DE19811502A1

DE19811502A1 - Ventiltrieb mit variablen Ventilhub für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19811502A1
Application number: DE1998111502
Authority: DE
Inventors: Claus Hohmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-17
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 1999-09-23

Description

Das Ziel der Erfindung ist es, den Ventilhub unabhängig vom Nockenhub zu steuern.

Die Patentschriften DE 41 24 305 C2 und DE 196 30 309 A1 beschäftigen sich bereits mit dieser Aufgabenstellung. In der erstgenannten Patentschrift wird die Ventilhub regelung durch konische Nocken erreicht. Die zweite Patentschrift regelt den Ventilhub über eine Unterbrechung des Kraftflusses zwischen Nockenwelle und dem Ventil. Die Vorteile eines regelbaren Ventilhubes liegen darin, daß das Füllungsverhalten des Motors und damit der Dreh momentenverlauf verbessert werden können und zusätzlich die Möglichkeit gegeben ist die Drosselung des Motors über den variierbaren Ventilhub zu steuern. Der letztere Vorteil bietet sich für die im Anzug befindlichen Otto-Direktein spritzmotoren an.

Erfindungsgemäß wird die Variation des Ventilhubes dadurch gesteuert, indem das Abstützelement für den Schlepphebel, über den der Nocken die Ventile betätigt, höhenverstellbar gestaltet wird. Die gestellte Aufgabe wird wie in Fig. 1 dargestellt gelöst. Das Abstützelement (2) für den Schlepphebel (1) ist axial beweglich in einer motorgehäusefesten Führungsbuchse (3) ge lagert. Die Stirnseite des Abstützelementes (15) und die Wand der Führungsbohrung (14) bilden eine mit Hydraulikflüssigkeit, vorzugsweise Öl, gefüllte Druckkammer (6). Die Druckkammer (6) hat eine Verbindung (7) zu einem druckbeaufschlagten Ölkreis lauf (9, 10), welche mit einem Absperrelement (8) unterbrochen werden kann. Der Schlepphebel (1) liegt auf dem Abstützelement (2) und dem Ventilschaft (13) auf. Mit dem Nocken (11) kann der Schlepphebel (1) ausgelenkt werden. Der Schlepphebel (1) hat abhängig von der Schaltstellung des Absperrelements (8) seinen Drehpunkt entweder auf der Kuppe vom Abstützelement (46) oder auf dem Ventilschaft (13). Der Steuermechanismus ist in zwei Phasen aufgeteilt.

In Phase 1 (Fig. 1) ist die Verbindung von Druckkammer zum Ölkreislauf (7) nicht vom Absperrelement (8) unterbrochen und der Nocken (11) verschiebt über den Schlepphebel (1) wirkend das Abstützelement (2) nach unten, weil das Öl aus der Druckkammer (6) ungehindert abfließen kann und weil die Reaktionskraft der Rückstellfeder (5), welche die Stirn seite des Abstützelements (15) beaufschlagt, deutlich kleiner ist als die Reaktionskraft der Ventilfeder (12), welche beide der Nockenkraft entgegenwirken. Der Dreh punkt vom Schlepphebel (1) befindet sich während der Depressionsphase vom Abstützelement (2) auf dem Ventilschaft (13) und das Ventil (17) bleibt geschlossen. Der Öffnungs zeitpunkt des Ventils (17) wird durch den Schließzeitpunkt vom Absperrelement (8) geregelt.

Voraussetzung hierfür ist, daß sich der Nocken noch auf seiner Erhebungsflanke befindet.

In Phase 2 (Fig. 1) wird das Ventil (17) dadurch geöffnet, indem die Verbindung von Druckkammer mit dem Ölkreislauf (7) vom Absperrelement (8) unterbrochen wird. Somit baut sich in der Druckkammer (6) ein Druck auf, welcher auf die Stirnseite des Abstützelementes (15) wirkt und dadurch eine hydraulische Reaktionskraft hervorruft die der Nocken kraft das Gleichgewicht hält und dadurch die Depressions phase vom Abstützelement (2) beendet. Der Drehpunkt vom Schlepphebel (1) ist jetzt die Kuppe des Abstützelementes (16) und der Nocken (11) beginnt über den Schlepphebel (1) wirkend das Ventil (17) zu öffnen. Der Ventilhub ergibt sich aus dem maximalen Nockenhub, der um die Verschiebungs tiefe vom Abstützelement (2) verringert ist.

Nach dem Schließen des Ventils (17) befindet sich der Nocken (11) noch auf seiner ablaufenden Flanke und die Federkraft der Rückstellfeder (5) beginnt das Abstütz element (2) nach oben zu schieben. Zu diesem Zeitpunkt wird das Absperrelement (8) geöffnet, damit über die Verbindung von Druckkammer mit dem Ölkreislauf (7) Öl in die Druck kammer (6) nachströmen kann und daher kein Unterdruck auf grund der Aufwärtsbewegung des Abstützelementes (2) ent steht.

Um den maximalen Ventilhub zu erzielen, wird die Verbindung von der Druckkammer mit dem Ölkreislauf (7) vor dem Ein setzen der Nockenerhebungsflanke vom Absperrelement (8) unterbrochen, so daß sich bei einsetzender Erhebungs flanke des Nockens (11) ein sofortiger Druckaufbau in der Druckkammer (6), wie oben beschrieben, ergibt und das Abstützelement (2) sich nicht absenkt. Dadurch betätigt der ausgelenkte Schlepphebel (1) sofort das Ventil (17).

Das Absperrelement (8) ist idealerweise als elektromag netisches Ventil mit einem Kugelsitz als Dichtelement aus geführt. Weitere Varianten wären eine Ausführung als Schieber oder Hahn. Die Betätigung des Absperrelements (8) könnte hydraulisch oder mit piezoelektrischen oder magnetostriktiven Festkörperaktoren erfolgen.

Da im Gegensatz zu herkömmlichen Schlepphebellagerungen das Abstützelement zur bewegten Masse gehört versteht sich eine gewichtsoptimierte Ausführung wie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt ist, bei der das Abstützelement (1) mit einer Sacklochbohrung (2) versehen ist.

Bezugszeichenliste

1

Schlepphebel

2

Abstützelement

3

Führungsbuchse

4

Zylinderkopf

5

Rückstellfeder

6

Druckkammer

7

Verbindung von Druckkammer mit Ölkreislauf

8

Absperrelement

9

Druckquelle

10

Ölkreislauf

11

Nocken

12

Ventilfeder

13

Ventilschaft

14

Führungsbohrung

15

Stirnseite vom Abstützelement

16

Kuppe des Abstützelementes

17

Ventil

Claims

1. Ventiltrieb mit variablen Ventilhub für eine Brennkraft maschine ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlepphebel, der über einen Nocken kraftbeaufschlagt werden kann, auf mindestens einem Ventilschaft (13) und einem höhen verstellbaren Abstützelement (2) aufliegt.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (6) eine Verbindung (7) zu einem druckbeaufschlagten Ölkreislauf (9, 10) hat, welche über ein Absperrelement (8) unterbrochen werden kann.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (2) als zylindrischer Kolben ausgebildet ist und in einer motorgehäusefesten Führungsbuchse (3) axial verschieblich gelagert ist.

4. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite des Abstützelements (15) und die Wand der Führungsbohrung (14) eine Druck kammer begrenzen.

5. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite des Abstützelementes (15) von einer Rückstellfeder (5) kraftbeaufschlagt wird.

6. Ventiltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkonstante der Rückstellfeder (5) im Verhältnis zu der Federkonstanten der Ventilfeder (12) klein ist.