DE68911173T2

DE68911173T2 - Ventilsteuervorrichtung für Brennkraftmaschine.

Info

Publication number: DE68911173T2
Application number: DE89302186T
Authority: DE
Inventors: Koichi Fukuo; Toshiaki Hiro; Hisashi Kanda; Masahiko Motsumoto; Hiroshi Shirai; Takashi Tatsumi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-03-03
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1994-04-07
Anticipated expiration: 2009-03-04
Also published as: AU607382B2; AU3098689A; DE68911173D1; EP0332359B1; EP0332359A1; US4942854A; CA1326183C

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungsvorrichtung zum Betätigen eines Ventils, bspw. eines Einlaßventils oder eines Auslaßventils, in einem Verbrennungsmotor.
Eine herkömmliche Ventilbetätigungsvorrichtung zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor umfaßt eine Nockenwelle mit einem Nocken zum alternierenden Öffnen und Schließen eines Motorventils, bspw. eines Einlaßventils oder eines Auslaßventils, in dem Motor, wobei das Motorventil gegen ein Ende eines Nockenfolgers oder Kipphebels gehalten ist, dessen anderes Ende mit einer hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung in Eingriff ist. Der Nocken weist ein aus einem Nockennasen- und einem Grundkreisabschnitt zusammengesetztes Nockenprofil auf. Der Nocken weist auf seinem Nockenprofil einen Ventilöffnungspunkt auf, an dem der den Nocken berührende Kipphebel das Ventil öffnet, und einen Ventilschließpunkt, an dem der den Nocken berührende Kipphebel das Motorventil schließt. Der Grundkreisabschnitt umfaßt eine geneigte Nockenfläche, die in Umfangsrichtung vom Ventilschließpunkt zum Ventilöffnungspunkt hin zum Umfang des Grundkreises zunehmend nach unten bzw. bezüglich des Nockens zunehmend radial nach innen verläuft, um Ventilschließfehler des Motorventils aufgrund von Nockenvibration, die von unerwünschter radialer Verlagerung oder Biegung der Nockenwelle herrührt, zu verhindern. Der radiale Abstand zwischen den Ventilöffnungs- und -schließpunkten ist derart gewählt, daß er einem Spiel bzw. Hubverlust in der hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung entspricht, bzw. etwas kleiner als dieses bzw. dieser ist, um ein Aufheben oder Ausgleichen bestimmter unerwünschter radialer Ventilhubverlagerungen des Grundkreisabschnitts durch die Nockenfläche mit radial nach innen geneigtem Gradienten des Grundkreisabschnitts zu ermöglichen, ohne das Öffnungstiming des Ventils zu verändern. Eine derartige Ventilbetätigungsvorrichtung ist bspw. in dem US-Patent Nr. 4,538,559 offenbart. Die bekannte hydraulische Verbindungseinstellvorrichtung umfaßt ein Rückschlagventil in Form einer Kugel, die normalerweise von einer Feder in eine Schließrichtung vorgespannt ist. Jegliches Spiel bzw. jeglicher Hubverlust in der hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung ist daher zu dem Zeitpunkt, zu dem die Verbindungseinstellvorrichtung unter Last ist, auf das Maß elastischen Niederdrückens ihres Kolbens infolge kompressiver Verformung von Luftblasen in dem Öl in der Verbindungseinstellvorrichtung und das Maß des Niederdrückens des Kolbens aufgrund Hydraulikdruck-Leckage daraus, während das Motorventil geschlossen wird, begrenzt.
