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Die Erfindung betrifft eine variable
Ventilsteuerung für
Hubkolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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Ein derartig variabler Ventiltrieb
mit zumindest einem Nocken einer in einem Zylinderkopf drehbar gelagerten
Nockenwelle, welcher Nocken über ein
in einem Kulissenteil entlang einer Vorbeschleunigungsrampe für die Erregungsbewegung
des Rollenpaketes und über
eine Verstellrampe verschiebbar geführtes Rollenpaket und einem
nachgeschalteten Ventilbetätigungselement
ein Hubventil betätigt, wobei
der Ventilhub durch Verschieben des Kulissenteils relativ zum Nocken
variabel einstellbar und das Rollenpaket gegen den Nocken federnd
vorgespannt ist, ist aus der
DE 100 16 103 A1 bekannt. Bei dieser Ausbildung
wird das Rollenpaket in einer Führungskulisse
einseitig zwischen zwei Führungsflächen geführt, wobei
das Rollenpaket zunächst
bei entkoppeltem Kontakt zum Hubventil an einer Führungsseite geführt beschleunigt
wird und dann unter Kopplungsherstellung die Führungsseite wechselt, so dass
bei hergestelltem Kopplungskontakt die Verstellung über die
einseitige Führung
an der gegenüberliegenden Führungsfläche erfolgt.
Der Führungsseitenwechsel erfordert
eine aufwendige genaue Fertigung. Die mit dem Führungsseitenwechsel plötzlich eingeleitete Kraft
kann zu unerwünschter
Schwingungserregung führen.
Um negative Auswirkungen daraus zu verhindern, werden die Anforderungen
an Auslegung, an Fertigungsgenauigkeit und an den hierzu zu betreibenden
Aufwand noch größer.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen
variablen Ventiltrieb mit zumindest einem Nocken einer in einem
Zylinderkopf drehbar gelagerten Nockenwelle, welcher Nocken über ein
in einem Kulissenteil entlang einer Vorbeschleuni gungsrampe für die Erregungsbewegung
des Rollenpaketes und über
eine Verstellrampe verschiebbar geführtes Rollenpaket und einem
nachgeschalteten Ventilbetätigungselement
ein Hubventil betätigt,
wobei der Ventilhub durch Verschieben des Kulissenteils relativ
zum Nocken variabel einstellbar und das Rollenpaket gegen den Nocken
federnd vorgespannt ist, besonders einfach und zuverlässig zu
ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Ausbildung eines variablen Ventiltrieb für Hubkolbenmaschinen, insbesondere
Brennkraftmaschinen, mit zumindest einem Nocken einer in einem Zylinderkopf
drehbar gelagerten Nockenwelle, welcher Nocken über ein in einem Kulissenteil
entlang einer Vorbeschleunigungsrampe für die Erregungsbewegung des
Rollenpaketes und über
eine Verstellrampe verschiebbar geführtes Rollenpaket und einem
nachgeschalteten Ventilbetätigungselement
ein Hubventil betätigt,
wobei der Ventilhub durch Verschieben des Kulissenteils relativ
zum Nocken variabel einstellbar und das Rollenpaket gegen den Nocken
federnd vorgespannt ist, gemäß den Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst,
bei dem die Verstellrampe und die Vorbeschleunigungsrampe für die Erregungsbewegung
(Leerweg a) des Rollenpaketes die hintereinanderangeordnet ausgebildeten
Führungsabschnitte
einer einseitigen zur Führung
des Rollenpakets auf das Führungselement
einwirkenden Führungsfläche der Kulissenführung bilden.
