DE4330913A1 - Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Ventiltrieb für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ventiltrieb zum
Steuern der Ein- und Auslaßsteuerzeiten von Gaswechsel
ventilen und der Kraftstoffansaugsteuerung einer Brenn
kraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors mit
einem auf einer Schwenkachse gelagerten Schlepphebel,
dessen einer Hebelarm auf ein Ventil einwirkt und
dessen anderer Hebelarm mit einer Stoßstange verbunden
ist, die endseitig mit einer Steuereinrichtung zur
Änderung des Öffnungszeitpunktes verbunden ist und ein
Betätigungselement mit einer Rolle aufweist, welche
gegenüber einem Nocken einer Nockenwelle verstellbar
ist.
Aus der DE-PS 4 08 310 ist eine Ventilsteuerung für
Brennkraftmaschinen bekannt, bei der über einen
Exzenter ein Ventilhebel zu einem Nocken einer Nocken
welle verstellbar ist. Desweiteren ist aus der
DE 41 33 735 C1 ein Ventiltrieb für ein Gaswechsel
ventil einer Brennkraftmaschine bekannt, mit dem Gas
wechselvorgänge während des Betriebes der Brennkraft
maschine optimierbar sind, wozu ein Schlepphebel mit
mindestens einem längenveränderlichen Hebelarm vorge
sehen ist. Dieser Schlepphebel weist an einem Ende eine
verschiebbare Rolle auf, welche über eine Einrichtung
ihre Lage gegenüber einem Nocken einer Nockenwelle
verändern kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ventiltrieb und
Einspritzantrieb konstruktiv einfacher und in kompakter
Weise dahingehend auszubilden, daß zur Optimierung der
Gaswechselvorgänge eine Anpassung eines Dieselmotors an
verschiedene Lastzustände sowohl an einen schadstoff
armen als auch an einen verbrauchsarmen Betrieb ermög
licht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich
nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vor
teilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile
bestehen darin, daß über die aus einem Schlepphebel,
einem Exzenter, einer Exzenterwelle und einer am Nocken
einer Nockenwelle laufenden Rolle bestehende Stellein
richtung, eine optimale Steuerung und Anpassung eines
Dieselmotors an verschiedene Lastzustände in einfacher
Weise ermöglicht wird.
Es ist ein schadstoffarmer, als auch ein verbrauchs
armer Betrieb der Brennkraftmaschine in einfacher Weise
durchführbar, wobei eine Verstellung der Einlaß- und
Auslaßsteuerzeiten als auch der Förderbeginn einer
Kraftstoffpumpe entsprechend den Steuerzeiten für das
Gaswechselventil über die Exzenter ermöglicht wird.
Die Stelleinrichtung umfaßt drei auf Exzentern
schwingende Schlepphebel, welche eine Verbindung
zwischen der auf einem Nocken einer Nockenwelle laufen
den Rolle und einer Exzenterwelle derart herstellen,
daß durch ein Verdrehen dieser Welle eine veränderliche
Position der Rolle auf dem Grundkreis der Nockenwelle
erzielbar ist, was zu veränderlichen Ventilsteuerzeiten
und Einspritzzeiten führt.
Bei einem schadstoffarmen Motorbetrieb wird eine rela
tiv späte Kraftstoffeinspritzung gefordert, während der
verbrauchsarme Betrieb eine möglichst frühe Ein
spritzung des Kraftstoffs erfordert. Diese Steuerung
wird mittels des Kraftstoff-Exzenters erzielt.
Zur Steuerzeitenverstellung sowohl bei einem schad
stoffarmen Betrieb (späte Einspritzung) als auch bei
einem verbrauchsarmen Betrieb (frühe Einspritzung) wird
ein mit der Stoßstange und mit der Rolle verbundener
Schlepphebel verwendet. Durch die Verbindung mit der
Exzenterwelle wird eine Schlepphebel-Kinematik erzielt,
die um 360° verdrehbar ist. Dies gilt sowohl für den
Exzenter des Kraftstoffpumpenantriebs als auch für die
beiden Exzenter der Ein- und Auslaßventile.
Die Hebel-Kinematik des Schlepphebels ist in vorteil
hafter Weise so ausgelegt, daß in den extremen Einstel
lungen der Exzenterwelle, wie früh und spät, der
Abstand zwischen dem Kipphebel und der Rolle am Nocken
möglichst groß ist. Der Abstand soll in den Mittellagen
kleiner sein, d. h. der Abstand zwischen Kipphebel und
Rolle am Nocken ist verkürzt. Die Hebel-Kinematik ist
deshalb so ausgelegt, daß nur eine technisch
unbedenkliche, sehr geringe Veränderung des Ventil
spiels im Betrieb bewirkt wird.
