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WO2004085805A1 - Vorrichtung zur betätigung von ladungswechselventilen in hubkolbenmotoren - Google Patents

Vorrichtung zur betätigung von ladungswechselventilen in hubkolbenmotoren Download PDF

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WO2004085805A1
WO2004085805A1 PCT/EP2004/002742 EP2004002742W WO2004085805A1 WO 2004085805 A1 WO2004085805 A1 WO 2004085805A1 EP 2004002742 W EP2004002742 W EP 2004002742W WO 2004085805 A1 WO2004085805 A1 WO 2004085805A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cam
valve
charge exchange
reciprocating piston
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2004/002742
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Schön
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Technologies AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Automotive AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Automotive AG filed Critical ThyssenKrupp Automotive AG
Publication of WO2004085805A1 publication Critical patent/WO2004085805A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0063—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0005—Deactivating valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/08—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for decompression, e.g. during starting; for changing compression ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0063—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
    • F01L2013/0068—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot with an oscillating cam acting on the valve of the "BMW-Valvetronic" type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
    • F01L2303/01—Tools for producing, mounting or adjusting, e.g. some part of the distribution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/13—Throttleless

Definitions

  • the invention relates to a device for actuating one or more charge exchange valves according to the preamble of claim 1.
  • Devices of this type are used to design the control of charge exchange valves in such a way that it is possible to operate reciprocating piston engines without the throttle valve which is otherwise customary.
  • DE-A 101 00 1 73 describes a fully variable mechanical valve train for a piston internal combustion engine, with a drive means for generating a lifting movement acting against the force of the closing spring on the charge exchange valve and with an intermediate element arranged between the drive means, for example a cam, and the charge exchange valve , which acts on the charge exchange valve in the direction of its axis of movement and whose stroke path can be changed in the direction of the axis of movement via an adjustable guide element.
  • DE-A 100 06 01 8 describes a variable valve train for load control of a spark ignition internal combustion engine.
  • the valve train is formed from a cam, a camshaft and at least one inlet valve, with a direct valve actuating member, the output member, a transmission member and an adjusting means for influencing the lifting function of the transmission member.
  • the transmission link is driving between the Cam and the output member installed and has a first, acted upon by the cam and a second surface acting on the output member.
  • the power and torque transmission between the links of the valve train takes place via cam, thrust and rotary joints.
  • the moving gear links are supported directly or indirectly in the housing.
  • the stroke movement of the charge exchange valve is adjusted, for example, by displacing joints or slide tracks in the housing, on which gear elements located in the power flow are supported.
  • valve gearboxes important criteria of such valve gearboxes are that when the valve stroke is changed, the opening angle, ie the duration of the valve rest, is also changed and that the contact between the cam and the intermediate element is constantly maintained.
  • a known problem, also for non-variable valve gearboxes, is that when the engine is started, there is compression in the cylinders even though the cranking speed has not yet been reached. As a result, a considerable additional energy requirement is required to start the engine.
  • Means are known in the prior art with the aid of which decompression in the cylinders is achieved by keeping the charge exchange valves open until the starting speed of the engine is reached. After the starting speed is reached, the charge exchange valves are opened and closed normally and the ignition is triggered so that the engine starts immediately.
  • EP 0 1 76 001 presents a method to solve the problem in which an additional auxiliary rocker arm holds the rocker arm during the starting phase in such a way that the charge exchange valve is not closed, the contact between the cam and the rocker arm being lost.
  • the invention has for its object to develop the device described in the generic part of the first claim in such a way that a decompression of the cylinders of the engine is possible when starting without using additional complex and expensive components.
  • Claim 9 describes a method for operating a reciprocating piston engine using a device according to one of Claims 1 to 8.
  • variable valve train The advantage of the design of the variable valve train according to the invention is the reduction in the additional effort for the control and the reduction in the number of parts.
  • existing variability of the valve train can advantageously be used to achieve decompression.
  • the basic mode of operation of variable valve train systems in which the valve lift characteristic is adjusted by displacing one or more gear members in the power flow, can be characterized in the following way.
  • the rotating cam actuates a first intermediate link.
  • the intermediate link actuates the output link or one or more further intermediate links.
  • the charge exchange valve is operatively connected directly to the output member.