Bei Beibehaltung der Vorteile einer Ausbildung eines variablen Ventiltrieb
für Hubkolbenmaschinen,
insbesondere Brennkraftmaschinen, mit zumindest einem Nocken einer
in einem Zylinderkopf drehbar gelagerten Nockenwelle, welcher Nocken über ein
in einem Kulissenteil entlang einer Vorbeschleunigungsrampe für die Erregungsbewegung
des Rollenpaketes und über
eine Verstellrampe verschiebbar geführtes Rollenpaket und einem
nachgeschalteten Ventilbetätigungselement
ein Hubventil betätigt,
wobei der Ventilhub durch Verschieben des Kulissenteils relativ
zum Nocken variabel einstellbar und das Rollenpaket gegen den Nocken
federnd vorgespannt ist, kann durch dies Ausbildung bei einfacher
Fertigung lediglich einer einzigen Führungsseite sowohl für die Vorbeschleunigung
als auch für
die Verstellung auch der Führungsseitenwechsel
und die dadurch bedingten Schwingungsprobleme vermieden werden.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung
gemäß den Merkmalen
von Anspruch 3. Bei Beibehaltung der Vorteile einer Ausbildung eines
variablen Ventiltrieb für
Hubkolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, mit zumindest
einem Nocken einer in einem Zylinderkopf drehbar gelagerten Nockenwelle,
welcher Nocken über
ein in einem Kulissenteil entlang einer Vorbeschleunigungsrampe
für die
Erregungsbewegung des Rollenpaketes und über eine Verstellrampe verschiebbar
geführtes
Rollenpaket und einem nachgeschalteten Ventilbetätigungselement ein Hubventil
betätigt,
wobei der Ventilhub durch Verschieben des Kulissenteils relativ
zum Nocken variabel einstellbar und das Rollenpaket gegen den Nocken
federnd vorgespannt ist, kann durch dies Ausbildung bei einfacher
Fertigung lediglich einer einzigen Führungsseite sowohl für die Vorbeschleunigung
als auch für
die Verstellung auch der Führungsseitenwechsel,
plötzliche
Krafteinwirkung durch Kopplung und die hierdurch bedingten Schwingungsprobleme
vermieden werden.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung
gemäß den Merkmalen
von Anspruch 4. Die Zahl der Kulissenbauteile sowie der erforderliche
Raum zur Montage und Integration in den Zylinderkopf kann hierdurch
reduziert werden. Die Gefahr von Ungenauigkeiten und Unzuverlässigkeiten
in der Montagegenauigkeit kann auch im Reparaturbetrieb aufgrund des
Raumgewinns sowie aufgrund der reduzierten Bauteile besser vermieden
werden. Mit der reduzierten Zahl an Kulissenbauteilen bei gleicher
Rollenpaketzahl kann auch neben dem Bauraumgewinn auch eine Gewichts-
und Materialkostenreduktion erzielt werden. Die gemeinsamen hintereinander
angeordneten Rampen für
die beiden Rollenpakete ermöglicht
zusätzlich
eine Reduktion des Fertigungsaufwands für die Führung der Rollenpakete. Darüber hinaus
wird die Gefahr von Ungenauigkeiten in bezug auf die Abstimmung
des Bewegungsablaufs der beiden Rollenpakete zueinander durch die
eine gemeinsame Rampe in dem gemeinsamen Kulissenteil reduziert.
Somit wird mit einfachen Mitteln ermöglicht, einen variablen Ventiltrieb
mit zumindest zwei Nocken einer in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
drehbar gelagerten Nockenwelle, welche Nocken jeweils über ein
in einem Kulissenteil entlang einer Verstellrampe verschiebbar geführtes Rollenpaket
und einem nachgeschalteten Ventilbetätigungselement ein Hubventil
betätigen,
wobei der Ventilhub durch Verschieben des Kulissenteils relativ
zum Nocken variabel einstellbar und das Rollenpaket gegen den Nocken
federnd vorgespannt ist, mit den damit verbundenen Vorteilen zu
schaffen, der besonders einfach und zuverlässig ist.
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Die Ausbildung gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 5 ist eine besonders vorteilhafte Ausführung, welche
mit geringem baulichen und fertigungstechnischem Aufwand die erfindungsgemäße Umsetzung
ermöglicht.
