DE4339945C1

DE4339945C1 - Valve drive for combustion engine

Info

Publication number: DE4339945C1
Application number: DE19934339945
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Paul
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1993-11-24
Filing date: 1993-11-24
Publication date: 1995-06-08
Anticipated expiration: 2013-11-25

Abstract

The valve drive has a second valve face (25) which has a tube shaped extension (26) which encloses the tube (20). The extension is supported on a fixed position stop (27). The second drag lever (6) lies on a support ring (28) which surrounds the extension and is displaceable on it. The thickness of the support ring is so chosen that it allows a degree of play between the second drag lever and its cam (7) in the basic circle phase.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brenn kraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs.The invention relates to a valve train for a combustion Motor according to the preamble of the claim.

Bei derartigen, beispielsweise aus der DE-OS 42 05 230 be kannten Ventiltrieben wird der oder werden die ersten Schlepphebel von der Ventilfeder des zugehörigen Ventils an den bzw. die ersten Nocken angedrückt, während zum Andrücken des zweiten Schlepphebels an seinen Nocken eine eigene Feder vorgesehen ist. Diese Feder ist so ausgelegt, daß der zweite Schlepphebel im gesamten Drehzahlbereich ständig, d. h. so wohl während der Grundkreisphase als auch während der Hub phase, an seinem Nocken anliegt, wozu eine Federkraft erfor derlich ist, die etwa derjenigen der Ventilfeder entspricht. Aufgrund der verhältnismäßig großen, ständig wirkenden An drückkraft entsteht ein erhöhter Verschleiß an dem zweiten Nocken und an dem zweiten Schlepphebel. Um diesen Verschleiß zu verringern, ist es bekannt (EP 02 64 253 A1) für das An drücken des zweiten Schlepphebels an seinen Nocken zwei hin tereinandergeschaltete Federn unterschiedlicher Stärke vor zusehen, die sich aufeinander abstützen, wobei während der Grundkreisphase die stärkere Feder entspannt ist und der Schlepphebel nur von der schwächeren Feder an seinen Nocken angedrückt wird. In der Hubphase wird zunächst die schwäche re Feder zusammengedrückt und dann über diese die stärkere Feder, so daß nun auf den zweiten Schlepphebel eine große Andrückkraft wirkt, die erforderlich ist, um den Kontakt des zweiten Schlepphebels mit seinem Nocken während der Hubphase sicherzustellen. Nachteilig ist hierbei, daß beim Übergang von der Grundkreisphase auf die Hubphase nach dem Zusammen drücken der schwächeren Feder die stärkere Feder zunächst nur mit einem Bruchteil ihrer Federkraft wirksam wird, da sie sich in einem entspannten Zustand befand und, die norma le lineare Federkennlinie vorausgesetzt, erst bei einer be stimmten Zusammendrückung ihre volle Federkraft entfaltet, wodurch eine sehr steife Feder mit hoher Federrate erforder lich ist, die zu einer übermäßigen Anpreßkraft beim Maximal hub führen kann.In such, for example from DE-OS 42 05 230 be known valve trains will be or will be the first Rocker arm from the valve spring of the associated valve the first cam (s) pressed while pressing the second rocker arm has its own spring on its cams is provided. This spring is designed so that the second Rocker arm constantly in the entire speed range, d. H. like this probably during the base circle phase as well as during the stroke phase, is in contact with its cam, which requires a spring force derlich, which corresponds approximately to that of the valve spring. Because of the relatively large, constantly acting type pressing force creates increased wear on the second Cam and on the second rocker arm. To this wear to reduce it is known (EP 02 64 253 A1) for the An press the second rocker arm on its two cams interconnected springs of different strengths watch each other, while during the Base circle phase the stronger spring is relaxed and the Rocker arm only from the weaker spring on its cams is pressed. In the lifting phase, the weakness first re spring compressed and then the stronger over this Spring, so that now a large on the second rocker arm Press force that is required to contact the second rocker arm with its cam during the lifting phase ensure. The disadvantage here is that the transition from the base circle phase to the lifting phase after the assembly press the weaker spring the stronger spring first only takes effect with a fraction of their spring force because she was in a relaxed state and, the norma le linear spring characteristic provided that only at a be if the compression is fully deployed, which requires a very stiff spring with a high spring rate Lich, which leads to excessive contact pressure at the maximum hub can lead.

