DE4309609A1 - Valve actuating mechanism for an internal combustion engine - Google Patents

Abstract

A valve actuating mechanism for two inlet valves of a cylinder of an internal combustion engine has two first rocker levers 5, which each actuate one inlet valve respectively and are each respectively actuated by a cam for a lower engine speed range. Between the two first rocker levers 5 a second rocker lever 8 is arranged, which is actuated by its own cam for the upper engine speed range. On the free end of the second rocker lever 8 a cross member 9 is provided, which is situated a short distance in front of the free end of the first rocker levers 5. In the first rocker levers 5 and in the cross member 9 bores 10 and 11 are provided, which align with one another when the valves are closed. In the bores 10 pistons 12 are arranged, which can be displaced outwards by a pressure medium against a spring force and engage in the bores 11 in the cross member. The first rocker levers 5 are thereby coupled to the second rocker lever 8, so that only the valves conforming to the contour of the cam interacting with the second rocker lever 8 are actuated. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilbetätigungsmechanismus für eine Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a valve actuation mechanism for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Ventilbetätigungsmechanismus dieser Art (DE 38 00 347 C, Fig. 15) haben die beiden ersten Schlepphebel aufeinander zugerichtete Fortsätze, die das freie Ende des zweiten Schlepphebels umgreifen. In den Fortsätzen und in dem zweiten Schlepphebel sind in Bezug auf die Schwenkachse radiale Bohrungen vorgesehen, die bei geschlossenen Ventilen miteinander fluchten. In den Bohrungen im zweiten Schlepphebel sind Kolben angeordnet, die durch Öldruck nach außen in die Bohrungen in den ersten Schlepphebeln verschoben werden können, um die ersten Schlepphebel mit dem zweiten Schlepphebel zu koppeln und dadurch eine Betätigung der Ventile ent­ sprechend der Kontur des mit dem zweiten Schlepphebel zusammenwirkenden Nockens zu erreichen. In der Bohrung in jedem ersten Schlepphebel ist ein Anschlag angeordnet, der durch eine Feder an die Stirnfläche des Kolbens in der Bohrung im zweiten Schlepphebel angedrückt wird. Sind die Kolben in dem zweiten Schlepphebel nicht druckbeauf­ schlagt, so liegen die Stirnflächen der Kolben in der Ebene der Stirnfläche des zweiten Schlepphebel, so daß sich die ersten Schlepphebel unabhängig von dem zweiten Schlepphebel entsprechend der Kontur der mit den ersten Schlepphebeln zusammenwirkenden Nocken bewegen. Dabei findet eine ständige Reibung zwischen den Stirnflächen der Kolben im zweiten Schlepphebel und den Anschlägen in den ersten Schlepphebeln statt. Außerdem ist eine äußerst präzise Fertigung erforderlich, da die Kolben im nicht druckbeaufschlagten Zustand mit ihren Stirnflächen genau mit der Stirnfläche des zweiten Schlepphebels fluchten müssen. Dadurch, daß die beiden ersten Schlepphebel nicht gleich, sondern spiegelbildlich sind, ist die Fertigung aufwendig. Darüber hinaus sind die bewegten Massen der Schlepphebelgruppe verhältnismäßig groß, da die Fortsätze der ersten Schlepphebel breit ausgeführt werden müssen, um die als Kolben ausgebildeten Anschlägen und die auf diese wirkenden Federn unterbringen zu können.In a known valve actuation mechanism this Art (DE 38 00 347 C, Fig. 15) have the first two Rocker arms facing extensions that the grasp the free end of the second rocker arm. In the Projections and in the second rocker arm are related radial bores are provided on the swivel axis Align with closed valves. In the Bores in the second rocker arm are pistons, caused by oil pressure in the holes in the outside first rocker arms can be moved to the the first rocker arm with the second rocker arm couple and thereby an actuation of the valves ent speaking the contour of the with the second rocker arm to achieve interacting cam. In the hole in a stop is arranged for each first rocker arm, by a spring on the end face of the piston the hole in the second rocker arm is pressed. are  the pistons in the second rocker arm are not pressurized strikes, the end faces of the pistons lie in the Level of the end face of the second rocker arm, so that the first rocker arms are independent of the second Rocker arm according to the contour of the first Move rocker arms interacting cams. Here finds constant friction between the end faces the piston in the second rocker arm and the stops in the first rocker arms instead. Besides, one is extreme Precise manufacturing required because the pistons are not pressurized condition with their end faces accurate align with the face of the second rocker arm have to. Because the first two rocker arms are not Production is the same, but a mirror image complex. In addition, the moving masses are the Rocker arm group relatively large because of the extensions the first rocker arm must be wide, around the piston-shaped stops and on to be able to accommodate these acting springs.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ventilbetätigungs­ mechanismus der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der sich durch einen einfacheren Aufbau und ein geringeres Gewicht der bewegten Massen auszeichnet und bei dem größere Toleranzen bei der Fertigung zugelassen werden können.The object of the invention is a valve actuation mechanism of the generic type to create due to a simpler construction and a lower weight distinguishes the moving masses and the larger Tolerances in production can be allowed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the in the Kenn  Character of claim 1 specified features solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag können die ersten Schlepphebel identisch ausgebildet werden. Da sie keine den zweiten Schlepphebel umgreifenden Fortsätze mit Anschlägen für die Kolben haben, ist ihr Gewicht er­ heblich geringer als bei der bekannten Ausführung. Die Stirnflächen der Kolben brauchen im nicht druckbeauf­ schlagten Zustand nicht mit den Stirnflächen der ersten Schlepphebel fluchten, sie dürfen bloß nicht vorstehen. Damit wird die Fertigung erheblich vereinfacht. Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Konstruktion besteht darin, daß die auf die Kolben wirkenden Federn und ihre Abstützungen in den ersten Schlepphebeln angeordnet sind, und zwar in einem wesentlich geringeren Abstand von der Schwenkachse als bei der bekannten Ausführung.In the proposal according to the invention, the first Rocker arms are designed identically. Since they are not the second rocker arm around the extensions Have stops for the pistons, their weight is he considerably less than in the known version. The End faces of the pistons do not need to be pressurized not hit the end faces of the first Rocker arms are in alignment, they just must not protrude. This considerably simplifies production. A there is another advantage of the proposed construction in that the springs acting on the pistons and their Supports are arranged in the first rocker arms, namely at a much smaller distance from the Swivel axis than in the known version.