Das Maß elastischen Niederdrückens und das Maß Leckageabhängigen Niederdrückens des Kolbens der Verbindungseinstellvorrichtung liegt allgemein im Bereich von 20 bis 30 µm. Daher liegt auch der radiale Abstand zwischen den Ventilschließ- und -öffnungspunkten auf dem Nockenprofil im Bereich von 20 bis 30 µm, zumindest insofern das Öffnungstiming des Motorventils nicht verändert wird. Jedoch ist der Grundkreisabschnitt des Nockens aufgrund von Herstellungsfehlern, Biegung o. dgl. häufig radialen Ventilhubverlagerungen über den vorstehend genannten numerischen Bereich hinaus unterworfen, und somit können derartige radiale Ventilhubverlagerungen nicht durch den radial nach innen gerichteten Gradienten an dem Grundkreisabschnitt ausgeglichen werden.
Eine Lösung wäre es, das Maß des Niederdrückens des Kolbens der Verbindungseinstellvorrichtung aufgrund hydraulischer Druckleckage von dem Kolben zu erhöhen, und hierdurch den radial nach innen gerichteten Gradienten auf dem Grundkreisabschnitt zu erhöhen. Jedoch würde ein derartiges Schema zu einer Verminderung der maximalen Öffnung führen, die das Motorventil zur Zufuhr eines Kraftstoff-Luftgemischs in die Brennkammer bereitstellen kann, so daß die Ausgangsleistung des Motors verringert würde.
Wir haben herausgefunden, daß große radiale Ventilhubverlagerungen des Grundkreisabschnitts des Nockens gerne in einem lokalisierten Bereich, insbesondere unmittelbar nach Schließen des Motorventils, und nicht über das gesamte Nokkenprofil zwischen den Ventilschließ- und -öffnungspunkten auftreten. Es wurde ferner herausgefunden, daß dort, wo der Verbrennungsmotor eine Mehrzahl Motorventile eines Typs auf einer gemeinsamen Nockenwelle aufweist, die Grundkreisabschnitte der Nocken in Abhängigkeit von den Positionen der Nocken leicht unterschiedliche Ventilhubverlagerungen ausführen können. Wenn derart lokalisierte oder unterschiedliche Ventilhubverlagerungen durch die herkömmliche Ventilbetätigungsvorrichtung ausgeschlossen werden sollen, muß das Spiel in der hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung erhöht werden und somit auch der radial nach innen gerichtete Gradient an dem Grundkreisabschnitt zwischen den Ventilschließ- und -öffnungspunkten. Das erhöhte Spiel in der hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung ändert jedoch die Öffnungscharakteristiken bzw. das Öffnungsmuster des Motorventils, d.h. verzögert das Öffnungstiming aller Motorventile und vermindert die Öffnungshübe der Ventile.
Aus der US-A-4,538,559 ist eine Ventilbetätigungsvorrichtung zum Betätigen eines Motorventils in einem Verbrennungsmotor bekannt, umfassend: eine Ventilfeder, um das Motorventil normalerweise in eine Schließrichtung vorzuspannen; einen Nocken mit einem Nockenprofil, welches einen Ventilhubabschnitt zum Ausüben einer Kraft zum Öffnen des Motorventils und einen Grundkreisabschnitt umfaßt, um ein Schließen des Ventils zu ermöglichen, wobei das Nockenprofil einen Ventilöffnungspunkt und einen Ventilschließpunkt zwischen dem Ventilhubabschnitt und dem Grundkreisabschnitt aufweist; Übertragungsmittel zum Übertragen der Kraft von dem Nocken auf das Motorventil; eine hydraulische Verbindungseinstellvorrichtung, welche mit dem Übertragungsmittel kombiniert ist, um jeglichen Zwischenraum zwischen den Übertragungsmitteln und dem Motorventil auszuschließen; wobei der Grundkreisabschnitt des Nockenprofils eine Fläche mit nach unten gerichtetem Gradienten aufweist, die vom Ventilschließpunkt zu einem Zwischenpunkt zwischen den Ventilschließ- und -öffnungspunkten zunehmend radial nach innen verläuft.