DE3509094A1

DE3509094A1 - Einrichtung zum stufenlosen verstellen der steuerzeiten von gaswechselventilen

Info

Publication number: DE3509094A1
Application number: DE19853509094
Authority: DE
Inventors: Klaus-Hagen 3174 Meine Schreiber
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1984-04-06
Filing date: 1985-03-14
Publication date: 1985-10-17

Description

3180 Wolfsburg
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K 3581/1770-we-Bch

Einrichtung zum stufenlosen Verstellen der Steuerzeiten von Gaswechselventilen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum stufenlosen Verstellen der Steuerzeiten der Gaswechselventile von Hubkolben-Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Beispielsweise aus der DE-OS 1 964 005 oder auch der US-PS 3 683 875 sind Einrichtungen bekannt, mit denen die Steuerzeiten der Gaswechselventile von Hubkolben-Brennkraftmaschinen verändert werden können. Bei diesen Ausführungen weisen die Brennkraftmaschinen jeweils nur eine von der Kurbelwelle über einen Zahnriemen- oder Kettentrieb angetriebene Nockenwelle auf. Bei einer Verstellung der bei diesen bekannten Einrichtungen vorgesehenen, an dem Riemen- bzw. Kettentrieb angreifenden Spannelemente kann ein Vor- bzw. Nachlauf der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle erreicht werden. Auf diese Weise lassen sich die Steuerzeiten der Ein- und Auslaßventile in Abhängigkeit beispielsweise von der Last oder der Drehzahl der Brennkraftmaschine aber nur gemeinsam verstellen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit deren Hilfe eine möglichst unabhängige Verstellung der Steuerzeiten für die Einlaß- und Auslaßventile ermöglicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß wird also bei einer Brennkraftmaschine, die getrennte Nockenwellen zur Betätigung der Einlaß- und Auslaßventile aufweist, ein zusätzliches Spannelement zwischen den beiden Nockenwellen angeordnet. Mit Hilfe dieses zusätzlichen Spannelementes und durch entsprechende Steuerung der beiden anderen, an den Zahnriemensträngen zwischen der Kurbelwelle und den beiden Nockenwellen angreifenden Spannelemente wird eine weitgehend frei wählbare Veränderung der Steuerzeiten der Einlaß- und Auslaßventile der Brennkraftmaschine erreicht.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Merkmalen der Unteransprüche.

In der Zeichnung ist in schematischer Darstellungsweise ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt eine Ansicht einer Hubkolben-Brennkraftmaschine von der den Nockenwellentrieb aufweisenden Stirnseite her. Dabei ist mit 1 insgesamt die Brennkraftmaschine, mit 2 das dem Nockenwellentrieb zugeordnete Kurbelwellenzahnrad, mit 5 ein Zahnrad der die Einlaßventile betätigenden Nockenwelle und mit 4 sin Zahnrad der die Auslaßventile betätigenden Nockenwelle angedeutet, die beide von dem Kurbelwellenzahnrad 2 über einen an der Innenseite verzahnten Zahnriemen 5 in an sich bekannter Weise mit halber Kurbelwellendrehzahl angetrieben werden.

Mit 6 bis 8 sind drei hydraulisch betätigbare Spannelemente bezeichnet, die . an den Strängen des Zahnriemens 5 angreifen, die sich jeweils zwischen dem Kurbelwellenzahnrad 2 und den beiden Nockenwellenzahnrädern 3 und 4 sowie direkt zwischen den beiden Nockenwellenzahnrädern befinden. Die Spannelemente 6 bis greifen dabei jeweils an der ungezähnten Rückseite des Zahnriemens mit im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Zahnriemens verlaufender Kraftwirkungsrichtung an. Sie bestehen, wie anhand des in der Zeichnung mit 7 bezeichneten Spannelementes angedeutet ist, im wesentlichen aus einer direkt an dem Zahnriemenrücken angreifenden,

drehbar gelagerten Rolle 17, die über eine Kolbenstange 25 mit einem in einem Zylinder 18 verschiebbar gehaltenen Verstellkolben 19 verbunden ist. In dem diesem Verstellkolben I9 zugeordneten Druckbeaufschlagungsraum 21 ist eine Rückstellfeder 20 angeordnet, die den Verstellkolben I9 und mit diesem die Rolle 1 7 ständig in Eingriff mit der Zahnriemenrückseite hält.

