DE19735315A1

DE19735315A1 - Heißgas-Kraftmaschine mit einem nockengesteuerten, schaftgeführten Einlaßventil

Info

Publication number: DE19735315A1
Application number: DE1997135315
Authority: DE
Inventors: Gerd Mueller-Alander
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1997-08-14
Filing date: 1997-08-14
Publication date: 1999-02-18
Also published as: EP0897059A2; EP0897059A3

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine Heißgas-Kraftmaschine mit einem nockengesteuerten, schaftgeführten Einlaß ventil, wobei das einen eine gesonderte Verbrennungskammer mit einer Arbeits kammer der Kraftmaschine verbindenden Einlaßkanal steuernde und in die Ar beitskammer gegen eine Schließfeder öffnende, als Tellerventil gestaltete Einlaß ventil über den Ventilschaft mit einem vom kanalseitigen Gasdruck der Verbren nungskammer beaufschlagten Ausgleichskolben in Verbindung steht.

Eine derartige, als Brennkraftmaschine gestaltete Heißgas-Kraftmaschine ist bei spielsweise aus der DE-PS 730 040 bekannt, bei der zur Entlastung des Ventiltrie bes des nockengesteuerten Einlaßventils durch den im Einlaßkanal herrschenden hohen Gasdruck jedes Einlaßventil mit einem Gegenkolben ausgebildet ist, dessen dem kanalseitigen Gasdruck ausgesetzte Fläche im wesentlichen der insbe sondere in der Ventil-Schließstellung diesem Gasdruck ausgesetzten Fläche des Ventiltellers entspricht. Mit dieser Druck-Kompensation erübrigt sich für das Teller- Einlaßventil eine verstärkt ausgelegte Schließfeder, so daß in dem Einlaßventil- Trieb beim Öffnen des Teller-Einlaßventiles Belastungen in üblicher Weise ge geben sind.

In der Schließphase dieses Einlaßventils bei einem etwa mit dem in der Gleich druck-Verbrennungskammer herrschenden Druck in der Arbeitskammer wirkt auf das Tellerventil arbeitskammerseitig dieser Druck und zusätzlich im Einlaßkanal der dort herrschende Gasdruck auf den Gegenkolben bzw. Ausgleichskolben, so daß in dem Ventiltrieb in Schließrichtung hohe Schließbelastungen auftreten, die wäh rend des Kontaktes des Einlaßventil-Triebes mit dem Steuernocken der Nocken welle auf diese nachteilig einwirken.

Aus der DE-PS 5 21 925 ist für eine Heißgas-Kraftmaschine eine gesonderte Ver brennungskammer bekannt, aus der ein Gas von im wesentlichen konstantem Druck einer nachgeschalteten Brennkraftmaschine über ein gesteuert nach innen öffnendes Auslaßventil zugeführt ist. Dieses gegen den Gasdruck in der Verbren nungskammer zu öffnende Auslaßventil ist zur Entlastung des Ventilgetriebes mit einem gesteuert beidseitig druckbeaufschlagten Ausgleichskolben ausgerüstet. Öffnen dieses Auslaßventils gegen den Gasdruck in der Verbrennungs kammer ist beispielsweise der einerseits vom Gasdruck beaufschlagte Ausgleichs kolben andererseits von einem diesem Gasdruck entsprechenden Druck beauf schlagt und dadurch der Druck auf beiden Seiten des Ausgleichskolbens zum Öff nen des Ventils ausgeglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine gattungsgemäße Heißgas- Kraftmaschine eine Anordnung des mit dem Teller-Einlaßventil verbundenen Aus gleichskolbens aufzuzeigen derart, daß beim Schließen des Teller-Einlaßventils aus dem hohen Gasdruck in der Arbeitskammer der Kraftmaschine resultierende Belastungen auf den Ventiltrieb vermieden sind.