Eine optimale Ausrichtung und Abstimmung der drei ver
schiedenen Exzenter für Kraftstoff sowie Ein- und Aus
laßventil wird so vorgenommen, daß zwei wesentliche
Betriebsbereiche entstehen können.
Bei einem schadstoffarmen Betrieb steht der Kraftstoff
exzenter in der Extremlage spät. Um den späten Ein
spritzpunkt kann ein relativ großer Verdrehbereich der
Exzenterwelle genutzt werden, um das Ein- und Auslaß
ventil in den Steuerzeiten zu verstellen.
Bei einem verbrauchsarmen Betrieb steht der Kraftstoff
exzenter in der Extremlage früh. Um den frühen Ein
spritzpunkt kann ebenfalls ein relativ großer Verdreh
bereich der Exzenterwelle für die Verstellung der Ein-
und Auslaßventile genutzt werden.
Diese beiden Betriebsbereiche können wahlweise zu jeder
Zeit, auch während des Betriebes des Motors, einge
stellt werden. Zweckmäßigerweise wird dazu ein positi
onskontrollierbarer Servo-Motor benutzt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich
nung dargestellt und wird im nachfolgenden näher be
schrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
Ventiltriebs mit Schlepphebel-Kinematik in
den Positionen früh und spät sowie in den
Mittellagen und
Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung des Ven
tiltriebs mit Kraftstoff-Exzenter und den
Ventil-Exzentern.
Der Ventiltrieb umfaßt im wesentlichen einen Kipphebel
1, der mit einem Hebelarm 2 auf ein Ventil V einwirkt
und mit seinem anderen Hebelarm 3 mit einer Stoßstange
4 gelenkig verbunden ist. Diese ist mit einer Stellein
richtung 5 in Wirkverbindung und umfaßt an einem Ende
einen Schlepphebel 6, der mit einem Exzenter 7 ver
bunden ist, der über eine Welle 9 antreibbar ist. Der
Schlepphebel 6 weist am anderen Ende eine Rolle 8 auf,
die an einem Nocken 10 einer Nockenwelle 11 anliegt.
Sie kann über die Exzenterwelle 9 in ihrer Lage auf dem
Nockengrundkreis 14 verstellt werden.
Hierzu wird die Welle 9 mit dem Exzenter 7 um 360° ver
dreht und der Schlepphebel 6 ist in die Position I, II,
III und IV verstellbar. Die Lage der Stoßstange 4 ist
entsprechend dieser Position mit gleichen Positions
nummern gekennzeichnet.
Wie aus den Zeichnungen näher zu erkennen ist, sind der
Exzenter 7, der Schlepphebel 6 sowie die Stoßstange 4
in der Position I in durchgezogenen Linien dargestellt.
Die Position II kennzeichnet bei der Drehrichtung links
einen frühen Öffnungszeitpunkt und die Position IV
kennzeichnet dagegen einen späten Öffnungszeitpunkt des
Ventils V. Die beiden anderen Positionen I und III
stellen Mittellagen dar.
Die Anordnung der Nockenwelle 11 des Kipphebels 1 sowie
des Schlepphebels 6 und des Exzenters 7 sowie der
Exzenterwelle 9 und der Stoßstange 4 sind kinematisch
in der Weise ausgelegt, daß die Exzenterwelle 9 zur
Verstellung der Steuerzeiten ohne Nachstellen der
Ventilspiele um 360° gedreht werden kann.
In den beiden Extremlagen der Exzenterwelle 9 wie in
der frühen Position II und der späten Position IV wird
eine maximal lange Verbindungslinie 12, was in einer
gestrichelten Linie dargestellt ist, zwischen dem Kipp
hebel 1 und der Rolle 8 gebildet.
In den Mittel lagen, wie in den Positionen I und III der
Exzenterwelle 9 zwischen der Position 11 (früh) und der
Position IV (spät), ist die Verbindungslinie 13
zwischen Kipphebel 1 und Nockenwelle 11 geringer, weil
der Schlepphebel 6 gegenüber der Stoßstange abgeknickt
ist.
Die Verkürzung der Verbindungslinie 13 zwischen dem
Kipphebel 1 und der Rolle 8 in den Knicklagen (Position
I und III) folgt optimal der Krümmung des Nockengrund
kreises 14, so daß sich nur geringste Ventilspielver
änderungen ergeben können, die im Betrieb zugelassen
sind.