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Fläche mit nach oben gerichtetem Gradienten vorgesehen ist, die von dem Zwischenpunkt zum Ventilöffnungspunkt hin zunehmend radial nach außen verläuft, wobei die Fläche mit nach oben gerichtetem Gradienten einen Gradienten aufweist, der kleiner ist als der Gradient einer Ventilöffnungskurve des Ventilhubabschnitts.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Ventilbetätigungsvorrichtung zum Betätigen eines Motorventils in einem Verbrennungsmotor bereitgestellt, umfassend: eine Ventilfeder, um das Motorventil normalerweise in eine Schließrichtung vorzuspannen; einen Nocken mit einem Nokkenprofil, welches einen Ventilhubabschnitt zum Ausüben einer Kraft zum Öffnen des Motorventils und einen Grundkreisabschnitt umfaßt, um ein Schließen des Ventils zu ermöglichen, wobei das Nockenprofil einen Ventilöffnungspunkt und einen Ventilschließpunkt zwischen dem Ventilhubabschnitt und dem Grundkreisabschnitt aufweist; Übertragungsmittel zum Übertragen der Kraft von dem Nocken auf das Motorventil; eine hydraulische Verbindungseinstellvorrichtung, welche mit dem Übertragungsmittel kombiniert ist, um jeglichen Zwischenraum zwischen den Übertragungsmitteln und dem Motorventil auszuschließen; wobei der Grundkreisabschnitt des Nockenprofils eine erste Fläche mit nach unten gerichtetem Gradienten aufweist, die von dem Ventilschließpunkt zu einem ersten Zwischenpunkt zwischen den Ventilschließ- und -öffnungspunkten hin zunehmend radial nach innen verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fläche mit nach oben gerichtetem Gradienten vorgesehen ist, die von dem ersten Zwischenpunkt zu einem zweiten Zwischenpunkt zwischen dem ersten Zwischenpunkt und dem Ventilöffnungspunkt hin zunehmend radial nach außen verläuft, wobei die Fläche mit nach oben gerichtetem Gradienten einen Gradienten aufweist, der kleiner ist als der Gradient einer Ventilöffnungskurve des Ventilhubabschnitts, und daß eine zweite Fläche mit nach unten gerichtetem Gradienten vorgesehen ist, die von dem zweiten Zwischenpunkt zu dem Ventilöffnungspunkt oder einem dritten Zwischenpunkt zwischen dem zweiten Zwischenpunkt und dem Ventilöffnungspunkt hin zunehmend radial nach innen verläuft, wobei die erste Fläche mit nach unten gerichtetem Gradienten eine radiale Höhe A, wenn sie in Bewegungshub der hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung umgewandelt ist, und der Grundkreisabschnitt eine radiale Höhe B, wenn sie in Bewegungshub der hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung umgewandelt ist, zwischen dem ersten Zwischenpunkt und dem Ventilöffnungspunkt aufweisen, wobei die radialen Höhen A und B derart ausgewählt sind, daß sie die folgenden Beziehungen erfüllen:
A ≥ B
L&sub0; ≥ A - B
wobei L&sub0; das Spiel in der hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung darstellt.