Die Druckbeaufschlagungsräume der einzelnen Spannelemente 6 bis 8 sind über Druckbeaufschlagungsleitungen 22 bis 24 mit Drucksteuerventilen 9 bis 11 verbunden, die von einem Steuergerät 12 angesteuert werden. Der hydraulische Arbeitsdruck wird dabei über eine Druckleitung I3 zugeführt, in der eine Druckpumpe I4 angeordnet ist, die das Arbeitsmittel aus einem Druckmittelvorratsbehälter 15 zu den Drucksteuerventilen 9 - 11 fördert. Ein in einer Rückflußleitung 15a angeordnetes Überdruckventil 16 verhindert, daß in der Druckleitung I3 ein allzu hoher Arbeitsdruck entsteht.

Das Steuergerät 12 steuert nun die den einzelnen Spannelementen 6 bis 8 zugeordneten Drucksteuerventile 9 ^is 11 so an, daß eine in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine gewünschte günstige Steuerzeitenveränderung der Ein- und Auslaßventile der Brennkraftmaschine erreicht wird. Dazu kann das Steuergerät, wie hier nicht weiter dargestellt ist, mit verschiedenen Gebern zur Erfassung zum Beispiel der Drehzahl oder der Leistung der Brennkraftmaschine verbunden sein. Darüberhinaus können Geber zur Erfassung des Istwertes der Steuerzeiten der Ventile bzw. des Istwertes der Relativstellung der Nockenwelle zur Kurbelwelle vorgesehen sein.

In der Zeichnung ist mit ausgezogenen Linien eine Ausgangsstellung des Nockenwellentriebs angedeutet. Ausgehend von dieser Grundstellung kann durch Druckbeaufschlagung der beiden Spannelemente 6 und eine Verstellung des Zahnriementriebs in die mit unterbrochenen Linien angedeutete Stellung erreicht werden, in der das dritte Spannelement 8 zwischen den beiden Nockenwellen entgegen der Federwirkung zurückgedrückt wird. Bei einer derartigen Verstellbeaufschlagung ergibt sich nun eine Verdrehung der Einlaßventil-Nockenwelle 3 entgegen dem Uhrzeigersinn und eine Verdrehung der

Auslaßventil-Nockenwelle im Uhrzeigersinn, das heißt also eine gegensätzliche Verstellung der beiden Nockenwellen. Umgekehrte Verhältnisse, nämlich eine Verdrehung der Einlaßventil-Nockenwelle im Uhrzeigersinn und eine Verdrehung der Auslaßventil-Nokkenwelle entgegen dem Uhrzeigersinn ergibt sich bei einer alleinigen Beaufschlagung des dritten Spannelementes 8, wodurch die mit strichpunktierten Linien angedeutete Stellung des Zahnriementriebs erreicht wird.

Abgesehen von diesen zuvor angedeuteten Verstellmöglichkeiten lassen sich durch unterschiedliche und getrennte Beaufschlagung der einzelnen Spannelemente beliebige Verstellungen der Nockenwellen in Bezug auf die Kurbelwelle erreichen, so daß die Steuerzeiten der Gaswechselventile in weiten Grenzen veränderbar sind.

Die den Spannelementen zugeordneten Federn 20 dienen im übrigen dazu, ein ständiges Andrücken der Spannelemente auch bei Entlastung der Druckbeaufschlagung sicherzustellen.

Claims

3180 Wolfsburg

K 3581/1770-we-sch

ANSPRÜCHE

f 1 J Einrichtung zum stufenlosen Verstellen der Steuerzeiten der Gaswechselventile von Hubkolben-Brennkraftmaschinen mit wenigstens einer von der Kurbelwelle über einen Zahnriementrieb angetriebenen Nockenwelle zur Betätigung der Gaswechselventile sowie mit an dem Zahnriemen angreifenden, im wesentlichen senkrecht zu diesem verstellbaren Spannelementen zur Erzeugung einer Phasenverschiebung zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwei Nockenwellen (3» 4) zur getrennten Betätigung der Einlaß- und Auslaßventile vorgesehen sind und daß Spannelemente (6 bis 8) zum Angriff an dem Zahnriemen (5) sowohl zwischen der Kurbelwelle (2) und den beiden Nockenwellen (3» 4) als auch zwischen den beiden Nockenwellen selbst angeordnet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (6 bis 8) getrennt voneinander durch Hilfskraft verstellbar sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (6 bis 8) hydraulisch verstellbar sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (6 bis 8) jeweils an der Rückseite des Zahnriemens (5) angreifende, drehbar gehaltene Rollen (17) aufweisen, die mit hydraulisch beaufschlagbaren Terstellkolben (19) verbunden sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß Federn (20) vorgesehen sind, die die Verstellkolben (I9) ständig in Eingriffsrichtung "beaufschlagen.