DE19720900B4

DE19720900B4 - Brennkraftmaschine mit einem Ventiltrieb für Hubventile

Info

Publication number: DE19720900B4
Application number: DE19720900A
Authority: DE
Inventors: Erwin Ditschun; Thomas Meister
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1997-05-17
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2017-05-18
Also published as: DE19720900A1

Abstract

Brennkraftmaschine mit einem Ventiltrieb für Hubventile, bei dem auf einem Zylinderkopf (1) Lagerböcke (2) angebracht sind, an denen jeweils wenigstens ein Arm als Schlepphebel (5, 6) schwenkbar gelagert ist und die jeweils einen ortsfesten Anschlag (20) für den mindestens einen Schlepphebel (5, 6) tragen, an dem sich dieser während der Grundkreisphase eines dem Ventil (3, 4) zugeordneten Nockens (12) einer Nockenwelle (11) unter Wahrung eines Spalts (21) zum Nockengrundkreisbereich abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass für zwei an ihren freien Enden mit Spielausgleichselementen (10) ausgerüstetete Schlepphebel (5, 6) ein gemeinsamer Lagerbock (2) zwischen diesen angeordnet ist und zur Bildung der ortsfesten Anschläge seitliche Nasen (20) trägt, die während der Grundkreisphase in eine schlepphebelseitige Ausnehmung (19) eingreifen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein bekannter Ventiltrieb ( DE 42 04 997 A1 ) enthält einen das Ventil über einen Schlepphebel mit einem hydraulischen Spielausgleichselement entgegen der Kraft einer Ventilfeder betätigenden Nocken einer Nockenwelle. Für den Schlepphebel ist ein ortsfester Anschlag vorgesehen, an dem sich der Schlepphebel während der Grundkreisphase des Nockens unter Wahrung eines Spalts zum Nockengrundkreisbereich abstützt.

Durch diese Freistellung des Nockengrundkreisbereichs werden die Reibleistung und der Verschleiß während der Grundkreisphase des Nockens verringert.

Als konkrete Ausführungsform sind hier zwei Hubventile mit Tassenstößeln und zugeordneten hydraulischen Ventilspielausgleichselementen dargestellt. Dieser Aufbau mit Tassenstößeln erfordert einen relativ großen Bauraum. Es entstehen beispielsweise dadurch beengte Platzverhältnisse für einen weiteren, mittig angeordneten Nocken zur Betätigung einer Pumpedüse bei einem zweiventiligen Pumpedüsezylinderkopf eines Dieselmotors.

Die Freistellung des Grundkreises eines Nocken einer Nockenwelle ist weiter in Verbindung mit einem gesteuerten Abstützmittel und einer Schlepphebelanordnung bekannt ( DE 44 15 046 A1 ). Die hierzu erforderlichen, gesteuerten Verstellmittel sind nur aufwendig zu realisieren.

Weiter ist eine Ventilbetätigungsvorrichtung mit zwei Schlepphebeln bekannt ( DE 44 10 288 A1 ). Die zwei Schlepphebel sind relativ zueinander schwenkbar gelagert zur Betätigung eines Ventils in unterschiedlichen Betriebsarten. Der erste Schlepphebel wirkt dabei mit dem Ventil und der zweite Schlepphebel mit einem Nocken einer Nockenwelle zusammen. Mit einer Kupplungseinrichtung können beide Schlepphebel wahlweise zwecks Betätigung des Ventils in einer ersten Betriebsart verbunden oder zur Betätigung in einer zweiten Betriebsart getrennt werden. Es ist hierbei ein ortsfester Anschlag vorgesehen, an dem sich bei geschlossenem Ventil der erste Schlepphebel sowie über einen Anschlag am ersten Schlepphebel auch der zweite Schlepphebel abstützt. Der ortsfeste Anschlag dient dazu, einen Kontakt zwischen dem zweiten Schlepphebel und dem Grundkreisbereich des diesen Schlepphebel betätigenden Nockens zu verhindern. Die Anordnung über zwei einstellbare Anschläge ist aufwendig.

Zudem ist es bekannt ( DE 32 03 791 C1 ) als Steuernockenvorsprung eine drehbare Rolle zu verwenden, die versetzt und parallel zur Nockenwellenachse drehbar gelagert ist. Dadurch wird die Reibleistung zwischen dem Ventiltriebsglied und dem Nocken weiter reduziert.