Aus der JP 3-258 904 A ist es für einen Ventiltrieb eine Brennkraftmaschine bekannt, zwischen einem ersten Schlepphebel und dem zugehörigen Ventil eine hydraulisches Ventilspielausgleichselement vorzusehen. Damit dieses Ventilspielausgleichselement auch in den Betriebszuständen (hohe Drehzahlen) funktioniert, in denen der erste Schlepphebel mit einem zweiten Schlepphebel verriegelt ist, der mit einem Hochdrehzahlnocken zusammenwirkt, ist zwischen dem zweiten Schlepphebel und dem Hochdrehzahlnocken in der Grundkreisphase ein Spiel vorgesehen. Auf diese Weise kann vermieden werden, daß sich der erste Schlepphebel aufgrund von Fertigungstoleranzen vom Grundkreis abhebt.From JP 3-258 904 A it is a valve train Internal combustion engine known, between a first rocker arm and the associated valve a hydraulic To provide valve lash adjuster. So this Valve clearance compensation element also in the operating states (high speed) works in which the first rocker arm is locked with a second rocker arm, which with a High speed cam interacts between the second Rocker arm and the high-speed cam in the base circle phase provided a game. In this way it can be avoided that the first rocker arm due to Manufacturing tolerances stand out from the base circle.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Ventiltrieb der gat tungsgemäßen Art den Verschleiß des zweiten Schlepphebels und seines Nockens zu verringern, ohne übermäßige Andrück kräfte beim Maximalhub in Kauf nehmen zu müssen.The object of the invention is to gat the valve train appropriate type of wear of the second rocker arm and reduce its cam without excessive pressure have to put up with forces at maximum stroke.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the in the license plate of the features specified solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag ist der zweite Schlepp hebel während der Grundkreisphase ohne Kontakt mit seinen Nocken, so daß eine Reibung nur in der Hubphase stattfindet. Der Verschleiß ist dadurch auf ein Minimum reduziert. Das benötigte Spiel wird durch Versuche ermittelt und dadurch eingestellt, daß ein Stützring entsprechender Dicke verwen det wird. In the proposal according to the invention, the second drag is lever during the base circle phase without contact with its Cam, so that friction only takes place in the lifting phase. Wear is reduced to a minimum. The required game is determined by experiments and thereby set that use a support ring of appropriate thickness det.

Ein weiterer, mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, daß der zweite Schlepphebel wegen seines Spiels in der Grundkreisphase leicht beweglich ist, wodurch die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Schlepphebel mittels der Kupplungsmittel erleichtert ist.Another advantage achieved with the invention is in that the second rocker arm because of its play in the Base circle phase is easily movable, which makes the connection between the first and the second rocker arm by means of the Coupling agent is relieved.

Der zweite Federteller mit dem rohrförmigen Fortsatz kann zur Gewichtseinsparung aus Leichtmetall bestehen.The second spring plate with the tubular extension can Made of light metal to save weight.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden un ter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigten:An embodiment of the invention is un below described with reference to the drawings. It showed:

Fig. 1 einen Ventiltrieb im senkrechten Schnitt entlang Linie 1-1 in Fig. 2 und Fig. 1 shows a valve train in vertical section along line 1-1 in Fig. 2 and

Fig. 2 den Ventiltrieb mit einer Schnittebene entlang Linie 2-2 in Fig. 1. Fig. 2 shows the valve train with a sectional plane taken along line 2-2 in FIG. 1.