Vorzugsweise erstrecken sich die Bohrungen in den ersten Schlepphebeln durch die Naben dieser Schlepphebel hin­ durch. Damit ist es möglich, die Bohrungen in den ersten Schlepphebeln und in der Traverse des zweiten Schlepp­ hebels gemeinsam zu bearbeiten.The bores preferably extend in the first Rocker arms through the hubs of these rocker arms by. This makes it possible to drill the holes in the first Rocker arms and in the traverse of the second drag to work on levers together.

An die Bohrungen in der Traverse schließen sich Ent­ lüftungsbohrungen kleineren Durchmessers an, um einer­ seits den Aufbau eines Druckpolsters zu vermeiden, der ein Eindringen der Kolben in diese Bohrungen verhindern könnte, und um andererseits in den Bohrungen eine Schulter zu bilden, an denen der Kolben im druckbeauf­ schlagten Zustand anliegt.Ent connects to the holes in the traverse ventilation holes of smaller diameter to one to avoid the build-up of a pressure cushion, the Prevent the pistons from entering these holes  could, and to the other hand in the holes To form shoulder on which the piston is pressurized condition is present.

Während die ersten Schlepphebel durch die Ventilfedern der zugehörigen Ventile an ihre Nocken angedrückt werden, ist für den zweiten Schlepphebel eine eigene Feder vorgesehen, die diesen in Anlage an seinen Nocken hält. Diese Feder kann bei einer Brennkraftmaschine, die pro Zylinder ein eine Zündkerze oder ein Einspritzventil aufnehmendes Rohr aufweist, von einer Schraubenfeder gebildet sein, die auf dieses Rohr aufgesteckt ist und sich einerseits an einem an dem Rohr befestigten Wider­ lager und andererseits an einem Federteller abstützt, der verschiebbar auf dem Rohr angeordnet ist, wobei der zweite Schlepphebel einen gabelförmigen Fortsatz auf­ weist, der das Rohr umgibt und an dem Federteller an­ liegt. Dadurch wird eine äußerst raumsparende Unter­ bringung der Feder ermöglicht.During the first rocker arm through the valve springs of the associated valves are pressed onto their cams, is a separate spring for the second rocker arm provided that this holds in contact with his cams. This spring can in an internal combustion engine, the pro Cylinder an a spark plug or an injector Receiving tube, from a coil spring be formed, which is attached to this tube and on the one hand on an attached to the tube against bearing and on the other hand is supported on a spring plate is slidably disposed on the tube, the second rocker arm on a fork-shaped extension points, which surrounds the tube and on the spring plate lies. This makes an extremely space-saving sub Bringing the spring allows.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:An embodiment of the invention is as follows described with reference to the drawings. It shows:

Fig. 1 einen Ventiltrieb mit einem erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsmechanismus im senkrechten Schnitt entlang Linie 1-1 in Fig. 2, Fig. 1 a valve train with an inventive valve actuation mechanism in vertical section along line 1-1 in Fig. 2,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles 2 in Fig. 1, und Fig. 2 is a view in the direction of arrow 2 in Fig. 1, and

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 1. Fig. 3 shows a section along line 3-3 in FIG. 1.

