DE10224036A1

DE10224036A1 - Continuously variable valve drive for externally ignited internal combustion engine involves opening time point determining contact point position on closure element, hence magnitude of valve stroke

Info

Publication number: DE10224036A1
Application number: DE10224036A
Authority: DE
Inventors: Lothar Von Schimonsky
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2003-12-11

Abstract

The method involves unguided opening of the inlet valves (5) at a freely selected opening time point under spring force until contact with a closure element and then positively closing the valves by the closure element, whereby the opening time point determines the position of the contact point on the closure element and hence the magnitude of the valve stroke. AN Independent claim is also included for the following: (a) an arrangement for continuous variation of the control times and valve lift of the inlet valves of an externally ignited internal combustion engine.

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur stufenlosen Variation von Steuerzeiten und Ventilhub der Einlaßventile eines fremdgezündeten Verbrennungsmotors. The invention relates to a method and a device for stepless Variation of timing and valve lift of the intake valves of a spark ignition Combustion engine.

Background of the Invention

Eine drosselfreie Laststeuerung von Ottomotoren durch stufenlos variable Einlassventilsteuerungen hat den Vorteil, die ansonsten über weite Lastzustände des Verbrennungsmotors auftretenden Drosselverluste der Drosselklappe durch Entdrosselung auszuschalten. Das wirkt sich positiv auf die Höhe des Kraftstoffverbrauchs und des Motordrehmoments aus. Throttle-free load control of gasoline engines through infinitely variable Intake valve controls have the advantage that they otherwise have wide load conditions throttle losses of the throttle valve occurring in the internal combustion engine switch off by dethrottling. That has a positive effect on the amount of Fuel consumption and engine torque.

Ein bekanntes System zur drosselfreien Laststeuerung von Ottomotoren, das sogenannte Uniair-System, arbeitet mit einem hydraulischen Antrieb des Einlaßventils. Ein Nocken einer Nockenwelle treibt einen Plunger an, der eine Ölkammer unter Druck setzt. Die Ölkammer steht mit einem Magnetventil und einem Kolben in Strömungsverbindung. Das Magnetventil steuert den Druck in der Ölkammer, der über den Kolben auf das Einlaßventil wirkt. A well-known system for throttle-free load control of gasoline engines, the so-called Uniair system, works with a hydraulic drive of the Intake valve. One cam of a camshaft drives a plunger, the one Oil chamber pressurizes. The oil chamber stands with a solenoid valve and a piston in fluid communication. The solenoid valve controls the pressure in the oil chamber, which acts on the inlet valve via the piston.

Nach Schließen des Magnetventils steigt der Öldruck in der Ölkammer mit der Bewegung des Plungers an. Das Drucköl überträgt die Plungerbewegung auf das Einlaßventil. After closing the solenoid valve, the oil pressure in the oil chamber increases with the Movement of the plunger. The pressure oil transfers the plunger movement the inlet valve.

Wird das Magnetventil vor Erreichen des vollen Nockenhubs geöffnet, schließt die Ventilfeder das Einlaßventil ungeführt. Um ein zu hartes Aufsetzen auf den Ventilsitz zu vermeiden, wird der Schließvorgang durch eine hydraulische Bremse gesteuert. Da es sich hierbei um keine Zwangsführung des Einlaßventils handelt, können zwischen den einzelnen Ventilen und Ventilhüben Abweichungen auftreten. Da der Schließvorgang bei Teilhub in den Bereich höchster Kolbengeschwindigkeit und damit höchsten Unterdrucks im Zylinder fällt, wirken sich schon kleine Schwankungen des Einlaßventilhubs in der Schließphase als spürbare Schwankungen der Motordrehzahl aus. If the solenoid valve is opened before the full cam lift is reached, the valve closes the valve spring the inlet valve is not guided. To put it too hard on the To avoid valve seat, the closing process is done by a hydraulic Brake controlled. Since this is not a forced operation of the Inlet valve is, can between the individual valves and valve strokes Deviations occur. Because the closing process at partial stroke is in the highest range Piston speed and therefore the highest negative pressure in the cylinder, even small fluctuations in the intake valve stroke in the Closing phase as noticeable fluctuations in the engine speed.

Object of the invention

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen stufenlos variablen Ventiltrieb für die Einlaßventile eines fremdgezündeten Verbrennungsmotors zu schaffen, der eine exakte und reproduzierbare Schließphase der Einlaßventile sicherstellt. The invention is therefore based on the object of a continuously variable Valve train for the intake valves of a spark-ignition internal combustion engine to create an exact and reproducible closing phase of the Ensures inlet valves.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1. The object is achieved by the features of method claim 1 .

Durch das ungeführte Öffnen mittels Federkraft gewinnt das Einlaßventil rasch an Öffnungsquerschnitt, wodurch die Drosselverluste minimiert werden. The inlet valve wins quickly due to the unguided opening by spring force opening cross-section, which minimizes the throttling losses.

Das in der Ventilöffnungsphase ungeführte Einlassventil weist einen genau bestimmbaren Öffnungsbeginn, jedoch Abweichungen beim maximalen Ventilhub auf. The inlet valve, which is not guided in the valve opening phase, has one exactly definable opening start, however deviations at the maximum Valve lift on.