Das gemeinsame Kulissenteil kann besonders einfach und raumsparend
ausgebil det werden, wobei die beiderseitige Anordnung die Schaffung
und Sicherung gleicher Lagerungs- und Führungsbedingungen für beide
Rollenpakete erleichtert, wodurch der Betrieb besonders zuverlässig wird.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung
gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 6. Mit geringer Bauteilzahl an Führungsmitteln und geringem
Aufwand für
die Führung
kann sehr zuverlässig
der gleiche Bewegungsablauf beider Rollenpakete sichergestellt werden.
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Bevorzugt ist eine Ausbildung gemäß den Merkmalen
von Anspruch 7, die es ermöglicht,
mit sehr einfachen Bauteilen raumsparend den gleichen Bewegungsablauf
der beiden Rollenpakete sicherzustellen. Eine Ausbildung gemäß den Merkmalen
von Anspruch 7 ermöglicht
in einfacher Weise die Abstimmung der Drehfunktion der beiden Rollenpakete
zueinander sicherzustellen.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung
gemäß den Merkmalen
von Anspruch 9, bei dem die Erregungsbewegung des Rollenpaketes
der Anfangsbeschleunigung und der Endverzögerung einem Konturabschnitt
des Nockens entspricht. Zwischen Nocken und Ventilbetätigungselement,
insbesondere einem Schwinghebel, steht das Rollenpaket auch während des
zur Vorbeschleunigung vorgesehenen Leerwegs, bei dem das Ventilbetätigungselement nicht
betätigt
wird, insbesondere in dauerndem Berührkontakt zu dem Ventilbetätigungselement
vorgesehen ist. Der Leerweg ist sowohl bei Vollhub als auch bei
den Teilhüben
des Hubventils eine Vorbeschleunigung (Erregungsbewegung) des Rollenpaketes
bewirkt, so dass die Erzeugungsbewegung (Öffnungsbewegung) des Hubventils
mit positiver und negativer gewünschter
Ventilbeschleunigung im wesentlichen durch die Verstellrampe des
Kulissenteils gesteuert ist. Diese von der geometrischen Auslegung
von Nocken und Verstellrampe ausgeführte Abkopplung von Erregungsbewegung
und Erzeugungsbewegung schafft weitgehendst unabhängig vom
eingestellten Ventilhub ein Geschwindigkeitsprofil ohne erhöhte Beschleunigungsspitzen
und damit verbunden einen robusten und hinsichtlich Verschleiß und Betätigungsgeräusche verbesserten Ventiltrieb.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung
gemäß den Merkmalen
von Anspruch 11 ermöglicht
bei geringem Führungsaufwand
einen besonders ruhigen und weitgehend kraftspitzenfreier Übergang
der Bewegung der Rollenpakete zwischen den Führungsabschnitten.
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Das Rollenpaket kann vorteilhaft
mittels zumindest einer einfachen Schenkelfeder gegen den Nocken
vorgespannt sein.
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Bevorzugt ist zur Erzielung einer
steifen und eine hohe Auslegungsgenauigkeit herstellenden Konstruktion
der Schwinghebel über
zumindest eine Schwinghebelachse schwenkbar im Zylinderkopf gelagert.
Dabei könnte
dann das hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselement an dem mit dem
Schaftende des Hubventils zusammenwirkenden Ende des Schwinghebels
angeordnet sein. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, einen zumindest
zweiteiligen Schwinghebel zu verwenden, dessen einer Schwinghebelteil
schwenkbar gelagert ist, während
dessen zweiter Schwinghebelteil ähnlich
einer Wippe einerseits an dem hydraulischen Ventilspielausgleichselement
und andererseits an dem Schaftende des Hubventils abgestützt ist,
wobei die beiden Schwinghebelteile dazwischenliegend trieblich miteinander
verbunden sind (mittels eines quer verlaufendem Mitnehmers oder
einer Bolzengelenkverbindung).