In den Zeichnung ist ein Ventiltrieb für zwei Einlaß­ ventile E dargestellt. Jedes Ventil E ist im Schließsinn von einer Feder 1 beaufschlagt. Die Ventile werden von eigenen Nocken 2, 3 einer-Nockenwelle 4 über erste Schlepphebel 5 betätigt, die auf einer gemeinsamen orts­ festen Achse 6 schwenkbar gelagert sind. Die Nocken 2 und 3 haben vorzugsweise unterschiedliche Nockenprofile, um für die einzelnen Einlaßventile einen unterschiedlichen Ventilhub, eine unterschiedliche Öffnungsdauer und/oder unterschiedliche Steuerzeiten zu erreichen und im unteren und mittleren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine optimale Voraussetzungen zu schaffen. Zwischen den beiden Nocken 2 und 3 ist auf der Nockenwelle 4 ein weiterer Nocken 7 angeordnet, dessen Nockenprofil für die Ver­ hältnisse im oberen Drehzahlbereich der Brennkraft­ maschine ausgelegt ist, also beispielsweise einen größeren Ventilhub und eine längere Öffnungsdauer be­ wirkt. Mit dem Nocken 7 wirkt ein zweiter Schlepphebel 8 zusammen, der im oberen Drehzahlbereich mit den ersten Schlepphebeln 5 gekoppelt werden kann, so daß in diesem Drehzahlbereich die Ventile E entsprechend der Kontur des Nockens 7 betätigt werden. Das freie Ende des zweiten Schlepphebels 8 ist mit einer Traverse 9 versehen, die vor und in geringem Abstand von den freien Enden der ersten Schlepphebel 5 verläuft. In den ersten Schlepp­ hebeln 5 sind zur Schwenkachse 6 radiale Bohrungen 10 vorgesehen, die mit Bohrungen 11 in der Traverse fluchten, wenn sich die Ventile E in ihrer Schließ­ stellung befinden, also die Schlepphebel 5 und 8 auf den identischen Grundkreisen ihrer Nocken 2, 3 und 7 laufen. In jeder Bohrung 10 ist ein Kolben 12 angeordnet, der zwischen einer ersten, inneren Stellung (Fig. 3) und einer zweiten äußeren Stellung (Fig. 1) verschiebbar ist, in welcher er in die entsprechende Bohrung 11 in der Traverse 9 eingreift. In der zweiten Stellung verbinden somit die Kolben 12 die ersten Schlepphebel 5 mit dem zweiten Schlepphebel 8, so daß die Ventile entsprechend der Kontur des Nockens 7 betätigt werden.In the drawing, a valve train for two inlet valves E is shown. Each valve E is acted upon by a spring 1 in the closing direction. The valves are actuated by their own cams 2 , 3 of a camshaft 4 via first rocker arms 5 , which are pivotably mounted on a common fixed axis 6 . The cams 2 and 3 preferably have different cam profiles in order to achieve a different valve lift, a different opening duration and / or different control times for the individual intake valves and to create optimal conditions in the lower and middle speed range of the internal combustion engine. Between the two cams 2 and 3 , a further cam 7 is arranged on the camshaft 4 , the cam profile of which is designed for the ratios in the upper speed range of the internal combustion engine, that is to say, for example, a larger valve lift and a longer opening duration. A second rocker arm 8 interacts with the cam 7 and can be coupled to the first rocker arms 5 in the upper speed range, so that the valves E are actuated in accordance with the contour of the cam 7 in this speed range. The free end of the second rocker arm 8 is provided with a crossmember 9 which runs in front of and at a short distance from the free ends of the first rocker arms 5 . In the first drag lever 5 radial holes 10 are provided to the pivot axis 6 , which are aligned with holes 11 in the traverse when the valves E are in their closed position, that is, the rocker arms 5 and 8 on the identical base circles of their cams 2 , 3rd and 7 run. A piston 12 is arranged in each bore 10 and is displaceable between a first, inner position ( FIG. 3) and a second outer position ( FIG. 1), in which it engages in the corresponding bore 11 in the cross member 9 . In the second position, the pistons 12 thus connect the first rocker arm 5 to the second rocker arm 8 , so that the valves are actuated in accordance with the contour of the cam 7 .