In der Zeichnung ist ein Ventiltrieb für zwei Einlaßventile E dargestellt. Jedes Ventil E ist im Schließsinn von einer Feder 1 beaufschlagt. Die Ventile werden von eigenen Nocken 2, 3 einer Nockenwelle 4 über erste Schlepphebel 5 betätigt, die auf einer gemeinsamen ortsfesten Achse 6 schwenkbar gelagert sind und durch die Ventilfedern 1 während ihrer Hubphasen in Anlage an ihren Nocken 2, 3 gehalten werden. Die Nocken 2 und 3 haben vorzugsweise unterschiedliche Nockenprofile, um für die einzelnen Einlaßventile einen unterschiedlichen Ventilhub, eine unterschiedliche Öffnungs dauer und/oder unterschiedliche Steuerzeiten zu erreichen und im unteren und mittleren Drehzahlbereich der Brenn kraftmaschine optimale Voraussetzungen zu schaffen. Zwischen den beiden Nocken 2 und 3 ist auf der Nockenwelle 4 ein weiterer Nocken 7 angeordnet, dessen Nockenprofil für die Verhältnisse im oberen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschi ne ausgelegt ist, also beispielsweise einen größeren Ventil hub und eine längere Öffnungsdauer bewirkt. Mit dem Nocken 7 wirkt ein zweiter Schlepphebel 8 zusammen, der im oberen Drehzahlbereich mit den ersten Schlepphebeln 5 gekoppelt werden kann, so daß in diesem Drehzahlbereich die Ventile E entsprechend der Kontur des Nockens 7 betätigt werden. Das freie Ende des zweiten Schlepphebels 8 ist mit einer Traver se 9 versehen, die vor und in geringem Abstand von den frei en Enden der ersten Schlepphebel 5 verläuft. In den ersten Schlepphebeln 5 sind zur Schwenkachse 6 radiale Bohrungen 10 vorgesehen, die mit Bohrungen 11 in der Traverse fluchten, wenn sich die Ventile E in ihrer Schließstellung befinden, also die Schlepphebel 5 und 8 auf den Grundkreises ihrer Nocken 2, 3 und 7 laufen. In jeder Bohrung 10 ist ein Kolben 12 angeordnet, der zwischen einer ersten, inneren Stellung (Fig. 2) und einer zweiten äußeren Stellung (Fig. 1) ver schiebbar ist, in welcher er in die entsprechende Bohrung 11 in der Traverse 9 eingreift. In der zweiten Stellung verbin den somit die Kolben 12 die ersten Schlepphebel 5 mit dem zweiten Schlepphebel 8, so daß die Ventile entsprechend der Kontur des Nockens 7 betätigt werden. In the drawing, a valve train for two intake valves E is shown. Each valve E is acted upon by a spring 1 in the closing direction. The valves are actuated by their own cams 2 , 3 of a camshaft 4 via first rocker arms 5 , which are pivotably mounted on a common fixed axis 6 and are held in contact with their cams 2 , 3 by the valve springs 1 during their stroke phases. The cams 2 and 3 preferably have different cam profiles in order to achieve a different valve lift, a different opening duration and / or different control times for the individual intake valves and to create optimal conditions in the lower and middle speed range of the internal combustion engine. Between the two cams 2 and 3 , a further cam 7 is arranged on the camshaft 4 , the cam profile of which is designed for the conditions in the upper speed range of the internal combustion engine, that is, for example, a larger valve stroke and a longer opening duration. A second rocker arm 8 interacts with the cam 7 and can be coupled to the first rocker arms 5 in the upper speed range, so that the valves E are actuated in accordance with the contour of the cam 7 in this speed range. The free end of the second rocker arm 8 is provided with a traver 9 which runs in front of and at a short distance from the free ends of the first rocker arm 5 . In the first valve levers 5 radial bores 10 are to the pivot axis 6 is provided, which are aligned with holes 11 in the cross arm, when the valves E are in their closed position, so the cam followers 5 and 8 on the base circle of their cams 2, run 3 and 7 . In each bore 10 , a piston 12 is arranged, which can be pushed between a first, inner position ( FIG. 2) and a second outer position ( FIG. 1), in which it engages in the corresponding bore 11 in the cross member 9 . In the second position, the piston 12 thus connects the first rocker arms 5 to the second rocker arm 8 , so that the valves are actuated in accordance with the contour of the cam 7 .

Die Verschiebung der Kolben 12 nach außen erfolgt mit Hilfe eines Druckmittels, das durch einen Kanal 14 in der Achse 6 zugeführt wird, der mit den Bohrungen 10 über Öffnungen 15 in der Wand der Achse 6 in Verbindung steht. Wird die Druck mittelzufuhr unterbrochen, so werden die Kolben 12 jeweils durch eine Feder 13 in ihre Bohrungen 10 zurückgeführt, so daß nun der zweite Schlepphebel 8 frei schwingen kann und die Betätigung der Ventile durch die ersten Schlepphebel 5 entsprechend der Kontur der Nocken 2 bzw. 3 erfolgt. Die Feder 13 stützt sich einerseits an einem in der Bohrung 10 fixierten Einsatz 16 und andererseits am Ende 17 eines Roh res 18 ab, das am Kolben 12 befestigt ist und sich durch den Einsatz 16 hindurch erstreckt.The displacement of the pistons 12 to the outside takes place with the aid of a pressure medium which is supplied through a channel 14 in the axis 6 , which is connected to the bores 10 via openings 15 in the wall of the axis 6 . If the pressure medium supply is interrupted, the pistons 12 are each returned to their bores 10 by a spring 13 , so that the second rocker arm 8 can now swing freely and the actuation of the valves by the first rocker arms 5 corresponding to the contour of the cams 2 or 3 is done. The spring 13 is supported on the one hand on an insert 16 fixed in the bore 10 and on the other hand at the end 17 of a raw res 18 , which is fastened to the piston 12 and extends through the insert 16 .

Der Schlepphebel 8 weist eine Gleitfläche 19 auf, die mit dem Nocken 7 in der Hubphase zusammenwirkt.The rocker arm 8 has a sliding surface 19 which cooperates with the cam 7 in the lifting phase.