Da der Zylinderunterdruck in dieser Phase relativ gering ist, wirken sich Hubabweichungen kaum auf die Zylinderfüllung und damit auf die Motordrehzahl aus. Since the cylinder vacuum is relatively low in this phase, it works Stroke deviations hardly on the cylinder filling and thus on the engine speed out.

Durch die Zwangsführung des Einlaßventils in der Schließphase wird trotz des hier herrschenden hohen Zylinderunterdrucks eine gleichmäßige Füllung und somit eine schwankungsfreie Motordrehzahl erreicht. Due to the forced guidance of the inlet valve in the closing phase, despite the there is a uniform filling and high cylinder vacuum thus achieving a fluctuation-free engine speed.

Der frei wählbare Öffnungszeitpunkt gestattet eine kontinuierliche Verstellung des Öffnungsbeginns und damit auch des Ventilhubs. The freely selectable opening time allows continuous adjustment the start of opening and thus also the valve lift.

Es besteht auch die Möglichkeit einer Aussetzerregelung durch ein dauernd geschlossen bleibendes Einlaßventil. There is also the possibility of a misfire regulation by a permanent inlet valve remains closed.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Merkmale des Vorrichtungsanspruchs 2 gelöst. The object of the invention is also achieved by the features of the device claim 2 .

Die steuerbare Haltevorrichtung gestattet die freie Wahl des Öffnungszeitpunkts des Einlaßventils, ohne eine verstellbare Nockenwelle zu benötigen. The controllable holding device allows the free choice of Opening time of the intake valve without the need for an adjustable camshaft.

Die Öffnungsfeder ermöglicht ein ungeführtes Öffnen des Einlaßventils zu jedem gewünschten Öffnungszeitpunkt. The opening spring allows the inlet valve to open without guidance any desired opening time.

Der Schließnocken gestattet in Verbindung mit dem variablen Öffnungszeitpunkt des Einlaßventils eine einfache Ventilhubvariation und eine Zwangsschließung desselben. The locking cam allows in conjunction with the variable A simple valve lift variation and a Forced closure of the same.

Der Dämpfer soll aufgrund seiner Abstimmung ein geräuscharmes Auftreffen des Einlaßventils auf dem Schließnocken ermöglichen, ohne daß der Ventilhub über der Motordrehzahl zu große Schwankungen aufweist. The damper is said to have a low-noise impact due to its tuning allow the inlet valve on the closing cam without the valve lift fluctuations that are too great above the engine speed.

Der Betätigungshebel kann je nach Lage der Nockenwelle als Kipp- oder Schwinghebel ausgebildet sein. Depending on the position of the camshaft, the actuating lever can be used as a tilting or Rocker arm be formed.

Die Öffnungsfeder benötigt nur einen geringen Einbauraum, wenn sie eine zylinderkopffeste Auflage und eine ventilschaftfeste Auflage aufweist, die zwischen der zylinderkopffesten Auflage und einem Ventilteller koaxial zum Ventilschaft angeordnet ist. The opening spring requires only a small installation space if it has one cylinder head-fixed pad and a valve stem-fixed pad that between the cylinder head fixed support and a valve plate coaxial to Valve stem is arranged.

Die Haltevorrichtung hat einen geringen Platzbedarf, da sie einen koaxial zum Ventilschaft angeordneten, von dem Schließnocken angetriebenen Verriegelungskörper und eine dazu koaxial angeordnete, zylinderkopffeste Verriegelungsbuchse aufweist. Die zylinderkopffeste Verriegelungsbuchse dient zugleich als zylinderkopffeste Auflage für die Öffnungsfeder. The holding device takes up little space, since it is coaxial with the Valve stem arranged, driven by the locking cam Locking body and a coaxially arranged, cylinder head-fixed Has locking bush. The cylinder head-fixed locking bush serves at the same time as a cylinder head-fixed support for the opening spring.

Es hat Vorteile, daß zur Verbindung von Verriegelungskörper und Einlaßventil vorzugsweise Tellerfedern vorgesehen sind, die sich auf einem Boden des Verriegelungskörpers und an einem am freien Ende eines Ventilschafts angeordneten Kragen abstützen. It has advantages in that for connecting the locking body and the inlet valve preferably disc springs are provided, which are on a bottom of the Locking body and one at the free end of a valve stem support the arranged collar.

Die Tellerfedern weisen im Unterschied zu Schraubenfedern einen geringen Platzbedarf und eine hohe Federsteifigkeit auf. Deshalb sind sie in der Lage, mit kleinem Federweg eine größere Federkraft als die der Öffnungsfeder aufzubringen. In contrast to coil springs, the plate springs have a low level Space requirements and high spring stiffness. Therefore, they are able with a small spring travel, a greater spring force than that of the opening spring applied.

Eine einfache und platzsparende Ausbildung der Haltevorrichtung wird auch dadurch erreicht, daß an dem Außenrand des Bodens mindestens zwei gegenüberliegend angeordnete Ausnehmungen und in der Verriegelungsbuchse zwei dazu passend angeordnete Radialbohrungen vorgesehen sind, in denen je eine Verriegelungskugel unter nach innen gerichteter Vorspannung gelagert ist, die zum axialen Fixieren des Verriegelungskörpers in die Ausnehmungen einrasten, sobald nach Schließen des Einlaßventils die Tellerfedern durch einen entsprechenden Überhub des Verriegelungskörpers eine die Öffnungsfederkraft übersteigende Vorspannkraft aufweisen. Diese dient der sicheren Abdichtung der Einlaßventile. A simple and space-saving design of the holding device is also achieved in that at the outer edge of the bottom at least two oppositely arranged recesses and in the locking bush two matching radial bores are provided, in which one locking ball each with an inward bias is that for axially fixing the locking body in the recesses engage as soon as the disc springs close after closing the inlet valve a corresponding overstroke of the locking body Have opening force exceeding preload. This serves the safe Sealing the inlet valves.