  • the movement is transmitted via at least two curved joints. At least one of the intermediate links can be displaced, so that an adjustment of the valve lift curve is made possible.
  • the valve lift passes through a control area in which the charge exchange valve is opened with a correspondingly predetermined charge curve, and a rest area in which the charge change valve is closed.
  • a further cam joint is arranged, which forms the locking area and one has the control section forming curve section.
  • the areas are represented by corresponding areas in the contact surface of the cam joints of the gear links or the housing curves in which the gear links are supported.
  • the locking area is represented by a surface area in the curved joint of the intermediate member and the control area by a surface area in the housing curve or vice versa.
  • at least one spring is arranged in the valve gear, which ensures the constant contact of all cam joints between the intermediate links and the intermediate link and the cam.
  • the maximum valve lift curve is specified and, among other things, the geometries the rest and control area of the surfaces of the curve joint, which has the rest area and the control area forming curve section, and the
  • Adjustment curve for the displaceable gear element and its length are determined.
  • the adjustment range is determined as the range between the position for the largest predetermined valve lift and the position at which no or the minimum valve lift is generated.
  • the task according to the invention is essentially achieved in that the adjustment range of the displaceable transmission element is expanded to such an extent that a displacement is made possible in which the decisive cam joint is only or at least for predefined angular ranges of the rotating cam, in which during normal operation of the reciprocating piston engine that Charge control valve is closed, located in a region of the contact surface of the cam joint, in which the valve is open.
  • a further curve area is formed on the intermediate member in addition to the control and locking area of the curve joint.
  • the decompression area is arranged as a continuation at the end of the rest area, which is not adjoined by the control area, as an additional ramp.
  • the displaceable intermediate member is then displaced beyond the point of the minimum valve lift in the adjustment range until the corresponding cam joint is in contact, at least temporarily in the decompression range.
  • an elastic element in the simplest case a spring, must ensure contact between the intermediate members involved so that the valve in the area is actually opened.
  • the ramp for forming the decompression area can be formed by any continuously differentiable curve. Circular tracks or straight sections are preferred because of the simple manufacture. It is completely clear that it is also possible to design the decompression area or the additional area on a surface in the housing on which a displaceable intermediate element of the valve gear is supported in a cam joint.
  • the area of the cam in which a valve lift is never generated is formed by a circular arc concentric with its center of rotation.
  • this area is advantageously designed in such a way that, in cooperation with the intermediate element actuated by the cam, the intermediate element constantly moves.
  • a further advantageous design of this contour ensures that the intermediate member is continuously accelerated away from the cam in this area.
  • the size of this acceleration is advantageously to be selected such that, on the one hand, taking into account manufacturing tolerances, the acceleration is actually always directed away from the cam and, on the other hand, the distance between the cam contour and its center of rotation always remains as large as possible, so that the camshaft is not unnecessarily weakened.
  • control times and the course of the valve lift for decompression can be advantageously influenced by the described design of the cam.
  • Figures 1 and 2 a four-link valve transmission is shown.
  • Figure 1 shows a position of the valve gear for valve detent and
  • Figure 2 shows a position for valve lift.
  • FIGS. 3 and 4 show the same valve gear for a variant of the adjustment for decompression.
  • FIG. 5 is an enlargement of the representation in FIG. 1.
  • the adjustment range VB and the position of point 91 are shown here by way of example.
  • the cam 1 is rotatably supported in the housing G.
  • a rocker arm is rotatably mounted in the pivot point 9.
  • the rocker arm is operatively connected to the output member 6, a rocker arm, by a cam joint.
  • the rocker arm transmits its movement directly to the charge exchange valve 5.
  • the charge exchange valve 5 passes through a valve lift, shown in FIG. 2, and a valve catch, shown in FIG. 1, during the rotation of the rotating cam 1.
  • the size of the valve lift is illustrated by the arrow marked 4.
  • the size of the valve lift 4 and the angular ranges of the rotating cam 1 change during which the charge exchange valve 5 is in the rest or in the valve lift.
  • the angular range of the rotating cam 1 during which the charge exchange valve 5 is in the catch increases accordingly.
  • the pivot point 9 of the rocker arm is shifted in the arrow direction of curve V over the adjustment range VB to a special point 91, so that the contact surface on the rocker arm, which forms the cam joint between rocker arm and rocker arm, in the example always through contact surface section 8 is formed.