Der zweite Schlepphebel 8 wird in der Hubphase in Anlage an seinem Nocken 7 durch eine Feder 22 gehalten, die im Ausfüh rungsbeispiel auf einem eine Zündkerze oder ein Einspritz ventil aufnehmenden Rohr 20 angeordnet ist. Die Feder 22 ist mit Vorspannung zwischen einem ersten, mit dem Rohr 20 ver bundenen Federteller 24 und einem zweiten Federteller 25 angeordnet, der verschiebbar auf dem Rohr 20 sitzt und einen rohrförmigen Fortsatz 26 aufweist, der sich an einem ortsfe sten Anschlag 27 abstützt, welcher im Beispiel von einer Fläche am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine gebildet wird. Den Fortsatz 26 teilweise umgreifende Fortsätze 21 des zwei ten Schlepphebels 8 stützen sich auf einem Stützring 28 ab, der verschiebbar auf dem Fortsatz 26 sitzt. Die Dicke des Stützringes 28 ist so gewählt, daß ein gewünschtes Spiel s zwischen der Gleitfläche 19 des zweiten Schlepphebels 8 und dem Grundkreis seines Nockens 7 besteht.The second rocker arm 8 is held in the lifting phase in contact with its cam 7 by a spring 22 which is arranged in the exemplary embodiment on a spark plug or an injection valve receiving tube 20 . The spring 22 is preloaded between a first, connected to the tube 20 spring plate 24 and a second spring plate 25 , which is slidably seated on the tube 20 and has a tubular extension 26 which is supported on a most stationary stop 27 , which in the example is formed by a surface on the cylinder head of the internal combustion engine. The extension 26 partially encompassing extensions 21 of the two rocker arms 8 are supported on a support ring 28 which is slidably seated on the extension 26 . The thickness of the support ring 28 is selected so that there is a desired play s between the sliding surface 19 of the second rocker arm 8 and the base circle of its cam 7 .

Während der in Fig. 1 dargestellten Grundkreisphase ist der zweite Schlepphebel ohne Berührung mit seinem Nocken 7, da die Feder 22 über den rohrförmigen Fortsatz 26 an dem orts festen Anschlag 27 abgestützt ist. Mit Beginn der Hubphase wird der Schlepphebel 8 um die Achse 6 im Uhrzeigersinn verschwenkt, wobei die Fortsätze 21 des Schlepphebels 8 den Stützring 28 an den zweiten Federteller 25 anlegen und dann unter die Wirkung der vorgespannten Feder 22 kommen. Der zweite Schlepphebel 8 wird somit unmittelbar nach Beginn der Hubphase mit einer Kraft, die der Vorspannung der ersten Feder 22 entspricht, an seinen Nocken 7 angedrückt, und diese Andrückkraft steigt mit größer werdenden Schwenkwinkel entsprechen der Kennlinie der Feder 22.During the base circle phase shown in Fig. 1, the second cam follower out of contact with its cam 7, since the spring 22 is supported on the tubular extension 26 on the fixed stop 27. With the beginning of the lifting phase of the rocker lever 8 is pivoted about the axis 6 in a clockwise direction, the projections 21 create the drag lever 8 the support ring 28 to the second spring plate 25 and then come under the action of the prestressed spring 22nd The second rocker arm 8 is thus pressed onto its cam 7 immediately after the start of the lifting phase with a force that corresponds to the pretension of the first spring 22 , and this pressing force increases as the swivel angle increases, corresponding to the characteristic curve of the spring 22 .

Claims

Valve train for an internal combustion engine

- at least one intake and one exhaust valve (E) per cylinder,
a first rocker arm ( 5 ), per valve (E), which interacts with the valve (E) and with a first cam ( 2 or 3 ) of a camshaft ( 4 ) for a first speed range,
- A second rocker arm ( 8 ) per valve (E), which cooperates with a second cam ( 7 ) of the camshaft for a second speed range and is held on this in the stroke phase by a coil spring ( 22 ), and
- Coupling means ( 12 ) for connecting or disconnecting the first and second rocker arms ( 5, 8 )
- The helical spring ( 22 ) is arranged on a stationary tube ( 20 ) receiving a spark plug or an injection valve between a first spring plate ( 24 ) connected to the tube and a second spring plate ( 25 ) displaceable on the tube,

characterized in that the second spring plate ( 25 ) has a tubular extension ( 26 ) surrounding the tube ( 20 ), which is supported on a stationary stop ( 27 ), and in that the second rocker arm ( 8 ) on one of the extension ( 26 ) surrounding and on this slidable support ring ( 28 ), the thickness of which is selected so that, inter alia, there is a game between the second rocker arm and its cam ( 7 ) in the base circle phase.