Dadurch, daß die eingerasteten Verriegelungskugeln zugleich auch in den Radialbohrungen spielarm geführt sind, ist eine praktisch spielfreie axiale Fixierung des Verriegelungskörpers gegeben. The fact that the locked locking balls at the same time in the Radial bores are guided with little play, is a practically play-free axial Fixation of the locking body given.

Zur End- und Verriegelung der Haltevorrichtung dient ein Steuerring, der klappsymmetrisch und konisch sich erweiternd ausgebildet ist, sowie die Verriegelungsbuchse im Bereich der Radialbohrungen bzw. der Verriegelungskugeln umschließt und deren Bewegung und Druckbelastung in den Radialbohrungen beherrscht. Der Steuerring ist in seiner Klappsymmetrieebene auf zwei an der Außenseite der Verriegelungsbuchse gegenüberliegend angeordneten radialen Lagerbolzen gelagert und mittels eines vorzugsweise elektrisch betätigten Aktuators in die eine und durch die Kraft einer Schraubenfeder in die andere Richtung kippbar, wodurch die Verriegelungskugeln, die symmetrisch zur Klappsymmetrieebene angeordnet sind, in Richtung End- oder Verriegelung bewegbar sind. A control ring serves for the end and locking of the holding device is formed symmetrically and conically expanding, as well as the Locking bush in the area of the radial bores or the Locking balls encloses and their movement and pressure load in the Radial bores mastered. The control ring is in its folding symmetry level on two arranged opposite each other on the outside of the locking bush radial bearing pin mounted and preferably electrically actuated actuator in one and by the force of a coil spring in the other direction tiltable, causing the locking balls to be symmetrical are arranged to the folding symmetry plane, towards the end or Lock are movable.

Der Aktuator kann auch hydraulisch oder pneumatisch angetrieben werden. The actuator can also be driven hydraulically or pneumatically.

Dadurch, daß der Verriegelungskörper und ein Dämpferkolben durch eine auf dem Ventilschaft geführte Büchse fest verbunden sind, bilden diese Bauteile eine räumliche und funktionelle Einheit. The fact that the locking body and a damper piston by a the sleeve guided valve stem are firmly connected, form these components a spatial and functional unit.

Von Vorteil ist auch, dass eine Kolbenbüchse Drosselöffnungen und einen axialen Anschlag für den Dämpferkolben aufweist, dessen Hub dem jeweiligen Ventilhub entspricht. It is also advantageous that a piston sleeve and a throttle orifices has axial stop for the damper piston, the stroke of the respective Valve stroke corresponds.

Die Drosselöffnungen in der Kolbenbüchse gestatten eine gedrosselte Ausgleichsströmung zwischen den beiden Seiten des Dämpferkolbens, während dieser den jeweiligen Ventilhub zurücklegt. Kurz vor Erreichen des axialen Anschlags ist durch die dann besonders intensive Verdrängerströmung der Dämpfungseffekt am höchsten und damit ein sanftes Auftreffen des Dämpferkolbens gewährleistet. The throttle openings in the piston liner allow a throttled Equalizing flow between the two sides of the damper piston while this covers the respective valve stroke. Shortly before reaching the axial Due to the then particularly intensive displacement flow, the stop is Damping effect is highest and therefore a gentle impact of the Damper piston guaranteed.

Während das Radialspiel zwischen Dämpferhülse und Kolbenbüchse die Drosselströmung im Dämpfer fördert, wird durch das fehlende Axialspiel zwischen beiden Bauteilen eine spielfreie Übertragung der Schließkräfte auf das Einlaßventil ermöglicht. Dazu gehört auch, daß die Dämpferhülse an ihrem Außenumfang zwei gegenüberliegende, radiale andere Lagerbolzen aufweist, die über Lagerschlitze des Betätigungshebels zur zwangsfreien, gelenkigen Verbindung der Dämpferhülse mit dem Betätigungshebel dienen, wobei die Lagerschlitze mindestens die Breite des Bolzendurchmessers der anderen Lagerbolzen aufweisen. While the radial play between the damper sleeve and the piston sleeve Throttle flow in the damper is promoted by the lack of axial play between both components a play-free transmission of the clamping forces on the Inlet valve allows. This also includes that the damper sleeve on her Outer periphery has two opposite, radial other bearing bolts via bearing slots of the actuating lever for free, articulated Serve connection of the damper sleeve with the operating lever, the Bearing slots at least the width of the bolt diameter of the other Have bearing bolts.

Brief description of the drawings

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist. Further features of the invention result from the following description and the drawing, in which an embodiment of the invention is schematic is shown.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in perspektivischer Darstellung, mit einer entriegelten Haltevorrichtung; 1 shows a partial section through the inventive device in a perspective view, with a holding device unlocked.

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Fig. 1; Fig. 2 is an enlarged view of part of Fig. 1;

Fig. 3 wie Fig. 2, jedoch mit verriegelter Haltevorrichtung; Fig. 3 is as Figure 2 but with locked retaining device.

