen dem zweiten Kolben und der zweiten Buchse angeordnetes zweites Rückschlagventil zum Steuern von Strömen von Hydraulikfluid von dem zweiten Kolben in die zweite Hochdruckkammer, wobei das Hydraulikfluid in der zweiten Hochdruckkammer zusammen mit der Kolbenfeder bewirkt, dass Spiel in Verbindung mit der Stößelstange, einem zweiten Kipphebel und einem zweiten Ventil beseitigt wird.
Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schlepphebel in einer Bohrung, die mindestens teilweise in einem Zylinderkopf angeordnet ist, hin und her bewegt.
Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schlepphebel in einer Bohrung, die mindestens in einem an einem Zylinderkopf angebrachten Drehpunkt angeordnet ist, hin und her bewegt.
Ventiltrieb für einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit einer in einem Motorblock angeordneten Nockenwelle zum Betreiben von zwei Ventilen von einem einzigen Nocken, wobei der Ventiltrieb umfasst: – einen Stößel mit einer Rolle zum Kontaktieren des Nockens und zum Hin- und Herbewegen in dem Motorblock als Reaktion darauf; – eine den Stößel greifende Stößelstange; – einen Tassenstößel, der die Stößelstange greift und sich in einer entsprechenden Bohrung als Reaktion darauf hin und her bewegt, wobei der Tassenstößel erste und zweite hydraulische Spieleinstellvorrichtungen umfasst; und – erste und zweite Kipphebel, die jeweils einer jeweiligen der ersten und zweiten hydraulischen Spieleinstellvorrichtungen und einem jeweiligen der beiden Ventile zugeordnet sind.
Ventiltrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ventile einem der Zylinder zugeordnete Einlassventile sind.
Ventiltrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ventile einem der Zylinder zugeordnete Auslassventile sind.
Ventiltrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Tassenstößel in einer zumindest teilweise in einem Zylinderkopf angeordneten Bohrung hin und her bewegt.
Ventiltrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Spieleinstellvorrichtungen hydraulische Spieleinstellvorrichtungen mit einer Hochdruckkammer umfassen, die eine veränderliche Menge an Hydraulikfluid zum Beseitigen von Spiel von einer entsprechenden Stößelstange und einer jeweiligen Kipphebel- und Ventilanordnung enthält.
Ventiltrieb nach Anspruch 8, der weiterhin umfasst: einen jedem der ersten und zweiten Kipphebel zugeordneten Drehpunkt, wobei der Drehpunkt eine zum Aufnehmen des Tassenstößels ausgelegte Bohrung aufweist.
Verfahren zum Betätigen von mindestens zwei Gaswechselventilen, die einem einzelnen Zylinder in einem Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit einer in einem Motorblock angeordneten Nockenwelle zugeordnet sind, wobei das Verfahren umfasst: Betätigen der mindestens zwei Gaswechselventile im Wesentlichen gleichzeitig unter Verwenden eines einzelnen Stößels und einer einzelnen Stößelstange, die einem Schlepphebel zugeordnet sind, der mindestens zwei entsprechende unabhängige Spieleinstellmechanismen aufweist, die mit entsprechenden Kipphebeln greifen, um die Gaswechselventile zu betätigen.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schlepphebel in einer Bohrung in einem Zylinderkopf hin und her bewegt.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor vier Ventile pro Zylinder umfasst und dass der Schritt des Betätigens das Betätigen von zwei Einlassventilen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel mindestens zwei unabhängige hydraulische Einstellvorrichtungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kipphebel an einem Drehpunkt angebracht sind, der eine Bohrung aufweist, und dass sich der Schlepphebel in der Bohrung in dem Drehpunkt hin und her bewegt.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Betätigens das Betätigen eines Stößels mit einer einzigen Stößelstange umfasst, die mit einem Tassenstößel mit mindestens zwei unabhängigen hydraulischen Spieleinstellvorrichtungen verbunden ist, die mit entsprechenden Kipphebeln verbunden sind, um die Gaswechselventile zu betätigen.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Spieleinstellvorrichtungen oder die Kipphebel eine schwenkbare Kupplung umfassen.