  • This contact surface section 8 is designed so that the charge exchange valve 5 is open during the entire rotation of the cam 1 or at least during the angular range during which the intake of the combustion gases is compressed.
  • a spring not shown here, ensures that the transmission links: cam 1, rocker arm and rocker arm are constantly in contact. In the event of adjustment to the special point 91 of the valve spring, this spring counteracts so that the valve 5 can be opened at least temporarily.
  • a contour on which a rocker arm is supported can be formed and / or the corresponding housing contour can be shifted accordingly.
  • curve V is shown as a circular path.
  • the invention can also be applied to adjustment areas VB which are not on a circular path but, for example, on a straight line.
  • Point 91 also does not necessarily have to lie on curve V.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Vorrichtung zur Betätigung der Ladungswechselventile in Hubkolbenmotoren, bestehend aus einem Gehäuse, einem in einem Drehgelenk in dem Gehäuse umlauffähig gelagerten Nocken, dessen Drehbewegung von einer Kurbelwelle abgeleitet ist, einem von diesem Nocken über ein erstes Kurvengelenk betätigten Zwischenglied und einem Abtriebsglied, welches die Bewegung auf das Ventil überträgt und mit dem Zwischenglied direkt oder über weitere Übertragungsglieder wirkverbunden ist und innerhalb der Wirkverbindung vom ersten Kurvengelenk zum Abtriebsglied mindestens ein weiteres Kurvengelenk vorgesehen ist, mit dessen Hilfe durch eine gezielte Verlagerung eines der Übertragungsglieder, eine Dekompression des Hubkolbenmotors durch ein mindestens zeitweises Offenhalten des Gassteuerventils erreicht wird.

Description

Vorrichtung zur Betätigung von Ladungswechselventilen in
Hubkolbenmotoren
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines oder mehrerer Ladungswechselventile nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Derartige Vorrichtungen dienen dazu, die Steuerung von Ladungswechselventilen so zu gestalten, dass es möglich wird, Hubkolbenmotoren ohne die sonst übliche Drosselklappe zu betreiben.
In der DE-A 101 00 1 73 wird ein vollvariabler mechanischer Ventiltrieb für eine Kolbenbrennkraftmaschine beschrieben, mit einem Antriebsmittel zur Erzeugung einer gegen die Kraft der Schließfeder am Ladungswechselventil wirkenden Hubbewegung und mit einem zwischen dem Antriebsmittel, beispielsweise ein Nocken, und dem Ladungswechselventil angeordneten Zwischenglied, das auf das Ladungswechselventil in Richtung seiner Bewegungsachse einwirkt und dessen Hubweg in Richtung der Bewegungsachse über ein verstellbares Führungselement veränderbar ist.
In der DE-A 100 06 01 8 wird ein variabler Ventiltrieb zur Laststeuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine beschrieben. Der Ventiltrieb wird gebildet aus einem Nocken, einer Nockenwelle und zumindest einem Einlassventil, mit einem unmittelbaren Ventilbetätigungsglied, dem Abtriebsglied, einem Übertragungsglied und einem Verstellmittel zur Beeinflussung der Hubfunktion des Übertragungsgliedes. Das Übertragungsglied ist trieblich zwischen dem Nocken und dem Abtriebsglied eingebaut und hat eine erste, von dem Nocken beaufschlagte sowie eine zweite, auf das Abtriebsglied einwirkende Angriffsfläche.
Im Stand der Technik gibt es eine Vielzahl von mechanisch variablen Ventilgetrieben zur Steuerung bzw. Laststeuerung von Hubkolbenmotoren. Die vorab zitierten Druckstellen sind daher lediglich als beispielhaft anzusehen. Den genannten Systemen ist gemeinsam, dass durch die Drehbewegung des Nockens einer Nockenwelle über die weiteren Getriebeglieder des Ventilgetriebes eine Hubbewegung auf das Ladungswechselventil übertragen wird. Die resultierende Erhebungskurve dieser Ladungswechselventile ist durch Verlagerung von mindestens einem der im Kraftfluss befindlichen Getriebeglieder während des Betriebes veränderbar. Dabei werden sowohl der Ventilhub als auch der Ventilöffnungswinkel verändert. Damit die Verlagerung realisiert werden kann, wird bei den genannten Ventilgetrieben mindestens ein Getriebeglied zwischen dem antreibenden Nocken und dem das Ladungswechselventil betätigenden Abtriebsglied eingefügt. Dadurch entsteht mindestens ein zusätzlicher Freiheitsgrad in der Bewegung, sodass die jeweils gewünschte Verlagerung möglich wird.