Fig. 4 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Darstellung mit entriegelter Haltevorrichtung; Figure 4 is a view of the device according to the invention in perspective view with the unlocked holding device.

Fig. 5 eine Ansicht eines Verriegelungskörpers mit einem Dämpfer und einem Betätigungshebel in perspektivischer Darstellung; Figure 5 is a perspective view of a locking body with a damper and an operating lever.

Fig. 6 Ventilhubkurven der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 6 valve lift curves of the device according to the invention.

Detailed description of the drawings

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Variation des Einlaßbeginns und des Ventilhubs eines Einlaßventils 5. Fig. 1 shows a device 1 for varying the intake valve lift start and an intake valve 5.

Die Vorrichtung 1 weist das Einlaßventil 5, eine Haltevorrichtung 2, eine Schließvorrichtung 16 und einen hydraulischen Dämpfer 7 auf. The device 1 has the inlet valve 5 , a holding device 2 , a closing device 16 and a hydraulic damper 7 .

Das Einlaßventil 5 besitzt einen Ventilschaft 12, der in einer nicht dargestellten Ventilführung geführt ist, sowie einen Ventilteller 11 und eine ventilschaftfeste Auflage 10 für eine Öffnungsfeder 6. The inlet valve 5 has a valve stem 12 which is guided in a valve guide, not shown, as well as a valve plate 11 and a support 10 fixed to the valve stem for an opening spring 6 .

Die Schließvorrichtung 16 besteht aus einer Nockenwelle 3 mit einem Schließnocken 4, der einen Betätigungshebel 8 über eine Rolle 33 und gegen die Kraft einer Lost-Motion-Feder 39 antreibt. The locking device 16 consists of a camshaft 3 with a locking cam 4 , which drives an actuating lever 8 via a roller 33 and against the force of a lost motion spring 39 .

Die Vorrichtung 1 mit Details der Haltevorrichtung 2 und des hydraulischen Dämpfers 7 gehen aus Fig. 2 hervor, die eine vergrößerte Darstellung der Fig. 1 zeigt. The device 1 with details of the holding device 2 and the hydraulic damper 7 can be seen in FIG. 2, which shows an enlarged illustration of FIG. 1.

Die Haltevorrichtung 2 weist einen topfförmigen Verriegelungskörper 13 auf (siehe auch Fig. 5), der koaxial zu dem Ventilschaft 12 angeordnet und über Tellerfedern 15 mit diesem verbunden ist. Die Tellerfedern 15 stützen sich auf einem Boden 18 des Verriegelungskörpers 13 und ventilseitig auf einem Kragen 17 am freien Ende des Ventilschafts 12 ab. The holding device 2 has a cup-shaped locking body 13 (see also FIG. 5), which is arranged coaxially to the valve stem 12 and is connected to the latter via disc springs 15 . The plate springs 15 are supported on a bottom 18 of the locking body 13 and on the valve side on a collar 17 at the free end of the valve stem 12 .

Die Haltevorrichtung 2 besitzt auch eine zylinderkopffeste koaxiale Verriegelungsbuchse 14, in der der Verriegelungskörper 13 und der Dämpfer 7 axial beweglich angeordnet sind. Die Verriegelungsbuchse 14 weist an einem Ende eine zylinderkopffeste Auflage 9 für die Öffnungsfeder 6 auf. Im Bereich des anderen Endes derselben befinden sich zwei gegenüberliegende Radialbohrungen 20. In diesen sind zwei Verriegelungskugeln 21 mit Bewegungsspiel gelagert. Diese sind in zwei Ausnehmungen 19 einrastbar, die am Außenrand des Bodens 18 gegenüberliegend angeordnet sind. Anstelle der zwei können auch vier Verriegelungskugeln 21 gegenüberliegend vorgesehen sein, um deren Belastung zu verringern. The holding device 2 also has a coaxial locking bush 14 fixed to the cylinder head, in which the locking body 13 and the damper 7 are arranged so as to be axially movable. The locking bush 14 has a cylinder head-fixed support 9 for the opening spring 6 at one end. Two opposite radial bores 20 are located in the region of the other end thereof. In these two locking balls 21 are mounted with play. These can be snapped into two recesses 19 which are arranged opposite one another on the outer edge of the base 18 . Instead of the two, four locking balls 21 can also be provided opposite one another in order to reduce their load.

Die Bewegung und Vorspannung der Verriegelungskugeln 21 in den Radialbohrungen 20 wird von einem Steuerring 22 beherrscht, der klappsymmetrisch und konisch sich erweiternd ausgebildet ist und die Verriegelungsbuchse 14 im Bereich der Radialbohrungen 20 umschließt. Er ist in seiner Symmetrieebene auf zwei auf der Außenseite der Verriegelungsbuchse 14 gegenüberliegend angeordneten radialen Lagerbolzen 23 kippbar gelagert und wird mittels eines elektrischen Aktuators 24 in die eine und durch die Kraft einer Schraubenfeder 25 in die andere Richtung gekippt. Dadurch werden die Verriegelungskugeln 21 in den Radialbohrungen 20 zur Ent- oder Verriegelung des Verriegelungskörpers 13 bewegt. Der Aktuator 24 und die Schraubenfeder 25 sind mit der Verriegelungsbuchse 14 verbunden. The movement and prestressing of the locking balls 21 in the radial bores 20 is controlled by a control ring 22 which is designed to be symmetrically foldable and flared and surrounds the locking bush 14 in the region of the radial bores 20 . It is tiltably supported in its plane of symmetry on two radial bearing bolts 23 arranged opposite one another on the outside of the locking bush 14 and is tilted in one direction by means of an electrical actuator 24 and in the other direction by the force of a helical spring 25 . As a result, the locking balls 21 are moved in the radial bores 20 to unlock or lock the locking body 13 . The actuator 24 and the coil spring 25 are connected to the locking bush 14 .