Im folgenden werden einige Ausführungsformen der Erfindung als Beispiel und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen: -
Figur 1 eine vertikale Schnittansicht einer Ventilbetätigungsvorrichtung darstellt, welche zur Erläuterung des Betriebs der erfindungsgemäßen Ausführungsformen aufgenommen wurde, obgleich sie keine erfindungsgemäße Ausführung darstellt;
Figur 2 eine vertikale Schnittansicht einer hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung gemäß Figur 1 im vergrößerten Maßstab darstellt;
Figur 3 eine Abwicklung darstellt, die ein Nockenprofil der in Figur 1 dargestellten Ventilbetätigungsvorrichtung zeigt;
Figur 4 ein Diagramm darstellt, welches die Art und Weise zeigt, in der die hydraulische Verbindungseinstellvorrichtung und ein Motorventil während Drehung eines Nockens der Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß Figur 1 verlagert werden;
Figur 5 eine vertikale Schnittansicht einer Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
Figur 6 eine Abwicklung eines Nockenprofils der in Figur 5 gezeigten Ventilbetätigungsvorrichtung darstellt;
Figur 7 ein Diagramm darstellt, welches die Art und Weise zeigt, in der die hydraulische Verbindungseinstellvorrichtung und ein Motorventil während Drehung eines Nockens der Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß Figur 5 verlagert werden;
Figuren 8 und 9 Abwicklungen von Nockenprofilen gemäß anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen darstellen;
Figur 10 eine vertikale Schnittansicht einer Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
Figur 11 eine Abwicklung eines Nockenprofils der in Figur 10 dargestellten Ventilbetätigungsvorrichtung darstellt;
Figur 12 ein Diagramm darstellt, welches die Art und Weise zeigt, in der die hydraulische Verbindungseinstellvorrichtung und ein Motorventil während Drehung eines Nockens der Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß Figur 10 verlagert werden;
Figuren 13 bis 17 Diagramme darstellen, welche die Nockenprofile gemäß Abwandlungen der Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß Figur 10 darstellen;
Figur 18 eine Längsschnittansicht darstellt, die eine Nokkenwelle und einen die Nockenwelle tragenden Aufbau darstellt;
Figur 19 ein Diagramm darstellt, welches die Art und Weise erläutert, in der Lagerzapfen bei Drehung der Nockenwelle radial verlagert werden;
Figur 20 eine vertikale Schnittansicht einer Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt.
In sämtlichen Ansichten sind ähnliche oder entsprechende Teile mit gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt eine in einem Verbrennungsmotor eingebaute Ventilbetätigungsvorrichtung im Schnitt. Der Verbrennungsmotor weist einen Zylinderkopf 1 auf, der darin eine Brennkammer 2 und eine mit der Brennkammer 2 in Verbindung stehende Öffnung 3 festlegt. Die Öffnung 3 kann von einem Motorventil 4, bspw. einem Einlaßventil oder einem Auslaßventil, wahlweise geöffnet und geschlossen werden.
Das Motorventil 4 ist durch eine Ventilführung 5 längsbeweglich in dem Zylinderkopf 1 gehalten und kann durch die allgemein mit 6 bezeichnete Ventilbetätigungsvorrichtung zum Öffnen und Schließen der Öffnung 3 betätigt werden.
Die Ventilbetätigungsvorrichtung 6 umfaßt eine Ventilfeder 7, welche unter Druck zwischen einem am oberen Ende des Ventilschafts des Motorventils 4 befestigten Rückhalteelement 4a und dem Zylinderkopf 1 angeordnet ist, um das Motorventil 4 normalerweise in eine Richtung zum Schließen der Öffnung 3 vorzuspannen, eine in einem Halterungsloch 8 angebrachte hydraulische Verbindungseinstellvorrichtung 9, wobei das Halterungsloch 8 in dem Zylinderkopf 1 ausgebildet ist, einen Nockenfolger oder Kipphebel 10, der an einem Ende an der hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung 9 schwenkbar gehalten ist und dessen gegenüberliegendes distales Ende mit dem oberen Ende des Ventilschafts des Motorventils 4 in Eingriff ist, und eine Nockenwelle 11 mit einem Nocken C daran, der in Gleitkontakt mit einer Gleitfläche 10a an der Oberseite des Nockenfolgers 10 gehalten ist.