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Die Erfindung ist im folgenden an
Hand von in den 1 bis 7 schematisch dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Dabei
zeigen die Figuren:
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1 einen
Querschnitt entlang der Linie I-I der 2 durch
einen variablen Ventiltrieb im Zylinderkopf einer Hubkolben-Brennkraftmaschine
mit zwei Hubventilen und zwei Nocken, einem verschiebbaren Kulissenteil,
zwei Rollenpaketen und pro Rollenpaket einem auf jeweils ein Hubventil
wirkenden Schwinghebel;
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2 eine
Ansicht gemäß Schnitt
II-II der 1 auf den
Ventiltrieb;
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3 eine
Seitenansicht des zwischen dem Kulissenteil und dem Hubventil angeordnetem
zweiteiligen Schwinghebels;
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4 eine
Draufsicht auf den Schwinghebel gemäß 3;
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5 Darstellung
des Kulissenteils.
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6 Grafiken
des Ventiltriebs bei Vollhub und
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7 die
gleichen Grafiken bei Teilhub.
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In den 1 und 2 ist mit 10 eine Nockenwelle
bezeichnet, die drehbar in einem nur teilweise dargestellten Zylinderkopf 12 einer
mehrzylindrigen Hubkolben-Brennkraftmaschine gelagert ist und Nocken 14 zur
Betätigung
von Einlass-Hubventilen trägt,
wobei zwei benachbarte Hubventile bzw. deren Ventilschäfte 16 dargestellt
sind.
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Zur Erzielung eines variablen Ventiltriebs
ist im Zylinderkopf 12 ein Kulissenteil 18 über Passbohrungen 20 auf
ortsfesten Führungsbolzen 22 verschiebbar
angeordnet. Das Kulissenteil 18 ist eine ebene Platte,
die sich senkrecht zur Achse der Nockenwelle 10 erstreckt.
Die beiden Passbohrungen 20 sind parallel zueinander ausgebildet
und in der Darstellung der 1, 2 und 5 übereinander
angeordnet. Das Kulissenteil 18 kann mittels einer lediglich
in den 1 und 5 dargestellten in Zylinderkopf 12 drehbar
gelagerten Exzenterwelle 60 mit darauf drehfest ausgebildetem
Exzenternocken 61 über dessen
Nockenkontur, die hydraulisch oder elektrisch durch Verdrehen der
Exzenterwelle 60 verstellt wird, oder mit einer anderen
geeigneten Verstelleinrichtung bekannter Art in Richtung des Doppelpfeils 24 verstellt
werden. Die rückstellende
Wirkung erzeugt eine auf einem der ortsfesten Führungsbolzen konzentrisch gelagerte
Rückstellfeder 74.
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Das Kulissenteil 18 ist
eine ebene Platte, die sich senkrecht zur Achse der Nockenwelle 14 erstreckt.
Im Kulissenteil 18 ist senkrecht zur Plattenebene eine
schlitzförmige
Durchgangsöffnung 62 ausgebildet,
die in der Plattenebene profiliert ist. Das Profil der schlitzförmigen Durchgangsöffnung bildet an
der einen den Schlitz nach oben begrenzenden Längsseite eine Kulissenführung mit
einer nach unten gekrümmten
Verstellrampe 30 und einer parallel zur Verstellrichtung 24 des
Kulissenteils 18 geradlinigen Vorbeschleunigungsrampe 32.
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Durch die schlitzförmige Durchgangsöffnung hindurch
erstreckt sich ein Führungsbolzen 63 senkrecht
zur Plattenebene, der mit seinem mittleren Bolzenabschnitt 64 durch
die Profilierung der Durchgangsöffnung 62 unter
Zusammenwirkung mit den besagten Rampen 30, 32 längs der
Kulissenführungsrichtung
geführt
verschiebbar gelagert und der senkrecht zur Plattenebene fest gelagert
ist. Beiderseits des Kulissenteils 18 ist jeweils auf einer
Verlängerung
des Führungsbolzens 63 ein
Rollenpaket 34 angeordnet„ be stehend aus den Rollen 34a, 34b, 34c,
die jeweils drehbar und in Richtung ihrer Drehachse fest gelagert
sind.