Der Dämpfer 7 weist einen Dämpferkolben 26 auf, der durch eine auf dem Ventilschaft 12 geführte Büchse 27 mit dem Verriegelungskörper 13 fest verbunden ist. Der Dämpferkolben 26 legt den jeweiligen Ventilhub in einer Kolbenbüchse 28 zwischen einem axialen Anschlag 30 und einem durch einen Sicherungsring 36 axial fixierten Deckel 37 zurück. The damper 7 has a damper piston 26 which is fixedly connected to the locking body 13 by a bushing 27 guided on the valve stem 12 . The damper piston 26 covers the respective valve stroke in a piston sleeve 28 between an axial stop 30 and a cover 37 axially fixed by a locking ring 36 .

Die Kolbenbüchse 28 weist Drosselöffnungen 29 auf, durch die die Dämpferflüssigkeit von der einen zur anderen Kolbenseite des bewegten Dämpferkolbens 26 strömt. The piston sleeve 28 has throttle openings 29 through which the damper liquid flows from one side of the piston to the other of the moving damper piston 26 .

Koaxial zur Kolbenbüchse 28 ist eine Dämpferhülse 31 vorgesehen, die die Kolbenbüchse 28 mit Radialspiel und den axialen Anschlag 30 mit einem Dämpferhülsenboden 38 spielfrei umfaßt. A damper sleeve 31 is provided coaxially with the piston sleeve 28 , which surrounds the piston sleeve 28 with radial play and the axial stop 30 with a damper sleeve base 38 without play.

Die Dämpferhülse 31 weist an ihrem Außenumfang zwei gegenüberliegende, radiale andere Lagerbolzen 32 auf, die der gelenkigen Verbindung der Dämpferhülse 31 mit dem Betätigungshebel 8 dienen. Dieser führt eine Schwenkbewegung um ein Schwenklager 40 aus, die zur zwangsfreien Bewegung Lagerschlitze 41 für die anderen Lagerbolzen 32 erfordert. The damper sleeve 31 has on its outer circumference two opposite, radial other bearing bolts 32 , which serve the articulated connection of the damper sleeve 31 with the actuating lever 8 . This carries out a pivoting movement about a pivot bearing 40 , which requires bearing slots 41 for the other bearing bolts 32 for positive movement.

In Fig. 3 ist die Vorrichtung 1 mit einer verriegelten Haltevorrichtung 2 dargestellt. Die Verriegelungskugeln 21 sind in den Ausnehmungen 19 eingerastet und zugleich in den Radialbohrungen 20 geführt und gelagert. Der Steuerring 22 ist durch die Federkraft der Schraubenfeder 25 so gekippt, daß er einen axialen Druck auf die Verriegelungskugeln 21 ausübt, die dadurch lagefixiert sind. In Fig. 3, the device 1 is shown with a locked holding device 2 . The locking balls 21 are engaged in the recesses 19 and at the same time guided and supported in the radial bores 20 . The control ring 22 is tilted by the spring force of the coil spring 25 so that it exerts an axial pressure on the locking balls 21 , which are thereby fixed in position.

Die Spitze 35 des Aktuators 24 steht in drucklosem Kontakt mit dem Steuerring 22. Die Rolle 33 des Betätigungshebels 8 befindet sich dank der Federkraft der Lost-Motion-Feder 39 auf dem Grundkreis des Schließnockens 4. Der Dämpferkolben 26 nimmt in der Kolbenbüchse 28 seine obere Endposition ein. The tip 35 of the actuator 24 is in pressure-free contact with the control ring 22 . The roller 33 of the actuating lever 8 is located on the base circle of the locking cam 4 thanks to the spring force of the lost motion spring 39 . The damper piston 26 assumes its upper end position in the piston sleeve 28 .

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung 1, mit einer entriegelten Haltevorrichtung 2. Die Spitze 35 des Aktuators 24 steht in Druckkontakt mit dem Steuerring 22. Sie hat denselben gegen die Kraft der Schraubenfeder 25 um die Lagerbolzen 23 gekippt, so daß die Verriegelungskugeln 21 unter der Federkraft der Öffnungsfeder 6 aus den Ausnehmungen 19 gesprungen sind, jedoch aufgrund von Lage und Form des Steuerrings 22 die Radialbohrungen 20 nicht nach außen und aufgrund des Verriegelungskörpers 13, der die Radialbohrungen 20 in diese Lage nach innen abdeckt, auch nicht nach innen austreten können. Fig. 4 shows a perspective view of the device 1 with a holder 2 unlocked. The tip 35 of the actuator 24 is in pressure contact with the control ring 22 . It has tilted the same against the force of the helical spring 25 around the bearing pin 23 , so that the locking balls 21 have jumped out of the recesses 19 under the spring force of the opening spring 6 , but due to the position and shape of the control ring 22, the radial bores 20 do not jump outwards and because of of the locking body 13 , which covers the radial bores 20 in this position towards the inside, also cannot emerge towards the inside.

