DE3531000A1 - Vorrichtung zur verringerung der drosselverluste bei kolbenmotoren unter teillast durch phasenanschnittsteuerung der ventile - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Verringerung der Drosselverluste bei Kolbenmotoren unter Teillast durch Phasenanschnittsteuerung der Ventile. Anlage 2 zur Anmeldung Herbert Gohle vom 29. 8. 1985

Bezugnehmend auf meine Anmeldungen vom 30.5.85 (Az. P 35 19 387.5) und vom 5.6.85 (Az. P 35 20 215.7), in denen jeweils eine hydraulisch arbeitende Vorrichtung zur Regelung der Steuerzeiten einer Ventilsteuerung vornehmlich für Brennkraftmaschinen beschrieben ist, die in einem Kreisprozess die zum Öffnen der Ventile gegen die Federkraft aufgewendete Energie wieder zurückgewinnt, wird hier eine mechanisch arbeitende Vorrichtung beschrieben, die die angestrebten Ziele: beliebige Regelbarkeit aller 4 Steuerpunkte und Energierückgewinnung, ebenfalls erreicht.

Es wird der schon in der Anmeldung v. 5.6.85 (P 35 20 215.7)dargestellte Gedanke verwendet, daß mit den 2 Steuernocken 4 verschiedene Zustände dargestellt werden können (00, 01, 10, 11, dabei bezeichnet 0 jeweils die Ruhelage, vgl. Abb.1). Die Steuernocken (1,2) arbeiten derart auf einen Steuerhebel (3, bzw. Wippe 5), daß das Ventil (7) nur im Zustand 11 geöffnet ist (UND-Schaltung, Abb.1), und daß in den anderen Zuständen des Ventil geschlossen bleibt.

Der hier beschriebene mechanische Ventilantrieb kann dabei auf verschiedene Weise erfolgen: Der Steuerhebel kann als Wippe 5 ausgebildet werden, die in der Achse des Ventils 7 in einer Führung 6 gelagert ist und deren Enden von den Steuernocken 1 u.2 betätigt werden (Abb.2). Dabei ist der Ventilhub der halbe Nockenhub und die Kräfte sind entsprechend klein. In Abb.3 bewegt der Steuernocken 1 in klassischer Weise den als Kipp- oder Schlepphebel ausgebildeten Steuerhebel 3, während Steuernocken 2 die Lage des Steuerhebel-Lagerpunktes im Sinne des angestrebten Zwecks verändert. Werden dabei die Steuernocken auf verschiedenen Nockenwellen angeordnet (vgl. letzter Absatz), ist es möglich, beide Punkte des Steuerhebels 3 direkt zu betätigen. Werden die Steuernocken koaxial auf einer Welle angeordnet, ist ein Zwischenhebel 4 zur Bedienung des 2. Punktes am Steuerhebel 3 erforderlich. Von diesen Möglichkeiten ist die Wippe (5, Abb.2) die einfachste Lösung.

Die i.G. 4 Steuernocken je Zylinder - jeweils 2 für das Einlaß- und das Auslaßventil - sitzen entweder auf verschiedenen Nockenwellen mit jeweiligem Antrieb der die Variation der Phasenlage erlaubt (bekannte Ausführungsmöglichkeiten), oder die Steuernocken werden koaxial auf einer zentralen Welle angeordnet. Dabei ist die zentrale Welle (ähnlich wie in DE-OS 26 21 363, Förster, Daimler-Benz) achsial gegenüber den Steuernocken und dem Antriebsrad verschieblich, die mit artentypischen Steilgewinden auf der Welle sitzen, so daß bei einer achsialen Verschiebung dieser Welle die Phasenlage der einzelnen Steuernocken gegenüber der Kurbelwelle verändert wird. Zwischen diesen Extremen sind auch die Kombinationsmöglichkeiten offen: statt der 4 verschiedenen Nockenwellen können 2 koaxiale jeweils für die Steuernocken 1 u. 2, oder, wenn nur 2 Steuerpunkte beweglich sein sollen, eine koaxiale und eine feste Nockenwelle angeordnet werden.

Claims (4)

Vorrichtung zur Verringerung der Drosselverluste bei Kolbenmotoren unter Toi Hast durch Phasenanschnittsteuerung der Ventile. Anlage 3 zur Anmeldung Herbert Gohle vom 29. 8. 1985 Patentansprüche

1.) Vorrichtung zur Verringerung der Drosselverluste bei Brennkraftmaschinen dadurch, daß die Lastregelung ausschließlich mit Hilfe einer Ventilsteuerung mit variablen Steuerzeiten so erfolgt, daß die Füllung ohne Drosselung durch Variation der Einlaßzeit (d.h. Vorverlegung des Einlaßendes bei geringerer Last) reguliert wird, und daß Drosselverluste am Ende des Arbeitshubs durch entspr. der Füllung richtige Wahl des Auslaßbeginns (d.h. Spätverlegung bei kleiner Füllung bis, bei Überexpansion, in den Ausstoßhub hinein) vermieden werden, und daß die beim öffnen der Ventile aufgewendete Energie in einem Kreisprozess beim Schließen derselben dadurch zurückgewonnen wird, daß die Ventile zum (regelbar) richtigen Zeitpunkt mit Hilfe der Schließflanke eines 2. Steuernockens abgelassen werden, der zur Rückgewinnung der Energie wie beim klassischen Antrieb den Weg vorgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (7) in bewährter Form in Schließrichtung federbelastet sind und daß die Ventilbetätigung mechanisch durch 2, in ihrer Phasenlage untereinander und zur Kurbelwelle regelbare Steuernocken (1,2) geschieht, die beide so auf einen Steuerhebel (3, bzw. Wippe 5) wirken, daß das Ventil nur geöffnet ist, wenn beide Steuernocken in Stellung 1 sind (UND-Schaltung).

2.) Vorrichtung entspr. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf verschiedene Arten gelagerte Steuerhebel 3 (bzw. 5, Abb.2 u.3) von den 2 Steuernocken (1,2) an 2 verschiedenen Punkten (evtl. unter Einschaltung eines Zwischenhebels 4) so betätigt wird, daß die in Anspruch 1 genannte UND-Schaltung erreicht wird.

3.) Vorrichtung entspr. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die vom Gaspedal (Lastregelung) regelbare Einstellung der Phasenlage der beiden Steuernocken - je Ventil - zur Kurbelwelle alle vier Steuerpunkte der Ventile (also auch die im 1. Anspruch genannte Spätverlegung des Auslaßbeginns) beliebig eingestellt werden können.

4.) Vorrichtung entspr. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuernocken entweder auf maximal 4, durch vom Gaspedal gesteuert achsial verschiebtiche, auf Steilgewinden sitzende Antriebsräder angetriebenen Nockenwellen - jew. 2 je Einlaß- und Auslaß-Ventilgruppe - angebracht sind, oder daß sie koaxial derart in einer Achse (oder auch 2 Achsen) angeordnet sind, daß die einzelnen Steuernocken und das Antriebsrad mit artentypischen Steilgewinden auf einer vom Gaspedal gesteuert achsial gegenüber den Steuernocken und dem Antriebsrad verschieblichen zentralen Welle laufen, so daß sie entspr. der Gaspedalstellung jeweils die richtige Phasenlage zur Kurbelwelle haben.