Die Kraft- und Momentenübertragung zwischen den Gliedern des Ventiltriebes erfolgt über Kurven-, Schub- und Drehgelenke. Die bewegten Getriebeglieder sind direkt oder indirekt im Gehäuse abgestützt. Die Verstellung der Hubbewegung des Ladungswechselventils erfolgt beispielsweise durch die Verlagerung von Gelenken oder Kulissenbahnen im Gehäuse, an denen sich im Kraftfluss befindliche Getriebeglieder abstützen.
Wichtige Kriterien derartiger Ventilgetriebe bestehen darin, dass mit der Veränderung des Ventilhubes auch der Öffnungswinkel, d.h. die Dauer der Ventilrast verändert wird und dass der Kontakt zwischen Nocken und Zwischenglied ständig erhalten bleibt. Ein bekanntes Problem, auch für nichtvariable Ventilgetriebe, besteht nun darin, dass beim Starten des Motors eine Kompression in den Zylindern erfolgt, obwohl die Anlassdrehzahl noch nicht erreicht wird. Dadurch ist ein erheblicher Mehrbedarf an Energie zum Starten des Motors erforderlich. Im Stand der Technik sind Mittel bekannt, mit deren Hilfe bis zum Erreichen der Startdrehzahl des Motors die Dekompression in den Zylindern durch Offenhalten der Ladungswechselventile erreicht wird. Nachdem die Startdrehzahl erreicht ist, werden die Ladungswechselventile normal geöffnet und geschlossen und die Zündung ausgelöst, sodass der Motor direkt startet.
In der EP 0 1 76 001 wird zur Lösung des Problems eine Methode vorgestellt, bei der ein zusätzlicher Hilfskipphebel den Kipphebel während der Startphase so hält, dass das Ladungswechselventil nicht geschlossen wird, wobei der Kontakt zwischen Nocken und Kipphebel verloren geht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im gattungsbildenden Teil des ersten Patentanspruches beschriebene Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass eine Dekompression der Zylinder des Motors beim Starten möglich wird, ohne zusätzliche aufwändige und teure Komponenten zu verwenden.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 8 beschrieben. Anspruch 9 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Hubkolbenmotors unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Gestaltung des variablen Ventiltriebs besteht in der Verringerung des zusätzlichen Aufwandes für die Steuerung und der Verringerung der Anzahl Teile. Darüber hinaus kann vorteilhaft die bereits vorhandene Variabilität des Ventiltriebs dahingehend genutzt werden, die Dekompression zu erreichen. Die prinzipielle Wirkungsweise von variablen Ventiltriebssystemen, bei denen die Verstellung der Ventilhubscharakteristik durch Verlagerung von einem oder mehrerer im Kraftfluss stehender Getriebeglieder erfolgt, lässt sich in folgender Weise charakterisieren. Der umlaufende Nocken betätigt ein erstes Zwischenglied. Das Zwischenglied betätigt das Abtriebsglied oder ein oder mehrere weitere Zwischenglieder. Das Ladungswechselventil ist unmittelbar mit dem Abtriebsglied wirkverbunden. Die Übertragung der Bewegung erfolgt dabei mindestens über zwei Kurvengelenke. Mindestens eines der Zwischenglieder kann verlagert werden, sodass eine Verstellung der Ventilerhebungskurve ermöglicht wird. Dabei durchläuft die Ventilerhebung während des Nockenumlaufes einen Steuerbereich, in dem das Ladungswechselventil mit einer entsprechend vorgegebenen Erhebungskurve geöffnet ist, und einen Rastbereich, in dem das Ladungswechselventil geschlossen ist. Das bedeutet, dass im Kraftfluss zwischen dem Kurvengelenk, das zwischen Nocken und dem mit dem Nocken in Kontakt stehenden Zwischenglied angeordnet ist, und dem Kurvengelenk, das zwischen Ladungssteuerventil und Abtriebsglied angeordnet ist, ein weiteres Kurvengelenk angeordnet ist, das einen den Rastbereich bildenden und einen den Steuerbereich bildenden Kurvenabschnitt aufweist. Dabei werden die Bereiche durch entsprechende Bereiche in der Kontaktfläche der Kurvengelenke der Getriebeglieder oder der Gehäusekurven, in denen sich die Getriebeglieder abstützen, dargestellt. Es sind dabei auch Kombinationen möglich, bei denen der Rastbereich durch einen Flächenbereich im Kurvengelenk des Zwischengliedes und der Steuerbereich durch einen Flächenbereich in der Gehäusekurve oder umgekehrt dargestellt sind. In der Regel ist im Ventilgetriebe mindestens eine Feder angeordnet, die den ständigen Kontakt aller Kurvengelenke zwischen den Zwischengliedern und dem Zwischenglied und dem Nocken sicherstellt.