In der Verriegelungsbuchse 14 sind zwei seitliche Schlitze 42 als Durchtritt für die anderen Lagerbolzen 32 vorgesehen. Diese greifen außerhalb der Verriegelungsbuchse 14 in Lagerschlitze 41 des Betätigungshebels 8 ein. Durch die seitlichen Schlitze 42 hindurch sind die im Inneren der Verriegelungsbuchse 14 angeordneten Teile des Verriegelungskörpers 13 und des Dämpfers 7 erkennbar. In the locking bush 14 , two lateral slots 42 are provided as a passage for the other bearing bolts 32 . These engage outside of the locking bush 14 in bearing slots 41 of the actuating lever 8 . The parts of the locking body 13 and of the damper 7 arranged in the interior of the locking bush 14 can be seen through the lateral slots 42 .

Die Fig. 5 zeigt den Ventilschaft 12 mit der ventilschaftfesten Auflage 10 und dem Verriegelungskörper 13 sowie dem Dämpfer 7, wobei letztere beiden durch die Büchse 27 fest verbunden und ohne die Verriegelungsbuchse 14 dargestellt sind. Fig. 5 shows the valve stem 12 with the valve stem fixed support 10 and the locking body 13 and the damper 7 , the latter two being firmly connected by the bushing 27 and shown without the locking bushing 14 .

An dem Ventilschaft 12 sind der Kragen 17, an dem Verriegelungskörper 13 die Ausnehmungen 19, an dem Dämpfer 7 der Deckel 37 und der Sicherungsring 36 erkennbar. The collar 17 can be seen on the valve stem 12 , the recesses 19 on the locking body 13 , the cover 37 and the locking ring 36 on the damper 7 .

In der Fig. 6 sind einige Ventilkurven mit unterschiedlichen Öffnungsbeginn α_ö, gleichem Schließzeitpunkt α_s und unterschiedlichen Ventilhüben H_n dargestellt. Die Änderung des Ventilhubes H_n ist mit einer Änderung des Öffnungsbeginns α_ö verbunden. Je größer der Ventilhub H_n sein soll, desto früher muß der Öffnungsbeginn α_ö liegen. Der Schließzeitpunkt α_s ist konstant und wird durch die Kontur des Schließnockens 4 exakt bestimmt. Dies ist besonders wichtig, da der konstante Zeitquerschnitt beim Schließen des Ventils und bei dem dann herrschenden hohen Unterdruck im Zylinder Voraussetzung für einen schwankungsfreien Motorlauf ist. In FIG. 6, some valve curves with different opening start α _ö, the same closing timing are α _s and different valve lifts H _n shown. The change in the valve stroke H _n is associated with a change in the opening start α _ö . The greater the valve stroke H _{n is} to be, the earlier the opening start must be α _ö . The closing time α _s is constant and is exactly determined by the contour of the closing cam 4 . This is particularly important because the constant time cross-section when closing the valve and the high negative pressure then prevailing in the cylinder is a prerequisite for fluctuating engine operation.

Falls eine Variation des Schließzeitpunkts gewünscht wird, kann diese durch einen zusätzlichen, konventionellen Nockenwellenversteller verwirklicht werden. If a variation of the closing time is desired, this can be done by realized an additional, conventional camshaft adjuster become.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung funktioniert folgendermaßen:
Es wird von einem geschlossenen Einlaßventil 5 und der dazugehörigen verriegelten Haltevorrichtung 2 ausgegangen. The device according to the invention functions as follows:
A closed inlet valve 5 and the associated locked holding device 2 are assumed.

Der frei wählbare Öffnungsbeginn α_ö wird durch den Betätigungszeitpunkt des Aktuators 24 bestimmt. Der sich bewegende Aktuator 24 drückt mit seiner Spitze 35 auf den oberen Rand des Steuerrings 22 und schwenkt diesen entgegen der Kraft der Schraubenfeder 25 um seine Lagerbolzen 23. Dadurch gibt der Steuerring 22 die Verriegelungskugeln 21 frei, so dass diese unter der auf sie lastenden Verriegelungslast aus den Ausnehmungen 19 durch die Radialbohrungen 20 hindurch bis zur Innenkontur des Steuerrings 22 gelangen und dort festsitzen. The freely selectable opening start α _ö is determined by the actuation time of the actuator 24 . The moving actuator 24 presses with its tip 35 onto the upper edge of the control ring 22 and pivots it against the force of the helical spring 25 about its bearing bolts 23 . As a result, the control ring 22 releases the locking balls 21 , so that, under the locking load on them, they pass from the recesses 19 through the radial bores 20 to the inner contour of the control ring 22 and are stuck there.

