DE3625664A1 - Vorrichtung zur beeinflussung des von einem nocken gesteuerten ventilhubes - Google Patents
Vorrichtung zur beeinflussung des von einem nocken gesteuerten ventilhubesInfo
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- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff
des ersten Anspruchs angegebenen Art.
Frei ansteuerbare, hydraulische Vorrichtungen zur Beeinflussung
des Ventilhubverlaufs sind vom Prinzip her hinreichend bekannt.
Dabei kann teilweise nur der maximale Ventilhub geregelt werden
oder es ist eine zusätzliche Beeinflussung der ansteigenden oder
abfallenden Flanke des Ventilhubverlaufs möglich.
Die DE-OS 24 48 311 beschreibt eine gattungsbildende Vorrichtung,
bei welcher der Nockenhub zunächst bis zum maximalen Ventilhub,
der über eine gerade Steuerkante am Arbeitskolben begrenzt wird,
übertragen wird. Erst in der Abwärtsbewegung des dem Nocken
zugeordneten Antriebskolbens wird der Druck im hydraulischen
Arbeitsraum über eine gerade Ringnut innerhalb der den Antriebs
kolben umgebenden Steuerhülse und die Austrittsbohrungen im
Antriebskolben beschleunigt abgebaut, so daß das Ventil über die
Kräfte der Ventilfeder vorzeitig geschlossen wird.
Diese Vorrichtung benötigt sowohl am Antriebs- als auch am Arbeits
kolben eine genau anzupassende Steuerkante. Die erforderliche
große Hydraulikmenge schließt die Verwendung an schnellaufenden
Brennkraftmaschinen aus, denn zum einen führt die starke Kompressi
bilität zu undefinierbaren Ventilhubverläufen, zum anderen besteht
die Gefahr von Druckschwingungen im Hydrauliksystem. Diese
Druckschwingungen verursachen dann mit Erreichen des Dampf
drucks der Flüssigkeit die Bildung von Dampfblasen und Kavitations
schäden.
Geringere Hydraulikmengen werden benötigt, wenn, wie in der
AT-PS 2 43 024 beschrieben, anstelle des hohl ausgeführten Kol
bens ein gegen Verdrehen gesicherter Vollkolben mit einer schrä
gen Steuerkante zusammen mit einem drehbaren, mit einer Rücklauf
bohrung versehenen Zylinder verwendet wird. Neben einer äußerst
aufwendigen Fertigung liegt ein weiterer Nachteil dieser Anordnung
jedoch in dem äußerst geringen Strömungsquerschnitt, welcher von
der Steuerkante und der Rücklaufbohrung freigegeben wird. Die
dadurch entstehenden hohen Strömungsgeschwindigkeiten können
das System zerstören.
Eine Lösung zur Vermeidung der schrägen Steuerkante ist in der
DE-OS 29 26 327 vorgeschlagen. Hierbei wird der Zugang zum
Arbeitsraum von einem mit der Nockenwelle umlaufenden Drehschie
ber gesteuert. Durch Verändern der Phasenlage zwischen Drehschie
ber und Nockenwelle wird die Hydraulikflüssigkeit zwischen An
triebskolben und Arbeitskolben früher oder später aus dem Arbeits
raum abgeführt. Mit diesem System wird zwar die schräge Steuer
kante vermieden, die stets umlaufende Drehschieberwelle bedeutet
jedoch großen Bauaufwand und mechanische Verluste. Zudem wird
das wiederum vergrößerte Hydraulikvolumen zu Druckschwingungen
angeregt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache hydrau
lische Vorrichtung zum Beeinflussen des durch einen Nocken
gesteuerten Ventilshubs dahingehend weiterzubilden, daß große
hydraulische Arbeitsvolumina und damit hohe Strömungsgeschwindig
keiten vermieden werden, um Druckschwingungen im Hydraulik
system zu verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Der sich beim Stand der
Technik ergebende große Arbeitsraum wird hier durch einen
Trennstößel in zwei kleine Hydraulikkammern unterteilt. Die mecha
nische Kopplung des Stößels über einen Kraftspeicher, beispiels
weise eine Feder, an den mit den Absteuerungsöffnungen versehe
nen Kolben ermöglicht es, unabhängig von der Art der verwende
ten Steuerkante, durch geeignete Auslegung der Kraftspeicherkenn
linie im gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine hydrau
lische Druckschwingungen zu vermeiden.
Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 reduziert in dem
volumenmäßig bereits verkleinerten und damit relativ unkritischen
Hydrauliksystem nochmals die Strömungsgeschwindigkeit, denn
durch die Verwendung einer geraden Steuerkante mit in einer
Ebene angeordneten Austrittsöffnungen wird ein großer Strömungs
querschnitt freigelegt. Trotzdem wird das Hydraulikvolumen
äußerst gering gehalten.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist gegeben, wenn -
wie Anspruch 3 vorschlägt - die vom bewegten Kolben aus dem
Arbeitsraum verdrängte Hydraulikflüssigkeit einem Druckspeicher
zugeführt wird, so daß stets eine ausreichende Flüssigkeitsmenge
unter genügendem Druck vorhanden ist und aufwendige Saug-
bzw. Ölpumpenarbeit zur Wieder-Befüllung des Arbeitsraumes
vermieden wird. Nur zum Ausgleich der geringen Leckölmengen ist
über ein Rückschlagventil auch eine Verbindung mit einer Versor
gungseinheit, beispielsweise dem Schmierölkreislauf der Brennkraft
maschine vorgesehen. Die Verwendung eines solchen Druckspei
chers ist zwar aus der DE-OS 30 48 887 bekannt. Darin wird die
abgeführte Hydraulikflüssigkeit in einen weiteren Arbeitsraum
gefördert, welcher mit einem mit einem Federelement belasteten
Kolben versehen ist. Dies bedingt jedoch eine nochmalige Ver
größerung des Hydraulikvolumens und somit eine Steigerung der
Gefahr von Druckschwingungen und Kavitationsschäden.
Nur bei geringen Hydraulikvolumina - wie in der erfindungsge
mäßen Vorrichtung - kann ohne weitere Gefahren ein solcher
Druckspeicher vorgesehen werden.
Gemäß Anspruch 4 wird auch der zweite Arbeitsraum, welcher vom
Trennstößel und dem Kolben ohne Austrittsbohrung begrenzt wird,
über ein Rückschlagventil mit dem Druckspeicher verbunden.
Leckageverluste werden damit einfach und schnell ausgeglichen,
das Rückschlagventil erlaubt einen Austausch der Hydraulikflüssig
keit nur im Sinne einer Befüllung des Arbeitsraumes.
Sind, wie in Anspruch 5 erläutert, ein oder mehrere Organe der
erfindungsgemäßen Vorrichtung aus porösem Sintermaterial herge
stellt, so ist zugleich eine einfache Entlüftungsmöglichkeit für die
Hydraulikflüssigkeit im Arbeitsraum gegeben. Dies gewährleistet
eine exakte Bewegungsübertragung und vermeidet die Gefahren
durch Dampfblasenbildung. Ein Trennstößel aus Sintermaterial
unterstützt zudem die Befüllung der Arbeitsräume.
Im folgenden wird anhand der Abbildung ein bevorzugtes Ausführungs
beispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung des
Ventilhubs einer Hubkolbenbrennkraftmaschine im Längs
schnitt,
Fig. 2 einen perspektivischen Schnitt durch den Antriebskolben
längs der Linie A-A in Fig. 1.
Dieses Ausführungsbeispiel ist dabei so ausgebildet, daß der
Ventilhub in seiner abfallenden Flanke beeinflußbar ist, die Vor
teile der Erfindung gelten jedoch ebenso für eine Ausführung, bei
welcher die ansteigende Flanke verändert wird.
Dargestellt sind die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 im Schnitt
sowie ein darauf einwirkender Nocken 2 und ein von der Vorrich
tung 1 betätigtes Ventil 3 einer nicht weiter dargestellten Hub
kolbenbrennkraftmaschine. Dabei wirkt der Nocken 2 auf einen
Antriebskolben 4, welcher auf einer Feder 5 abgestützt, hohl
ausgebildet und mit Austrittsöffnungen 6 versehen ist. Über eine
Feder 7 ist er mit dem Trennstößel 8 verbunden und bildet zusam
men mit ihm den Teilarbeitsraum 9. Die Austrittsöffnungen 6
können von der axial verschiebbaren Steuerhülse 10, deren unte
res Ende eine gerade Steuerkante bildet, verschlossen werden; die
Verstellung der Hülse geschieht hier mittels einer Exzenterwelle 11
und eines Rückstellelementes 12 (z. B. federbelasteter Kolben).
Das untere Ende des Trennstößels 8 bildet zusammen mit einem
Arbeitskolben 13 einen zweiten Teilarbeitsraum 14. Der Arbeits
kolben 13, dessen oberes Ende mit einem zylindrischen Absatz
versehen und somit in bekannter Weise als hydraulische Bremse
ausgebildet ist, überträgt seine Bewegung direkt auf das Ventil 3.