Bei der Brennkraftmaschine nach der gattungsbildenden US 1,840,314 ist jedem Schlepphebel ein individueller Lagerbock zugeordnet, der jeweils einen der Schlepphebel übergreift bzw. umgreift, wobei jeder Schlepphebel seinerseits den zugeordneten Nocken umschließt. Diese Konstruktion erfordert einen relativ großen Aufwand, und zwar auch einen Platzaufwand oberhalb der Nockenwelle, wodurch es schwierig wird, eine Pumpe-Düse-Anordnung mit ihrem Antriebsnocken unterzubringen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine mit einem Ventiltrieb für Hubventile so weiterzubilden, daß eine funktionsfähige, platzsparende und einfache Anordnung erhalten wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist auf dem Zylinderkopf ein Lagerbock angebracht, an dem wenigstens ein Arm als Schlepphebel schwenkbar gelagert ist. Der Lagerbock trägt zudem den ortsfesten Anschlag zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Schlepphebels für die Freistellung des Nockengrundkreises.

Durch die Verwendung eines Lagerbocks, der auch den ortsfesten Anschlag trägt, liegt eine konstruktiv einfache Anordnung vor. Insbesondere wenn der Lagerbock als eigenes Bauteil auf dem Zylinder festschraubbar ist, kann der Lagerbock zusammen mit dem oder den Schlepphebeln vormontiert und eingestellt werden. Bei einem Verschleiß kann der Lagerbock insgesamt einfach ausgetauscht werden. Die Anordnung mit einem Lagerbock und Schlepphebeln erfordert insbesondere gegenüber einem Aufbau mit Tassenstößeln vorteilhaft weniger Platzbedarf im Nockenwellenbereich, so daß für die Dimensionierung weiterer Bauteile mehr Freiraum besteht.

Zweckmäßig wird der Schlepphebel als einseitiger Hebel ausgebildet, wobei ein Hebelende am Lagerbock gelagert ist und das andere Ende ein auf einem Ventilschaft lose aufliegendes Spielausgleichselement trägt. Der ortsfeste Anschlag am Lagerbock liegt dabei im Bereich zwischen den beiden Hebelenden. Grundsätzlich kann auch ein zweiseitiger Hebel verwendet werden, die Anordnung mit einem einseitigen Hebel und der angegebenen Anschlaganordnung ist jedoch oft raumsparender unterzubringen und günstiger hinsichtlich der Betätigungskräfte.

Besonders einfach und bauraumsparend ist eine Anordnung, wenn zu beiden Seiten des Lagerbocks je ein Arm als Schlepphebel für jeweils eines von zwei Ventilen gelagert ist. Entsprechende Anordnungen mit der Lagerung mehrerer Schlepphebel an einem Lagerbock sind auch für 3- oder 4-Ventiler möglich.

Die ortsfesten Anschläge können dabei lediglich als Nasen des Lagerbocks ausgeführt werden, die in entsprechende Ausnehmungen an den Schlepphebeln eingreifen. In einer entsprechenden Anordnung können umgekehrt auch die Nasen an den Schlepphebeln und die Ausnehmungen jeweils am Lagerbock vorgesehen sein.

Besonders vorteilhaft kann mittig zwischen zwei Schlepphebelnocken ein dritter Nocken als Pumpedüsennocken zur Betätigung der Pumpedüse einer Dieselbrennkraftmaschine angeordnet werden. Da zwischen den beiden Schlepphebelnocken ein relativ großer Freiraum besteht, kann ein vergleichsweise breiter dritter Nocken zur Betätigung der Pumpedüse geschaffen werden, wodurch die bei schmalen Nocken extremen Flächenpressungen herabgesetzt werden können.

Als weitere Maßnahme zur Herabsetzung der Reibleistung zusätzlich zur Freistellung des Nockengrundkreises kann als Steuernockenvorsprung ein Rollkörper verwendet werden.

Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf einen Teilbereich eines zweiventiligen Pumpedüsezylinderkopfs eines Dieselmotors,
2 einen Querschnitt durch den Pumpedüsezylinderkopf der 1 entlang der Linie A-A, und
3 einen Querschnitt durch den Pumpedüsezylinderkopf nach 1 entlang der Linie B-B mit eingesetzter Pumpedüse.
Auf einem Pumpedüsezylinderkopf 1 ist ein Lagerbock 2 aufgeschraubt. Der Lagerbock 2 liegt dabei im Bereich zwischen zwei Ventilen 3, 4 und seitlich dazu nach außen versetzt.
Am Lagerbock 2 sind zu beiden Seiten Arme als Schlepphebel 5, 6 einseitig an vorspringenden Achsbolzen 7, 8 gelagert. Die Schlepphebel 5, 6 verlaufen mit ihrem freien Hebelende bis über jeweils einen Ventilschaft 9, wo sie über hydraulische Spielausgleichselemente 10 lose auf dem zugeordneten Ventilschaft 9 aufliegen (siehe 2).
Oberhalb des jeweiligen Spielausgleichselements 10 verläuft in Längsrichtung des Zylinderkopfs eine Nockenwelle 11, deren Grundkreisbereich durch eine zylindrische Welle gebildet ist. Der jeweilige Nockenvorsprung besteht aus einer Nockenrolle 12, die versetzt und parallel zur Nockenwellenachse 13 drehbar gelagert ist. Für jeden Schlepphebel 5, 6 ist eine Nockenrolle 12 vorgesehen.
Mittig zwischen den beiden Nockenrollen 12 ist ein weiterer dritter Nocken als Pumpedüsennocken 14 in der Nockenwelle 11 geformt, auf dem eine weitere Rolle 15 eines Betätigungshebels 16 für eine federbelastete Pumpedüse 17 geführt ist.
In der Geschlossenstellung des jeweiligen Ventils 4 ist der zugeordnete Schlepphebel 6 mit einer Ausnehmung 19 gegen einen ortsfesten Anschlag in der Form einer Nase 20 des Lagerbocks 2 geführt, dergestalt, daß ein Spalt 21 zur Freistellung des Grundkreisbereichs der Nockenwelle 11 verbleibt.
In diesem Zustand wird über eine Ölversorgung 22 das jeweilige Spielausgleichselement 10 aufgepumpt, so daß der entsprechende Hebel 6 gegen die Nase 20 gepreßt wird, jedoch nicht in Kontakt mit dem Grundkreis der Nockenwelle 11 gelangt. Aus 1 in Verbindung mit 3 ist ersichtlich, daß die beiden Schlepphebel 5, 6 vergleichsweise schmal mit großem Abstand ausführbar sind, so daß der Pumpedüsennocken 14 und entsprechend die Rolle 15 breit mit geringer Flächenpressung dimensionierbar sind.

Claims

Brennkraftmaschine mit einem Ventiltrieb für Hubventile, bei dem auf einem Zylinderkopf (1) Lagerböcke (2) angebracht sind, an denen jeweils wenigstens ein Arm als Schlepphebel (5, 6) schwenkbar gelagert ist und die jeweils einen ortsfesten Anschlag (20) für den mindestens einen Schlepphebel (5, 6) tragen, an dem sich dieser während der Grundkreisphase eines dem Ventil (3, 4) zugeordneten Nockens (12) einer Nockenwelle (11) unter Wahrung eines Spalts (21) zum Nockengrundkreisbereich abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass für zwei an ihren freien Enden mit Spielausgleichselementen (10) ausgerüstetete Schlepphebel (5, 6) ein gemeinsamer Lagerbock (2) zwischen diesen angeordnet ist und zur Bildung der ortsfesten Anschläge seitliche Nasen (20) trägt, die während der Grundkreisphase in eine schlepphebelseitige Ausnehmung (19) eingreifen.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Lagerbock (2) ein eigenes Bauteil ist, das auf dem Zylinderkopf (1) festgeschraubt ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel (5, 6) mit einem ersten Hebelende am gemeinsamen Lagerbock (2) als einseitiger Hebel gelagert (7, 8) ist, dessen zweites Hebelende das freie Hebelende ist, welches mit dem Spielausgleichselement (10) auf einem zugeordneten Ventilschaft (9) aufliegt, und dass der ortsfeste Anschlag (20) am Lagerbock (2) im Bereich zwischen dem ersten Hebelende und dem zweiten Hebelende liegt.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf ein zweiventiliger Pumpe-Düse-Zylinderkopf (1) einer Dieselbrennkraftmaschine ist, dass die beiden Schlepphebel (5, 6) durch zwei voneinander beabstandete Schlepphebelnocken (12) betätigt werden, und dass mittig zwischen den beiden Schlepphebelnocken (12) ein dritter Nocken als Pumpe-Düse Nocken (14) zur Betätigung der Pumpe-Düse (17) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuernocken eine Rolle (12) versetzt und um eine zur Nockenwellenachse (13) parallele Achse drehbar gelagert ist.