Der Verriegelungskörper 13 bewegt sich dann zusammen mit dem Dämpferkolben 26 und dem Einlaßventil 5 durch die Federkraft der Öffnungsfeder 6 so lange, bis der Dämpferkolben 26 an den axialen Anschlag 30 der Kolbenbüchse 28 anschlägt. Diese Bewegung ist insbesondere kurz vor Erreichen des axialen Anschlags 30 so stark gedämpft und beim Erreichen des Anschlags 30 durch die Tellerfedern 15 so abgefedert, dass ein harmonischer, geräuscharmer Übergang von der Öffnungs- zur Schließbewegung des Einlaßventils 5 erfolgt, wie in Fig. 6 dargestellt. The locking body 13 then moves together with the damper piston 26 and the inlet valve 5 by the spring force of the opening spring 6 until the damper piston 26 strikes the axial stop 30 of the piston sleeve 28 . This movement is damped particularly strongly shortly before reaching the axial stop 30 and cushioned by the disk springs 15 when the stop 30 is reached so that a harmonious, low-noise transition from the opening to the closing movement of the inlet valve 5 takes place, as shown in FIG. 6 ,

Die Lage des axialen Anschlags 30, die den Ventilhub des Einlaßventils 5 festlegt, hängt von der Lage des Betätigungshebels 8 ab. Diese ist wiederum eine Funktion der Winkellage des Schließnockens 4. Ruht die Rolle 33 auf dem Grundkreis des Schließnockens 4, erreicht das Einlaßventil 5 seinen maximalen Hub. Trifft der Dämpferkolben 26 aufgrund eines späteren Öffnungsbeginns α_ö auf den axialen Anschlag 30, wenn dieser durch den Schließnocken 4 über den Betätigungshebel 8 mehr oder weniger angehoben ist, so tritt eine Verkürzung des Ventilhubs H_n und damit eine Verringerung der angesaugten Ladungsmenge ein. Der Einlaßventilhub sinkt auf Null, wenn der Öffnungsbeginn α_ö im Bereich des maximalen Schließnockenhubs erfolgt, wodurch eine Aussetzerregelung möglich ist. Das Schließen des Einlaßventils 5 erfolgt mittels des Schließnockens 4, der über die Rolle 33 auf den Betätigungshebel 8 und über die anderen Lagerbolzen 32 und die Dämpferhülse 31 mit dem Dämpferhülsenboden 38 auf den axialen Anschlag 30 und den Dämpferkolben 26 wirkt. Dieser hebt über die Büchse 27 den Verriegelungskörper 13 mit den Tellerfedern 15 und dem Einlaßventil 5 an. Das Schließen erfolgt aufgrund der Zwangsführung durch den Schließnocken 4 exakt und sanft und somit geräuscharm. Dabei muß bis zum Schließen des Einlaßventils 5 die Federkraft der Öffnungsfeder 6 überwunden werden. Durch einen daran anschließenden entsprechenden Überhub des Dämpfers 7 und des Verriegelungskörpers 13 werden die Tellerfedern 15 auf eine die Öffnungskraft übersteigende Vorspannkraft gebracht. Dann rasten die Verriegelungskugeln 21 unter Vorspannung durch die Schraubenfeder 25 in die Ausnehmungen 19 des Verriegelungskörpers 13 ein und fixieren denselben. Danach wird der Überhub zur Entlastung des Schließnockens 4 zurückgenommen und es kann ein neues Arbeitsspiel durch Betätigung des Aktuators 24 beginnen. The position of the axial stop 30 , which defines the valve lift of the inlet valve 5 , depends on the position of the actuating lever 8 . This in turn is a function of the angular position of the locking cam 4 . If the roller 33 rests on the base circle of the closing cam 4 , the inlet valve 5 reaches its maximum stroke. If the damper piston 26 hits the axial stop 30 due to a later start of opening α _ö , when the latter is more or less raised by the closing cam 4 via the actuating lever 8 , the valve lift H _{n is} shortened and thus the amount of charge drawn in is reduced. The intake valve stroke drops to zero when the opening start α _ö takes place in the area of the maximum closing cam stroke, whereby misfire control is possible. The inlet valve 5 is closed by means of the closing cam 4 , which acts on the actuating lever 8 via the roller 33 and on the other bearing bolts 32 and the damper sleeve 31 with the damper sleeve base 38 on the axial stop 30 and the damper piston 26 . This lifts the locking body 13 with the plate springs 15 and the inlet valve 5 via the sleeve 27 . Due to the positive guidance by the locking cam 4, the closing takes place precisely and smoothly and therefore with little noise. The spring force of the opening spring 6 must be overcome until the inlet valve 5 closes. By a subsequent corresponding overstroke of the damper 7 and the locking body 13 , the plate springs 15 are brought to a biasing force that exceeds the opening force. Then the locking balls 21 snap under prestress by the helical spring 25 into the recesses 19 of the locking body 13 and fix the same. Then the overstroke is relieved to relieve the closing cam 4 and a new work cycle can be started by actuating the actuator 24 .