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Das Rollenpaket 34 weist
eine mittlere Rolle 34a auf (2),
die an dem Nocken 14 anläuft. Links und rechts dazu
benachbart sind zwei weitere Rollen 34b, 34c vorgesehen,
die an den Anlaufflächen 36a,6b eines
Schwinghebels 36 abwälzen.
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Die rückstellende Kraft einer vorgespannten Rückstellfeder 70 hält den mittleren
Bolzenabschnitt 64 des Durchgangsbolzens 63 über den
gesamten Verschiebungsbereich des Durchgangsbolzens 63 in der
Durchgangsöffnung 62 in
sicherem Berührkontakt
zu der die Verstellrampe 30 bzw. die Vorbeschleunigungsrampe 32 bildenden
Führungsfläche. Beispielsweise
ist hierzu – wie
in den 1 und 2 dargestellt ist – jeweils
eine Spiralbiegefeder als Druckfeder mit einem Federarm 72 zylinderkopffest gelagert.
Der andere Federarm 71 steht jeweils unter vorgespanntem
Berührkontakt
zum Durchgangsbolzen 63 axial zwischen Rollenpaket 34 und
Kulissenteil 18, so dass die rückstellende Federkraft den
mittleren Bolzenabschnitt 64 des Durchgangsbolzens 63 über den
gesamten Verschiebebereich des Durchgangsbolzens 63 in
der Durchgangsöffnung 62 in
sicherem Berührkontakt
zu der die Verstellrampe 30 bzw. die Vorbeschleunigungsrampe 32 bildenden Führungsfläche und
die mittlere Rolle 34a in ständigem Berührkontakt zum korrespondierenden
Nocken 14 hält.
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Der Schwinghebel
36 setzt
sich – wie
in der
DE 100 16 103
A1 genauer dargestellt – aus einem ersten, H-förmigen Schwinghebelteil
40 und
einem dazwischen liegenden Schwinghebelteil
42 zusammen,
die wie folgt angeordnet sind:
Der erste Schwinghebelteil
40 ist
einerseits über
Lagerbohrungen
44 auf ortsfesten Schwinghebelachsen
46 schwenkbar
gelagert und trägt
die Anlaufflächen
36a,
36b für die Rollen
34b,
34c des
Rollenpaketes
34. Ferner weist der Schwinghebelteil
40 einen querverlaufenden
Mitnehmen
48 auf, der auf den dazwischen angeordneten zweiten
Schwinghebelteil
42 nach Art einer Wippe wirkt.
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Der zweite Schwinghebelteil
42 stützt sich – wie in
der
DE 100 16 103
A1 – einerseits über eine Kugelpfanne
50 an
einem einen entsprechenden Kugelkopf aufweisendem Ventilspiel-Ausgleichselement
52 ab,
das im Zylinderkopf
12 wie dargestellt angeordnet ist.
Dessen anderes Ende trägt
einen Mitnehmen
53, der mit dem Schaftende des Hubventils
16 zusammenwirkt.
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Durch die beschriebene Anordnung
wird eine exakte Ventilbetätigung
mit ruhendem Ventilspielsausgleichselement 52 (geringere
bewegte Massen) geschaffen.
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Wie insbesondere aus der 1 ersichtlich ist, liegt
die Verstellrampe 30 nach unten gekrümmt in einer etwa senkrechten
Richtung zur Verstellrichtung 24 des Kulissenteiles 18 auslaufend.
Das Rollenpaket 34 wirkt auf den Schwinghebel 36,
wobei dessen Anlaufflächen 36a, 36b in 1 parallel zur Verstellrichtung 24 und
somit zur Vorbeschleunigungsrampe 32 ausgerichtet sind.
Der Schwinghebel 36 liegt dabei im wesentlichen unterhalb
der Nockenwellen-Drehachse 10a zwischen dem tangential
zum Nocken 14 verstellbaren Kulissenteil 18 und
dem Hubventil 16. Die geradlinige Vorbeschleunigungsrampe 32 ist
parallel zur Verstellrichtung 24 des Kulissenteils 18 ausgebildet.