Für die Auslegung derartiger Ventilgetriebe wird beispielsweise die maximale Ventilerhebungskurve vorgegeben und daraus unter anderem die Geometrien des Rast- und Steuerbereichs der Flächen des Kurvengelenks, das den Rast- bereich und den Steuerbereich bildenden Kurvenabschnitt aufwe st, sowie die
Verstellkurve für das verlagerbare Getriebeglied und ihre Länge, m Folgenden als Verstellbereich bezeichnet, bestimmt. Der Verstellbereich best mmt sich als der Bereich zwischen der Position für die größte vorgegebene Ventilerhebung und der Position, bei der kein oder der minimale Ventilhub erzeugt wird.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabenstellung erfolgt im Wesentlichen dadurch, dass der Verstellbereich des verlagerbaren Getriebegliedes soweit erweitert wird, dass eine Verlagerung ermöglicht wird, bei der sich das ausschlaggebende Kurvengelenk nur oder zumindest für vordefinierte Winkelbereiche des umlaufenden Nockens, in denen beim normalen Betrieb des Hubkolbenmotors das Ladungssteuerventil geschlossen ist, in einem Bereich der Kontaktfläche des Kurvengelenks befindet, bei dem das Ventil geöffnet ist.
Erfindungsgemäß wird hierzu ein weiterer Kurvenbereich, der Dekompressionsbereich, neben dem Steuer- und Rastbereich des Kurvengelenks am Zwischenglied ausgebildet. Dabei ist der Dekompressionsbereich als Fortsetzung an dem Ende des Rastbereiches, an dem sich nicht der Steuerbereich anschließt, als zusätzliche Rampe angeordnet. Die Verlagerung des verlagerbaren Zwischengliedes erfolgt dann über den Punkt des minimalen Ventilhubes im Verstellbereich soweit hinaus, bis das entsprechende Kurvengelenk, zumindest zeitweise im Dekompressionsbereich in Kontakt steht. In diesem Fall muss ein elastisches Element, im einfachsten Fall eine Feder, den Kontakt zwischen den beteiligten Zwischengliedern sicherstellen, damit das Ventil in dem Bereich auch tatsächlich geöffnet wird.
Die Rampe zur Bildung des Dekompressionsbereiches kann dabei durch jede stetig differenzierbare Kurve gebildet sein. Kreisbahnen oder Geradenabschnitte sind wegen der einfachen Fertigung jedoch zu bevorzugen. Es ist völlig klar, daß es ebenso möglich ist, den Dekompressionsbereich bzw. den Zusatzbereich auch an einer Fläche im Gehäuse auszubilden, an der sich ein verlagerbares Zwischenglied des Ventilgetriebes in einem Kurvengelenk abstützt.
Beim Stand der Technik wird der Bereich des Nockens, bei welchem nie ein Ventilhub erzeugt wird, durch einen zu seiner Drehmitte konzentrischen Kreisbogen gebildet. In einer Weiterbildung der Erfindung wird dieser Bereich vorteilhaft derart gestaltet, dass im Zusammenwirken des mit dem vom Nocken betätigten Zwischengliedes dieses ständig in Bewegung bleibt. Durch eine weitere vorteilhafte Gestaltung dieser Kontur wird erreicht, dass das Zwischenglied in diesem Bereich ständig vom Nocken weg beschleunigt wird. Die Größe dieser Beschleunigung ist vorteilhaft so zu wählen, dass einerseits unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen die Beschleunigung tatsächlich immer vom Nocken weg gerichtet ist und andererseits der Abstand der Nockenkontur zu seiner Drehmitte immer möglichst groß bleibt, damit die Nockenwelle nicht unnötig geschwächt wird.