Durch die 360° Verdrehmöglichkeit der Exzenterwelle 9
und somit der Exzenter 7 und 7a für die Ein- und Aus
laßventile und einer möglichen Ausgangslage der
Exzenterwelle 9 in der oberen Position I werden Steuer
zeiten ermöglicht, mit denen ein schadstoffarmer
Betrieb gefahren werden kann, während in der zweiten
möglichen Ausgangslage der Exzenterwelle für die Ven
tile (z. B. die untere Position III) solche Steuerzeiten
entstehen, die den geringsten Kraftstoffverbrauch beim
Betrieb der Brennkraftmaschine realisieren.
Der Exzenter 7b für die Verstellung der Kraftstoffein
spritzung ist so ausgerichtet, daß in der
schadstoffarmen Stellung der Ventilsteuerzeiten die
Einspritzung spät erfolgt, während in der gegenüber
liegenden Stellung der Ventilsteuerzeiten für gering
sten Kraftstoffverbrauch früh erfolgt.
Durch Stellungen zwischen den beiden Ausgangs lagen
Position II und IV wird eine Veränderung sowohl der
Steuerzeiten als auch der Einspritzung bewirkt, die für
einen Teillastbetrieb optimal sind.
Claims (8)
1. Ventiltrieb zum Steuern der Ein- und Auslaßsteuer
zeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraft
maschine, insbesondere eines Dieselmotors, mit
einem auf einer Schwenkachse gelagerten Kipphebel,
dessen einer Hebelarm auf ein Ventil einwirkt und
dessen anderer Hebelarm mit einer Stoßstange ver
bunden ist, die endseitig mit einer Stelleinrich
tung zur Änderung des Öffnungszeitpunktes verbunden
ist und an einem Ende einen Schlepphebel mit einer
Rolle aufweist, welche gegenüber einem Nocken auf
einer Nockenwelle verstellbar ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Stelleinrichtung (5) einen mit
einem Exzenter (7) verbundenen Schlepphebel (6) am
anderen Ende aufweist, der mit einer um einen
Winkel von 360° verstellbaren Welle (9) verbunden
ist und ein früher und später Ventilöffnungszeit
punkt (II und IV) sowie zwischen diesen Öffnungs
zeitpunkten Mittellagen (I und II) einstellbar
sind.
2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß auf der Welle (9) ein Exzenter (7) für das
Einlaßventil, ein Exzenter (7a) für das Auslaß
ventil und ein Exzenter (7b) für die Kraftstoffzu
führung angeordnet ist.
3. Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Abstand (Verbindungslinie 12)
zwischen dem Kipphebel (1) und der Rolle (8) bei
dem frühen und späten Ventilöffnungszeitpunkt (II
und IV) größer ist als der Abstand (Verbindungs
linie 13) zwischen dem Kipphebel (1) und der Rolle
(8) bei der oberen und unteren Mittellage (I und
III).
4. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schlepphebel (6)
und die Stoßstange (4) im frühen und späten
Öffnungszeitpunkt (II und IV) eine annähernd
gestreckte Lage einnehmen.
5. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange (4) zum
Schlepphebel (6) in der oberen und unteren Mittel
lage (I und III) im Verbindungsbereich abgeknickt
sind.
6. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (8) in den
Mittellagen (I und III) der Exzenterwelle (9) der
Krümmung des Nockengrundkreises (14) ohne Verände
rung eines Ventilspiels folgt.
7. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Einstellung
des Schlepphebels (6) über die Exzenterwelle (9) in
einer Mittellage (I) beispielsweise oben ein schad
stoffarmer Betrieb und in der gegenüberliegenden
Mittellage (III) ein Betrieb der Brennkraftmaschine
mit geringem Kraftstoffverbrauch durchführbar ist.
8. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Kraftstoffein
spritzung über einen Exzenter in der Weise in
Abhängigkeit von der Ventilsteuerung erfolgt, daß
in der schadstoffarmen (z. B. oben) Mittellage (I)
des Exzenters (7) die Kraftstoffeinspritzung spät
und in der unteren Mittellage (III) des Exzenters
(7) der Kraftstoff früh einspritzbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934330913 DE4330913A1 (de) | 1993-09-11 | 1993-09-11 | Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19934330913 DE4330913A1 (de) | 1993-09-11 | 1993-09-11 | Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen |
Publications (1)
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DE4330913A1 true DE4330913A1 (de) | 1995-03-16 |
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ID=6497507
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Country Status (1)
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