Diese Aufgabe ist mit dem Patenanspruch 1 gelöst und zwar dadurch, daß der Ausgleichskolben auf der dem Einlaßkanal-Gasdruck abgewandten Seite in einer Ausgleichskolben-Kammer über einen Verbindungskanal mit der Arbeitskammer der Kraftmaschine in gasführender Verbindung steht derart, daß am Ausgleichs kolben in der Schließphase des Teller-Einlaßventiles im wesentlichen ein Druck ausgleich bewirkt ist.

Mit der Erfindung sind in vorteilhafter Weise hohe mechanische und tribologische Belastungen im Ventiltrieb des Teller-Einlaßventiles vermieden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist eine in baulich vorteilhaft einfacher Weise für unterschiedliche Ventiltriebsarten geeignete Anordnung dadurch erreicht, daß die Ausgleichskolben-Kammer zum benachbarten Einlaßkanal offen ausgebildet an geordnet ist derart, daß der Ausgleichskolben insbesondere bei geschlossenem Teller-Einlaßventil zur Kompensation des auf den Ventilteller wirkenden Gas druckes von diesem direkt beaufschlagt ist.

In einer anderen erfindungsgemäßen Anordnung ist der Ausgleichskolben als Be tätigungselement des Teller-Einlaßventiles kanalgasdruckseitig von der Schließ feder und arbeitskammer-druckseitig vom Steuernocken einer Nockenwelle beauf schlagt, wobei die Nockenwelle in einer mit der Ausgleichskolben-Kammer gas führend verbundenen Nische im Maschinengehäuse im wesentlichen gasdicht ge lagert angeordnet ist.

Die Erfindung ist anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter Beispiele be schrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine erste erfindungsgemäße Anordnung eines Ausgleichskolbens eines Teller-Einlaßventils einer Heißgas-Kraftmaschine, und

Fig. 2 eine zweite erfindungsgemäße Anordnung mit einem als Ventil-Be tätigungselement dienenden Ausgleichskolben des Teller-Einlaß ventiles.

Eine nicht näher gezeigte Heißgas-Brennkraftmaschine 1 ist mit einem nocken gesteuerten, schaftgeführten Teller-Einlaßventil 2 ausgerüstet, wobei das einen eine gesonderte, nicht gezeigte Gleichdruck-Verbrennungskammer mit einer ledig lich angedeuteten Arbeitskammer 3 der Brennkraftmaschine 1 verbindenden Ein laßkanal 4 steuernde und in die Arbeitskammer 3 gegen eine Schließfeder 5 öff nende Teller-Einlaßventil 2 über den Ventilschaft 6 mit einem vom kanalseitigen Gasdruck der Verbrennungskammer beaufschlagten Ausgleichskolben 7 in Ver bindung steht.

Um beim Schließen des Teller-Einlaßventiles 2 die Belastungen auf den Ventiltrieb 8 aus dem am Ventilteller 9 durch den in der Arbeitskammer 3 herrschenden Druck, der etwa dem in der Verbrennungskammer entspricht, zu reduzieren, steht der Ausgleichskolben 7 auf der dem Einlaßkanal-Gasdruck abgewandten Seite 10 in einer Ausgleichskolben-Kammer 11 über einen im Ventilschaft 6 angeordneten Verbindungskanal 12 mit der Arbeitskammer 3 der Brennkraftmaschine 1 in gas führender Verbindung derart, daß am Ausgleichskolben 7 in der Schließphase des Teller-Einlaßventiles 2 im wesentlichen ein Druckausgleich bewirkt ist.

Eine baulich einfache,erfindungsgemäße Anordnung ist gemäß Fig. 1 dadurch erreicht, daß die Ausgleichskolben-Kammer 11 zum benachbarten Einlaßkanal 4 offen ausgebildet angeordnet ist derart, daß der Ausgleichskolben 7 insbesondere bei geschlossenem Teller-Einlaßventil 2 zur Kompensation des auf den Ventilteller 9 wirkenden Gasdruckes von diesem direkt flächig beaufschlagt ist. Diese Anord nung ist vorteilhafterweise für alle Ventiltriebsarten 8 verwendbar, beispielsweise für einen in der Fig. 1 gezeigten Tassenstößeltrieb.

Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung zeigt die Fig. 2, bei der der Ausgleichskolben 7' als Übertragungselement des Teller-Einlaßventiles 2' kanaldruckseitig von der Schließfeder 5' und arbeitskammer-druckseitig vom Steuernocken 13 einer Nockenwelle 14 des Ventiltriebes 8' beaufschlagt ist, wobei die Nockenwelle 14 in einer mit der Ausgleichskolben-Kammer 11' verbundenen Nische 15 im Maschinengehäuse 16 im wesentlichen gasdicht gelagert angeordnet ist. Hierbei ist die Ausgleichskolben-Kammer 11' über einen im Maschinengehäuse 16 angeordneten Verbindungskanal 12' mit der Arbeitskammer 3' verbunden, womit ein im Durchmesser dünner, ungeschwächter Ventilschaft 6' erzielt ist. Wei ter ist dem Ausgleichskolben 7' der im Einlaßkanal 4' herrschende Gasdruck über einen im Maschinengehäuse 16 vorgesehenen Stichkanal 17 vermittelt.

Claims

1. Heißgas-Kraftmaschine mit einem nockengesteuerten, schaftgeführten Einlaßventil,

- wobei das einen eine gesonderte Verbrennungskammer mit einer Arbeitskammer (3, 3') der Kraftmaschine (1, 1') verbindenden Ein laßkanal (4, 4') steuernde und in die Arbeitskammer (3, 3') gegen eine Schließfeder (5, 5') öffnende, als Tellerventil gestaltete Einlaß ventil (2, 2') über den Ventilschaft (6, 6') mit einem vom kanalseitigen Gasdruck der Verbrennungskammer beaufschlagten Ausgleichskol ben (7, 7') in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet,
- daß der Ausgleichskolben (7, 7') auf der dem Einlaßkanal-Gasdruck abgewandten Seite (10, 10') in einer Ausgleichskolben-Kammer (11, 11') über einen Verbindungskanal (12, 12') mit der Arbeitskammer (3, 3') der Kraftmaschine (1, 1') in gasführender Verbindung steht derart,
- daß am Ausgleichskolben (7, 7') in der Schließphase des Teller-Ein laßventiles (2, 2') im wesentlichen ein Druckausgleich bewirkt ist.

2. Heißgas-Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Ausgleichskolben-Kammer (11) zum benachbarten Einlaßkanal (4) offen ausgebildet angeordnet ist derart,
- daß der Ausgleichskolben (7) insbesondere bei geschlossenem Tel ler-Einlaßventil (2) zur Kompensation des auf den Ventilteller (9) wir kenden Gasdruckes von diesem direkt flächig beaufschlagt ist.

3. Heißgas-Kraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskolben-Kammer (11) über einen im Ventilschaft (6) angeordneten Verbindungskanal (12) mit der Arbeitskammer (3) in gasführender Verbin dung steht.

4. Heißgas-Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Ausgleichskolben (7') als Übertragungselement des Teller- Einlaßventiles (2') kanalgasdruckseitig von der Schließfeder (5') und arbeitskammer-druckseitig vom Steuernocken (13) einer Nocken welle (14) beaufschlagt ist, wobei
- die Nockenwelle (14) in einer mit der Ausgleichskolben-Kammer (11') verbundenen Nische (15) im Maschinengehäuse (16) im wesentli chen gasdicht gelagert angeordnet ist.

5. Heißgas-Kraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskolben-Kammer (11') über einen im Maschinengehäuse (16) an geordneten Verbindungskanal (12') mit der Arbeitskammer (3') in gasfüh render Verbindung steht.