Durch die beschriebene Gestaltung des Nockens können die Steuerzeiten und der Verlauf des Ventilhubes für die Dekompression vorteilhaft beeinflusst werden.
Am Beispiel eines viergliedrigen mechanischen variablen Ventiltriebssystems soll die Erfindung anhand der Figuren 1 bis 5 erläutert werden.
In den Figuren 1 und 2 ist ein viergliedriges Ventilgetriebe dargestellt. Figur 1 zeigt eine Stellung des Ventilgetriebes für Ventilrast und Figur 2 eine Stellung für Ventilerhebung.
In den Figuren 3 und 4 ist das gleiche Ventilgetriebe für eine Variante der Verstellung zur Dekompression dargestellt. Figur 5 ist eine Vergrößerung der Darstellung in Figur 1 . Hier ist der Verstellbereich VB und die Lage des Punktes 91 beispielhaft dargestellt.
Der Nocken 1 ist umlauffähig im Gehäuse G gelagert. Als Zwischenglied 2 ist ein Schwinghebel drehbar im Drehpunkt 9 gelagert. Der Schwinghebel ist durch ein Kurvengelenk mit dem Abtriebsglied 6, einem Schlepphebel, wirkverbunden. Der Schlepphebel überträgt seine Bewegung direkt auf das Ladungswechselventil 5. Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt wird, durchläuft das Ladungswechselventil 5 während der Drehung des umlaufenden Nockens 1 eine Ventilerhebung, dargestellt in Figur 2, und eine Ventilrast, dargestellt in Figur 1 . Die Größe der Ventilerhebung ist durch den mit 4 gekennzeichneten Pfeil veranschaulicht. Wird der Drehpunkt 9 entlang der Kurve V, im Beispiel eine Kreisbahn, verschoben, ändern sich die Größe des Ventilhubs 4 und die Winkelbereiche des umlaufenden Nockens 1 , während der sich das Ladungswechselventil 5 in der Rast oder in der Ventilerhebung befindet. Je weiter der Drehpunkt 9 des Schwinghebels in Pfeilrichtung innerhalb des Verstellbereiches VB verschoben wird, desto kleiner ist der Maximalwert der Ventilerhebung 4. Der Winkelbereich des umlaufenden Nockens 1 , während dem sich das Ladungswechselventil 5 in der Rast befindet, vergrößert sich entsprechend. Am Schwinghebel sind, an der das Kurvengelenk zwischen dem Schlepphebel und dem Schwinghebel bildenden Kontaktfläche, der Kontaktflächenabschnitt für den Rastbereich 7 und der Kontaktflächenabschnitt für den Bereich der Ventilerhebung, den Steuerbereich 10, ausgebildet.
In den Figuren 3 und 4 ist der Drehpunkt 9 des Schwinghebels in Pfeilrichtung der Kurve V über den Verstellbereich VB auf einen speziellen Punkt 91 verschoben, sodass die Kontaktfläche am Schwinghebel, die das Kurvengelenk zwischen Schlepphebel und Schwinghebel bildet, im Beispiel stets durch den Kontaktflächenabschnitt 8 gebildet wird. Dieser Kontaktflächenabschnitt 8 ist so gestaltet, dass das Ladungswechselventil 5 während der gesamten Umdrehung des Nockens 1 oder zumindest während des Winkelbereiches, während der die Kompression der angesaugten Verbrennungsgase erfolgt, geöffnet ist. Eine hier nicht dargestellte Feder sorgt dafür, dass die Getriebeglieder: Nocken 1 , Schwinghebel und Schlepphebel, ständig in Kontakt gehalten werden. Diese Feder wirkt im Fall der Verstellung auf den speziellen Punkt 91 der Ventilfeder entgegen, sodass das Ventil 5 zumindest zeitweise geöffnet werden kann.
Der besondere Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass der Übergang von der Dekompression, die während des Startens des Motors erfolgen soll, zum Motorstart, bei dem in der Regel kleine Ventilerhebungskurven realisiert werden sollen, durch eine sehr kleine Verschiebung des Drehpunkts 9 erreicht wird.