Die exakte Führung der Einlaßventile 5 in ihrer Schließphase ist der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gegenüber dem Stand der Technik. Bezugszeichenliste 1 Vorrichtung zur Variation von Einlaßbeginn und Einlaßventilhub
2 Haltevorrichtung
3 Nockenwelle
4 Schließnocken
5 Einlaßventil
6 Öffnungsfeder
7 Dämpfer
8 Betätigungshebel
9 Zylinderkopffeste Auflage
10 Ventilschaftfeste Auflage
11 Ventilteller
12 Ventilschaft
13 Verriegelungskörper
14 Verriegelungsbuchse
15 Tellerfeder
16 Schließvorrichtung
17 Kragen
18 Boden
19 Ausnehmung
20 Radialbohrung
21 Verriegelungskugel
22 Steuerring
23 Lagerbolzen
24 Aktuator
25 Schraubenfeder
26 Dämpferkolben
27 Büchse
28 Kolbenbüchse
29 Drosselöffnung
30 Axialer Anschlag
31 Dämpferhülse
32 Anderer Lagerbolzen
33 Rolle
35 Spitze
36 Sicherungsring
37 Deckel
38 Dämpferhülsenboden
39 Lost-Motion-Feder
40 Schwenklager
41 Lagerschlitz
42 Schlitz
The exact guidance of the inlet valves 5 in their closing phase is the main advantage of the device 1 according to the invention compared to the prior art. LIST OF REFERENCE NUMERALS 1 device for varying the inlet and the beginning of intake valve
2 holding device
3 camshaft
4 locking cams
5 inlet valve
6 opening spring
7 dampers
8 operating levers
9 Cylinder head-fixed support
10 valve stem fixed support
11 valve plates
12 valve stem
13 locking body
14 locking bush
15 disc spring
16 locking device
17 collar
18 bottom
19 recess
20 radial bore
21 locking ball
22 control ring
23 bearing bolts
24 actuator
25 coil spring
26 damper pistons
27 rifle
28 piston liner
29 Throttle opening
30 axial stop
31 damper sleeve
32 Other bearing bolts
33 roll
35 top
36 circlip
37 cover
38 damper sleeve base
39 Lost Motion Pen
40 swivel bearings
41 bearing slot
42 slot

Claims

1. The method for continuously varying the timing and valve lift of the intake valves ( 5 ) of a spark-ignition internal combustion engine, characterized in that the intake valves ( 5 ) are opened at a freely selected opening time α _ö by spring force until they strike a closing element and then by the closing element are forced to close, the position of the point of impact on the closing element and thus the size of the valve lift being determined by the opening time α _ö .

2. Device for the stepless variation of control times and valve lift of the intake valves ( 5 ) of a spark-ignition internal combustion engine, in particular for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the following components are provided for each intake valve:

- A controllable holding device ( 2 ) for locking and unlocking the inlet valve ( 5 ) which can be pretensioned in the closed position;

- an opening spring ( 6 );

- A closing cam ( 4 ), which serves as a variable valve stroke limitation and for the guided closing and pretensioning of the inlet valve ( 5 );

- A damper ( 7 ) for delaying and damping the impingement of the inlet valve ( 5 ) on the closing cam ( 4 );

- An actuating lever ( 8 ) for the movable connection of closing cams ( 4 ) and inlet valve ( 5 )

3. Device according to claim 2, characterized in that the opening spring (6) having a cylinder head fixed support (9) and a valve stem fixed support (10) disposed between the cylinder head fixed support (9) and a valve disc (11) coaxially with the valve stem (12 ) is arranged.

4. The device according to claim 3, characterized in that the holding device ( 2 ) has a locking body ( 13 ) arranged coaxially to the valve stem ( 12 ) and driven by the locking cam ( 4 ) and a locking bush ( 14 ) arranged coaxially to the cylinder head.

5. The device according to claim 4, characterized in that for the connection of the locking body ( 13 ) and inlet valve ( 5 ) preferably disc springs ( 15 ) are provided, which are on a bottom ( 18 ) of the locking body ( 13 ) and at one at the free end support a valve stem ( 12 ) arranged collar ( 17 ).

6. The device according to claim 5, characterized in that on the outer edge of the bottom ( 18 ) at least two oppositely arranged recesses ( 19 ) and in the locking bush ( 14 ) matching radial bores ( 20 ) are provided, in each of which a locking ball ( 21 ) is mounted under inward bias, which for axially fixing the locking body ( 13 ) engage in the recesses ( 19 ) as soon as after closing the inlet valve ( 5 ) the plate springs ( 15 ) by a corresponding overstroke of the locking body ( 13 ) have the pretensioning force exceeding the opening spring force.

7. The device according to claim 6, characterized in that the latched locking balls ( 21 ) are also guided with little play in the radial bores ( 20 ).

8. The device according to claim 7, characterized in that a control ring ( 22 ) which is formed symmetrically and conically widening, the locking sleeve ( 14 ) in the region of the radial bores ( 20 ) or the locking balls ( 21 ) and their movement and Controlled pressure load in the radial bores ( 20 ).

9. The device according to claim 8, characterized in that the control ring ( 22 ) in its folding plane of symmetry on two on the outside of the locking bush ( 14 ) opposite radial bearing bolts ( 23 ) mounted and by means of a preferably electrically actuated actuator ( 24 ) in one and can be tilted in the other direction by the force of a helical spring ( 25 ), as a result of which the locking balls ( 21 ), which are arranged symmetrically to the folding symmetry plane, can be moved in the direction of unlocking or locking.

10. The device according to claim 9, characterized in that the locking body ( 13 ) and a damper piston ( 26 ) by a on the valve stem ( 12 ) guided sleeve ( 27 ) are fixedly connected.

11. The device according to claim 10, characterized in that a piston sleeve ( 28 ) has throttle openings ( 29 ) and an axial stop ( 30 ) for the damper piston ( 26 ), the stroke of which corresponds to the respective valve stroke.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that a damper sleeve ( 31 ) comprises the piston sleeve ( 28 ) with radial play, but without axial play.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the damper sleeve ( 31 ) has on its outer circumference two opposite, radial other bearing bolts ( 32 ), which via bearing slots ( 41 ) of the actuating lever ( 8 ) for the positive articulated connection of the damper sleeve ( 31 ) serve with the operating lever ( 8 ).