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Die 1 und 2 (entspricht dem Vollhub)
zeigen den Schwinghebel 36 (vgl. 3 und 4)
bzw. dessen Schwinghebelteil 40 in der Position bei geschlossenem
Hubventil 16, wobei der Schwinghebel 36 insgesamt über das
Ventilspielausgleichselement 52 spielfrei gehalten ist.
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In dieser Position steht die mittlere
Rolle 34a in Berührkontakt
mit dem im Grundkreis 14b des Nockens 14 ausgebildeten
Umfangsabschnitt des Nockens und der mittlere Bolzenabschnitt 64 des
Durchgangsbolzen 63 in Berührkontakt zur Vorbeschleunigungsrampe 32.
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In dieser Position steht das Rollenpaket 34 auch
in Berührkontakt
mit den Anlaufflächen 36a, 36b des
Schwinghebels 36. Bei einer Ventilbetätigung wird zunächst aufgrund
der Nockenkontur die in ständigem
Berührkontakt
zur Nockenkontur des Nockens 14 über die Rückstellfeder 70 gehaltene
mittlere Rolle und somit das gesamte Rollenpaket 34 unter Beibehaltung
des Berührkontaktes
des mittleren Bolzenabschnitts 64 des Durchgangsbolzens 63 zu
dem geradlinig ausgebildeten, die Vorbeschleunigungsrampe 32 bildenden
Führungsbereich
a unter Beibehaltung des Berührkontaktes
zu den parallel zur Vorbeschleunigungsrampe 32 ausgebildeten
Anlaufflächen 36a, 36b des
Schwinghebels unter Vorbeschleunigung verschoben. Sobald der mittlere
Bolzenabschnitt 64 des Durchgangsbolzens 63 in
den nach unten gekrümmten
Verstellrampe 30 bildenden Führungsbereich b der Führungsfläche der
Kulisse des Kulissenteils erreicht, wird der Durchgangsbolzen 63 unter
ständig über die
Rückstellfeder 70 gesicherten
Berührkontakt
zur Verstellrampe 30 entlang der Kontur der Verstellrampe 30 nach
unten bewegt. Hierdurch wird über
die Rolle 34b, 34c und die Anlaufflächen 36a, 36b des
Schwinghebels 36 in der weiteren Erzeugungsbewegung das
Hubventil 16 betätigt.
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Beim Schließen des Hubventils 16 wiederum wird
der Schwinghebel 36 aufgrund der Nockenkontur des Nockens 14 und
der rückstellenden
Kraft der auf den Durchgangsbolzen 63 wirkenden Rückstellfeder 70 entsprechend
der nach oben gerichteten gekrümmten
Bewegung des Rollenpakets 34 entlang der Verstellrampe 30 nach
oben geschwenkt und – sobald
der mittlere Teil des Durchgangsbolzens 63 die geradlinige
horizontale Vorbeschleunigungsrampe 30 erreicht – wird lediglich
der Durchgangsbolzen 63 mit Rollenpaket 34 parallel
zwischen der Vorbeschleunigungsrampe 30 und der Anlauffläche 36a, 36b des
Schwinghebels 36 verschoben. Die Anlaufflächen 36a, 36b sind
dabei so am Schwinghebel 36 ausgebildet, dass sie in dieser
geschlossenen Position des Hubventils 16 parallel zur Vorbeschleunigungsrampe 30 erstreckt
sind. Ein Verschwenken des Schwinghebels 36 findet somit
während
der Bewegung des Durchgangsbolzens 63 entlang der Vorbeschleunigungsrampe 30 nicht
statt.
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Die Ausbildung der Führungsfläche zur
Vorbeschleunigung und zur Verstellung an einer gemeinsamen Seite
der schlitzförmigen
Durchgangsöffnung ermöglicht die
einfache Fertigung eines Kulissenteils, bei welchem beim Übergang
zwischen Vorbeschleunigungsphase und zwischen Verstellphase sicherer Kontakt
der Führungsrollen
gewährleistet
werden kann. Kraftspitzen durch Wechsel der Führungsflächen werden vermieden. Die
Vorbeschleunigung des Rollenpakets 34 erfolgt mit Kontakt
der Rollen zum Hebel ohne den Hebel dabei aufzudrücken. Dabei
ist die Größe der Vorbeschleunigung
mit der Ausbildung des Hebels und der Rückstellfeder derart abgestimmt,
dass das Ventil nicht vorzeitig öffnet.