In analoger Weise kann eine Kontur im Gehäuse, an der sich ein Schwinghebel abstützt, ausgebildet sein und/oder die entsprechende Gehäusekontur entsprechend verschoben werden.
In den Beispielen ist die Kurve V als eine Kreisbahn dargestellt. Die Erfindung kann jedoch auch bei Verstellbereichen VB, die nicht auf einer Kreisbahn, sondern beispielsweise einer Geraden, liegen, angewendet werden. Auch muss der Punkt 91 nicht unbedingt auf der Kurve V liegen.
Bezugszeichenliste
1 Nocken
2 Zwischenglied
4 Ventilhub
5 Ladungswechselventil
6 Abtriebsglied
7 Rastbereich der Kontakfläche
8 Dekompressionsbereich der Kontakfläche
9 Drehpunkt Schwinghebel
1 0 Steuerbereich der Kontaktfläche
91 Punkt
G Gehäuse
V Kurve
VB Verstellbereich

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Betätigung eines oder mehrerer Ladungswechselventile (5) in Hubkolbenmotoren mit einem Gehäuse, in dem eine drehbar gelagerte Nockenwelle mit Nocken (1) angeordnet ist, einem von diesem Nocken (1) über ein erstes Kurvengelenk betätigbaren Zwischenglied (2) und einem von diesem direkt oder über weitere Übertragungsglieder bewegten Abtriebsglied (6), wobei zwischen dem Zwischenglied (2) und dem Abtriebsglied (6) wenigstens ein weiteres Kurvengelenk vorgesehen ist, welches durch zwei Kontaktflächen gebildet ist, wobei eine der Kontaktflächen einen Steuerbereich (10) und einen Rastbereich (7) aufweist, der mit seinem einen Ende unmittelbar an den Steuerbereich (10) grenzt, wobei durch eine Verlagerung des Zwischengliedes (2) oder eines der weiteren Übertragungsglieder entlang einer fest vorgegebenen Kurve (V) innerhalb eines Verstellbereichs (VB) eine Veränderung der Öffnungsdauer und/oder des Öffnungshubes des Ladungswechselventils erreicht wird und wobei die Bewegung des Abtriebsgliedes (6) auf das Ladungswechselventil (5) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass am anderen Ende des Rastbereiches (7) ein Zusatzbereich (8) angeordnet ist, der so geformt ist, dass er durch die Verlagerung des Zwischengliedes (2) oder eines der weiteren Übertragungsglieder auf einen Punkt (91 ), der außerhalb des Verstellbereiches (VB) liegt, eine erneute Ventilöffnung bewirkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein elastisches Element, im einfachsten Fall eine Feder, vorgesehen ist, welches die Getriebeglieder in ständigem Kontakt hält und die Verlagerung in Richtung der minimalen Öffnungsdauer und/oder des minimalen Ventilhubes über den Verstellbereich (VB) hinaus auf einen vorbestimmten Punkt (91 ) bewirkt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglied (2), dessen Verlagerung zur Änderung der Ventilöffnungsdauer und/oder des Ventilhubes führt, unmittelbar mit dem Abtriebsglied (6), beispielsweise einem Schlepphebel, einem Kipphebel oder einem Tassenstößel, in Kontakt steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Kurvengelenk mit einer im Gehäuse angeordneten, verlagerbaren Kurve in ständigem Kontakt steht, wobei diese durch eine Kurve gebildet ist, deren Form einen zusätzlichen Kontaktflächenbereich (8) aufweist, der während des Offenhaltens des Ladungswechselventils (5) zumindest zeitweise in Kontakt steht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladungswechselventil (5) während der gesamten Umdrehung des Nockens (1 ) geöffnet bleibt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Nockens (1 ) in dem Konturabschnitt, der bei der Positionierung der Getriebeglieder innerhalb des Verstellbereiches (VB), in welchen immer genau kein Ventilhub (4) erzeugt wird, in Kontakt zum unmittelbar vom Nocken (1 ) betätigten Zwischenglied (2) steht, derart gestaltet ist, dass das vom Nocken (1 ) betätigte Zwischenglied (2) während dieses Kontaktes ständig in Bewegung ist und/oder ständig vom Nocken weg gerichtet beschleunigt wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ventile ein und desselben Hubkolbenmotors gleichzeitig angesteuert werden. Verfahren zum Betreiben eines Hubkolbenmotors unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompression der Gase im Zylinder während des Startvorganges des Hubkolbenmotors zumindest teilweise durch mindestens zeitweises Offenhalten des Ladungswechselventils verhindert wird und nach Erreichen der Startdrehzahl wieder zugelassen wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011080076A1 (en) * 2009-12-16 2011-07-07 Iveco Motorenforschung Ag Mechanical variable valve actuation system for 2-stroke and 4-stroke engine operations