Die Verschiebung der Kolben 12 nach außen erfolgt mit Hilfe eines Druckmittels, das durch einen Kanal 14 in der Achse 6 zugeführt wird, der mit den Bohrungen 10 über Öffnungen 15 in der Wand der Achse 6 in Verbindung steht. Wird die Druckmittelzufuhr unterbrochen, so werden die Kolben 12 jeweils durch eine Feder 13 in ihre Bohrungen 10 zurückgeführt, so daß nun der zweite Schlepphebel 8 frei schwingen kann und die Betätigung der Ventile durch die ersten Schlepphebel 5 entsprechend der Kontur der Nocken 2 bzw. 3 erfolgt. Die Feder 13 stützt sich einer­ seits an einem in der Bohrung 10 fixierten Einsatz 16 und andererseits am Ende 17 eines Rohres 18 ab, das am Kolben 12 befestigt ist und sich durch den Einsatz 16 hindurch erstreckt.The displacement of the pistons 12 to the outside takes place with the aid of a pressure medium which is supplied through a channel 14 in the axis 6 , which is connected to the bores 10 via openings 15 in the wall of the axis 6 . If the pressure medium supply is interrupted, the pistons 12 are each returned to their bores 10 by a spring 13 , so that the second rocker arm 8 can now freely swing and the actuation of the valves by the first rocker arms 5 corresponding to the contour of the cams 2 and 3 he follows. The spring 13 is supported on the one hand on an insert 16 fixed in the bore 10 and on the other hand on the end 17 of a tube 18 which is fastened to the piston 12 and extends through the insert 16 .