Der Teilarbeitsraum 9 wird über die Austrittsöffnungen 6 und den
zweiten Teilarbeitsraum 14 über ein Rückschlagventil 17 vom Hydrau
lik-System 15 aus befüllt, welches wiederum selbst und nur zum
Ausgleich von Leckageverlusten über ein Rückschlagventil 16 an
den Ölkreislauf der Hubkolbenbrennkraftmaschine angeschlossen
ist. Die bei der Abwärtsbewegung des Antriebskolbens 4 durch die
Öffnungen 6 aus dem Arbeitsraum 9 austretende Flüssigkeit wird
über das Hydrauliksystem 15 in den mit Kolben und Feder versehe
nen Druckspeicher 18 gefördert.
Befindet sich die Steuerhülse 10 am unteren Endanschlag, so wird
der Hub des Nockens 2 voll auf das Ventil 3 übertragen.
Werden dagegen die Öffnungen 6 im Laufe der Abwärtsbewegung
des Antriebskolbens 4 teilweise offengelegt, so strömt Hydraulik
flüssigkeit aus dem Arbeitsraum 9 in den Druckspeicher 18, die
Feder 7 zwischen Trennstößel 8 und Antriebskolben 4 wird zusammen
gedrückt. In Abhängigkeit von der Auslegung der Ventilfeder 19
wird das Ventil wieder geschlossen, wobei die hydraulische Bremse
am oberen Ende des Arbeitskolbens 13 zur Wirkung kommt. Bewegt
sich anschließend der Antriebskolben 4 wieder nach oben, so
entspannt sich zunächst die Feder 7 des Trennstößels 8 und der
Arbeitsraum 9 wird vom Druckspeicher 18 aus befüllt.
Der Trennstößel 8 verringert somit nicht nur das durch die Zu-
bzw. Abströmvorgänge über die Austrittsöffnungen 6 in Druck
schwingungen versetzbare Hydraulikvolumen, sondern daneben
können durch entsprechende Gestaltung der Federkennlinie 7
eventuell dennoch auftretende Druckschwingungen gedämpft wer
den.
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Beeinflussung des von einem Nocken gesteuer
ten Ventilhubs an einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei
der Nocken auf einen Antriebskolben, dieser über einen mit
einem Hydrauliksystem in Verbindung stehenden und in
seinem Volumen veränderbaren Arbeitsraum auf einen Arbeits
kolben und dieser auf das Ventil wirkt, und wobei einer der
beiden Kolben zum Teil hohl ausgebildet und mit seitlichen
Austrittsöffnungen versehen ist, die mit einer Steuerkante
zusammenwirken und somit eine unterbrechbare Verbindung
zwischen Arbeitsraum und Hydrauliksystem herstellen,
dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum durch einen
Trennstößel (8), welcher über ein Kraftspeicherelement (7) im
hohl ausgeführten Kolben (4) beweglich gelagert ist, unter
teilt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterbrechung der Verbin
dung zwischen dem Arbeitsraum (9) und dem Hydrauliksystem
(15) die in einer Ebene angeordneten Austrittsöffnungen (6)
durch eine mit einer geraden Steuerkante versehenen Steuer
hülse (10) verschließbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Trennstößel (8)
und dem zum Teil hohl ausgeführten Kolben (4) begrenzte
Arbeitsraum (9) mit einem Druckspeicher (18) sowie über ein
Drosselelement und ein Rückschlagventil (16) mit dem Schmier
ölkreislauf der Brennkraftmaschine verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Trennstößel (8)
und dem Kolben ohne Austrittsbohrung (13) begrenzte Hydraulik
raum (14) über ein Rückschlagventil (17) mit dem Druckspei
cher (18) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Organe der
Vorrichtung aus porösem Sintermaterial gefertigt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863625664 DE3625664A1 (de) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Vorrichtung zur beeinflussung des von einem nocken gesteuerten ventilhubes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863625664 DE3625664A1 (de) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Vorrichtung zur beeinflussung des von einem nocken gesteuerten ventilhubes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3625664A1 true DE3625664A1 (de) | 1988-02-04 |
DE3625664C2 DE3625664C2 (de) | 1988-06-09 |
Family
ID=6306237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863625664 Granted DE3625664A1 (de) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Vorrichtung zur beeinflussung des von einem nocken gesteuerten ventilhubes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3625664A1 (de) |
Cited By (5)
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- 1986-07-29 DE DE19863625664 patent/DE3625664A1/de active Granted
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Also Published As
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DE3625664C2 (de) | 1988-06-09 |
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