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Bei abnehmendem Ventilhub, die bei
der Verstellung des Kulissenteils 18 über den Exzenternocken 61 der
in 1 gezeigten Darstellung nach
rechts erfolgt, nimmt die Strecke A der Vorbeschleunigungsrampe
entsprechend zu. Auf diese Weise kann durch Verstellen des Kulissenteils 18 der Ventilhub
variabel eingestellt werden, wodurch gleichzeitig die Phase der
Vorbeschleunigung den Erfordernissen entsprechend angepasst wird.
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Die geometrische Auslegung des Nockens 14 und
der Verstellrampen 30, 32 im Kulissenteil 18 sind
anhand der Grafiken gemäß 6 und 7 näher erläutert.
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Dabei zeigt die 6 die Bewegungskurven bei einem Vollhub
und die 7 die Bewegungskurven
bei einem Teilhub des Hubventils 16.
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Dabei ist im Diagramm der Ventilhubverlauf über den Öffnungswinkel
dargestellt. Mit sv ist die jeweilige Ventilhubdauer
eingetragen.
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Die Kurve m entspricht der Auslenkbewegung
des Rollenpaketes 34 durch den Nocken 14, wobei
die Anteile der Erregungsbewegung dem Leerweg a des Rollenpaketes 34 entsprechen.
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Auch bei Vollhub (6) liegt ein Leerweg a vor, der den Anfangspunkt
der Erzeugungsbewegung (Ventilbetätigung) auf den Ast zwischen
b und c der Kurve m legt, der etwa einer gleichmäßigen Auslenkgeschwindigkeit
des Rollenpaketes 34 durch den Nocken 14 entspricht.
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Die Kurve d beschreibt die geometrische Auslegung
der Verstellrampe 30, die in Verbindung mit der Auslegung der Kurve
m die tatsächliche
Ventilerhebung gemäß Kurve
e über
die Ventilhubdauer sv ergibt. Die weitere
Kurve f beschreibt den Verlauf der Ventilbeschleunigung, wobei bemerkenswert
ist, dass die Beschleunigungsspitzen bei Vollhub (6) und Teilhub (7) etwa gleich sind.
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Der beschriebene Ventiltrieb ermöglicht somit „füllige" Ventilerhebungskurven
e für den
Vollhub der Hubventile 16, ohne erhöhte Beschleunigungsspitzen
bei Teilhub.
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- 10
- Nockenwelle
- 12
- Zylinderkopf
- 14
- Nocken
- 14b
- Nockengrundkreis
- 16
- Ventilschaft
des Hubventils
- 18
- Kulissenteil
- 20
- Passbohrung
- 22
- Führungsbolzen
- 24
- Verschieberichtung
- 30
- Verstellrampe
- 32
- Vorbeschleunigungsrampe
- 34
- Rollenpaket
- 34a
- Rolle
- 34b
- Rol
- 34c
- Rolle
- 36
- Schwinghebel
- 36a
- Anlauffläche
- 36b
- Anlauffläche
- 40
- Schwinghebelteil
- 42
- Schwinghebelteil
- 44
- Lagerbohrung
- 46
- Schwinghebelachse
- 48
- Mitnehmer
- 50
- Kugelpfanne
- 52
- Ausgleichselement
- 53
- Mitnehmer
- 60
- Exzenterwelle
- 61
- Exzenternocken
- 62
- Durchgangsöffnung
- 63
- Durchgangsbolzen
- 64
- Mittlerer
Bolzenabschnitt
- 70
- Rütckstellfe
- 71
- Federarm
- 72
- Federarm
- 73
- Federarm
- 74
- Rückstellfeder