Jeder Schlepphebel 6 bzw. 8 weist eine Gleitfläche 19 auf, mit welcher er an seinem Nocken 2, 3 bzw. 7 anliegt. Die ersten Schlepphebel 5 werden durch die Ventilfedern 1 in Anlage an ihren Nocken 2, 3 und der zweite Schlepp­ hebel 8 wird durch eine Feder 20 in Anlage an seinem Nocken 7 gehalten. Die Feder 20 ist auf einem eine Zündkerze oder ein Einspritzventil aufnehmenden Rohr 21 angeordnet und stützt sich einerseits an einen ortsfesten Widerlager 22 und andererseits an einem verschiebbaren Federteller 23 ab, der mit das Rohr 21 teilweise umgebenden Fortsätzen 24 des zweiten Schlepphebels 8 zusammenwirkt.Each rocker arm 6 or 8 has a sliding surface 19 with which it rests on its cam 2 , 3 or 7 . The first rocker arms 5 are held by the valve springs 1 in contact with their cams 2 , 3 and the second rocker arm 8 is held by a spring 20 in contact with its cam 7 . The spring 20 is arranged on a pipe 21 receiving a spark plug or an injection valve and is supported on the one hand on a stationary abutment 22 and on the other hand on a displaceable spring plate 23 which interacts with the extensions 24 of the second rocker arm 8 partially surrounding the pipe 21 .

Zur Vereinfachung der Fertigung der Schlepphebelgruppe erstrecken sich die Bohrungen 10 in den ersten Schlepp­ hebeln 5 durch die Naben 25 dieser Schlepphebel hindurch, so daß die Bohrungen 10 in den ersten Schlepphebeln 5 und die Bohrungen 12 in der Traverse 9 des zweiten Schlepp­ hebels 8 gemeinsam bearbeitet werden können. An die Bohrungen 12 in der Traverse 9 schließt sich jeweils eine Entlüftungsbohrung 26 kleineren Durchmessers an, die einerseits verhindert, daß sich in der Bohrung 12 ein Druckpolster aufbauen kann und die andererseits eine Schulter 27 bildet, welche als Anschlag für den Kolben 12 in seinem druckbeaufschlagten Zustand dient.To simplify the manufacture of the drag lever group, the bores 10 25 this drag lever extend in the first valve levers 5 through the hub through, so that the bores 10 in the first valve levers 5 and the bores machined together 12 in the cross member 9 of the second rocker arm 8 can be. At the holes 12 in the cross member 9 is followed by a vent hole 26 of smaller diameter, which on the one hand prevents that a pressure cushion can build up in the bore 12 and on the other hand forms a shoulder 27 which acts as a stop for the piston 12 in its pressurized Condition serves.

Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf einen Betätigungsmechanismus für zwei Auslaßventile anwendbar.Of course, the invention also applies to one Actuation mechanism for two exhaust valves applicable.

Claims (6)

1. Ventilbetätigungsmechanismus für eine Brennkraftmaschine mit

• - zwei Einlaß- oder Auslaßventilen (E) pro Zylinder,
• - ersten Schlepphebeln (5), die um eine gemeinsame Achse (6) schwenkbar sind und jeweils mit einem Ventil (E) und einem eigenen Nocken (2 bzw. 3) einer Nockenwelle (4) für einen ersten Drehzahlbereich zusammenwirken,
• - einem zweiten Schlepphebel (8), der zwischen den beiden ersten Schlepphebeln (5) angeordnet und um die gemeinsame Achse (6) schwenkbar ist und mit einem eigenen Nocken (7) für einen zweiten Drehzahlbereich zusammenwirkt, und
• - Kupplungsmitteln (12) zwischen den ersten und zweiten Schlepphebeln, um diese im zweiten Drehzahlbereich miteinander zu koppeln und im ersten Drehzahlbereich voneinander zu entkoppeln,

1. Valve actuation mechanism for an internal combustion engine

• - two intake or exhaust valves (E) per cylinder,
• - first rocker arms ( 5 ), which can be pivoted about a common axis ( 6 ) and each interact with a valve (E) and their own cam ( 2 or 3 ) of a camshaft ( 4 ) for a first speed range,
• - A second rocker arm ( 8 ), which is arranged between the two first rocker arms ( 5 ) and can be pivoted about the common axis ( 6 ) and interacts with its own cam ( 7 ) for a second speed range, and
• Coupling means ( 12 ) between the first and second rocker arms in order to couple them to one another in the second speed range and to decouple them from one another in the first speed range,

dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des zweiten Schlepphebels (8) eine Traverse (9) vorgesehen ist, die vor und in geringem Abstand von den freien Enden der ersten Schlepphebel (5) liegt, daß in den ersten Schlepphebeln (5) und in der Traverse (9) Bohrungen (10 bzw. 11) vorgesehen sind, die bei geschlossenen Ventilen miteinander fluchten, daß die Bohrungen (10) in den ersten Schlepphebeln (5) die Kupplungsmittel bildende Kolben (12) aufnehmen, die durch Öldruck entgegen der Kraft einer Feder (13) in die Bohrungen (11) in der Traverse (9) verschiebbar sind, daß die Federn (13) in den Bohrungen (10) in den ersten Schlepphebeln (5) angeordnet sind und sich einerseits an einem mit dem Kolben (12) verbundenen Rohr (18) und andererseits an einem in der Bohrung fixierten, von dem Rohr (18) durchdrungenen Einsatz (16) abstützen, und daß in der gemeinsamen Achse (6) ein mit den Bohrungen (10) in den ersten Schlepphebeln (5) in Verbindung stehender Ölzuflußkanal (14) vorgesehen ist. characterized in that a traverse ( 9 ) is provided at the free end of the second rocker arm ( 8 ) which lies in front of and at a short distance from the free ends of the first rocker arms ( 5 ), that in the first rocker arms ( 5 ) and in Traverse ( 9 ) bores ( 10 and 11 ) are provided, which are aligned with one another when the valves are closed, that the bores ( 10 ) in the first rocker arms ( 5 ) accommodate the pistons ( 12 ) forming the coupling means, which counteract the force of an oil pressure The spring ( 13 ) can be displaced into the bores ( 11 ) in the crossmember ( 9 ) such that the springs ( 13 ) are arranged in the bores ( 10 ) in the first rocker arms ( 5 ) and on the one hand are connected to the piston ( 12 ) connected pipe ( 18 ) and, on the other hand, to an insert ( 16 ) fixed in the bore and penetrated by the pipe ( 18 ), and that in the common axis ( 6 ) one with the bores ( 10 ) in the first rocker arms ( 5 ) in connection standing oil flow channel ( 14 ) is provided. 2. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrungen (10) in den ersten Schlepphebeln (5) durch die Naben (25) dieser Schlepphebel hindurcherstrecken.2. Valve actuation mechanism according to claim 1, characterized in that the bores ( 10 ) in the first rocker arms ( 5 ) extend through the hubs ( 25 ) of these rocker arms. 3. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Bohrungen (12) in der Traverse (9) Entlüftungsbohrungen (26) kleineren Durchmessers anschließen.3. Valve actuation mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that vent holes ( 26 ) of smaller diameter connect to the bores ( 12 ) in the crossmember ( 9 ). 4. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Feder (20), die den zweiten Schlepphebel (8) in Anlage an seinem Nocken (7) hält.4. Valve actuation mechanism according to claim 1, characterized by a spring ( 20 ) which holds the second rocker arm ( 8 ) in contact with its cam ( 7 ). 5. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 4, für eine Brennkraftmaschine mit einem eine Zündkerze oder ein Einspritzventil aufnehmenden Rohr pro Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (20) eine Schraubenfeder ist, die auf das Rohr (21) aufgesteckt ist und sich einerseits an einem am Rohr befestigten Widerlage (22) und andererseits an einem Federteller (23) abstützt, der verschiebbar auf dem Rohr angeordnet ist, und daß der zweite Schlepphebel (8) einen gabelförmigen Fortsatz (24) aufweist, der das Rohr (21) teilweise umgreift und an dem Federteller (23) anliegt.5. Valve actuation mechanism according to claim 4, for an internal combustion engine with a spark plug or an injection valve receiving tube per cylinder, characterized in that the spring ( 20 ) is a helical spring which is attached to the tube ( 21 ) and on the one hand on a Pipe attached abutment ( 22 ) and on the other hand is supported on a spring plate ( 23 ) which is slidably arranged on the tube, and that the second rocker arm ( 8 ) has a fork-shaped extension ( 24 ) which partially engages around the tube ( 21 ) and on the spring plate ( 23 ).