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004053206A1 (de) * 2004-11-04 2006-06-14 Schaeffler Kg Variable mechanische Ventilsteuerung mit zusätzlichem Hubprofil
DE102012109538A1 (de) * 2012-10-08 2014-04-10 Kolbenschmidt Pierburg Innovations Gmbh Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb für eine Hubkolbenmaschine
DE102014013664A1 (de) * 2014-09-16 2016-03-17 Promescon Gmbh Ventiltriebsvorrichtung zur unabhängigen vollvariablen Öffnungszeitverstellung der Gaswechselventile einer Verbrennungskraftmaschine
DE102015215198A1 (de) * 2015-08-10 2017-02-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hubvariabler Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB174249A (en) * 1920-11-15 1922-01-26 Walter Scholes Improvements relating to governing and compression release devices for internal combustion engines
EP0280667A1 (de) * 1987-02-26 1988-08-31 Ab Volvo Ventilsteuerungsmechanismus für eine Brennkraftmaschine
EP1039103A2 (de) * 1999-03-26 2000-09-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Hubverstellung eines Gaswechselventils im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
EP1096115A1 (de) * 1999-10-29 2001-05-02 STS System Technology Services GmbH Mechanische Regelung der Hubverstellung des Einlassventils eines Verbrennungsmotors
DE19960742A1 (de) * 1999-12-16 2001-06-21 Iav Gmbh Variabler Ventiltrieb, vorzugsweise für Verbrennungsmotoren
DE10006018A1 (de) * 2000-02-11 2001-08-16 Schaeffler Waelzlager Ohg Variabler Ventiltrieb zur Laststeuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62261610A (ja) * 1986-05-09 1987-11-13 Honda Motor Co Ltd エンジンのオ−トデコンプ装置
DE4000864A1 (de) * 1990-01-13 1991-07-18 Fichtel & Sachs Ag Pneumatisch gesteuerte dekompressionseinrichtung fuer verbrennungsmotoren
DE4135257C2 (de) * 1991-10-25 1998-09-03 Peter Prof Dr Ing Kuhn Vorrichtung zur Betätigung der Ventile in Verbrennungsmotoren mittels umlaufender Nocken
DE19629349A1 (de) * 1996-07-20 1998-01-22 Dieter Dipl Ing Reitz Ventiltrieb und Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
DE10066056B4 (de) * 2000-07-18 2006-02-02 Thyssenkrupp Automotive Ag Hubventilsteuerung für Kraftmaschinen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB174249A (en) * 1920-11-15 1922-01-26 Walter Scholes Improvements relating to governing and compression release devices for internal combustion engines
EP0280667A1 (de) * 1987-02-26 1988-08-31 Ab Volvo Ventilsteuerungsmechanismus für eine Brennkraftmaschine
EP1039103A2 (de) * 1999-03-26 2000-09-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Hubverstellung eines Gaswechselventils im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
EP1096115A1 (de) * 1999-10-29 2001-05-02 STS System Technology Services GmbH Mechanische Regelung der Hubverstellung des Einlassventils eines Verbrennungsmotors
DE19960742A1 (de) * 1999-12-16 2001-06-21 Iav Gmbh Variabler Ventiltrieb, vorzugsweise für Verbrennungsmotoren
DE10006018A1 (de) * 2000-02-11 2001-08-16 Schaeffler Waelzlager Ohg Variabler Ventiltrieb zur Laststeuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011080076A1 (en) * 2009-12-16 2011-07-07 Iveco Motorenforschung Ag Mechanical variable valve actuation system for 2-stroke and 4-stroke engine operations
US8584635B2 (en) 2009-12-16 2013-11-19 Iveco Motorenforschung Ag Mechanical variable valve actuation system for 2-stroke and 4-stroke engine operations

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