Wie in Figuren 1 und 3 dargestellt ist, weist der Nocken C ein Nockenprofil auf mit einem Nockennasen- oder Ventilhubabschnitt Cl zum Öffnen des Motorventils 4 und einem Grundkreisabschnitt Cb, welcher ein Schließen des Motorventils 4 ermöglicht. Der Ventilhubabschnitt Cl und der Grundkreisabschnitt Cb sind an ihren Grenzen oder Verbindungen ineinander übergeführt, wobei eine Verbindung als ein Ventilschließpunkt P&sub1; und die andere als ein Ventilöffnungspunkt P&sub2; dient. Der Grundkreisabschnitt Cb weist eine geneigte Nockenfläche auf, welche in einer Umfangsrichtung von dem Ventilschließpunkt P&sub1; zum Ventilöffnungspunkt P&sub2; zum Umfang des Grundkreises hin zunehmend nach unten bzw. bezüglich des Nockens C zunehmend radial nach innen verläuft. Der radiale Abstand zwischen diesen Ventilschließ- und -öffnungspunkten P&sub1;, P&sub2; wird weiter unten beschrieben werden.
Mit Bezug auf Figur 2 wird die hydraulische Verbindungseinstellvorrichtung 9 im einzelnen beschrieben werden. Die hydraulische Verbindungseinstellvorrichtung 9 umfaßt einen unten geschlossenen Zylinder 20 und einen Kolben 22, der in eine in dem Zylinder 20 ausgebildete Zylinderbohrung 20a gleitverschieblich eingepaßt ist und zwischen dem Boden des Zylinders 20 und dem Boden des Kolbens 22 eine Öldruckkammer 21 festlegt. Der Zylinder 20 ist in das Halterungsloch 8 eingepaßt. Der Kolben 22 weist ein äußeres halbkugelförmiges Ende 22a auf, welches in eine in einem Ende des Nokkenfolgers 10 ausgebildete halbkugelförmige Ausnehmung 10b eingreift.
In dem Kolben 22 ist eine Ölkammer 23 ausgebildet und in seinem Boden oder unteren Ende ist ein Ventilloch 24 ausgebildet, welches mit der Hydraulikdruckkammer 21 in Verbindung ist. Die Ölkammer 23 steht über ein Ölloch 25 in einer Seitenwandung des Kolbens 22, eine ringförmige Ölleitung 27 zwischen Gleitflächen des Zylinders 20 und des Kolbens 22 und ein Ölloch 26 in einer Seitenwandung des Zylinders 20 mit einer in dem Zylinderkopf 1 ausgebildeten Ölzufuhrleitung 32 in Verbindung. Die Ölzufuhrleitung 32 ist mit der Auslaßöffnung einer (nicht dargestellten) von dem Motor angetriebenen Ölpumpe verbunden. Daher wird die Ölkammer 23 von der Pumpe mit Öl gefüllt.
Ein hutförmiger Käfig 28 weist einen Flansch 28a auf, der in das untere Ende des Kolbens 22 eingepaßt ist und daran mittels eines Rings 33 befestigt ist. Ein Rückschlagventil 29 in Form einer frei beweglichen Kugel ist in dem Käfig 28 zum Öffnen und Schließen des Ventillochs 24 angeordnet, wobei der Bewegungshub des Rückschlagventils 29 durch den Ventilkäfig 28 begrenzt ist. Das Rückschlagventil 29 ist nicht in einer Schließrichtung des Ventillochs 24 federbelastet, kann jedoch das Ventilloch 24 lediglich auf Druck ansprechend schließen.
Die Öldruckkammer 21 nimmt darin eine Druckfeder 31 auf, um den Kolben 22 normalerweise in Richtung nach oben vorzuspannen, so daß dieser aus dem Zylinder nach oben vorsteht.
Wenn der Nocken C gedreht wird, um zu bewirken, daß der Ventilhubabschnitt Cl gegen die Gleitfläche 10a des Nockenfolgers 10 gedrückt wird, wird der Kolben 22 zur Hydraulikdruckkammer 21 hin gedrückt. In der Öldruckkammer 21 baut sich daher ein Druck auf, der eine kleine Menge Öl aus der Öldruckkammer 21 über das Ventilloch 24 in die Ölkammer 23 drängt. Daher wird der Kolben 22 anfänglich niedergedrückt, woraufhin das Rückschlagventil 29 das Ventilloch 24 schließt, um einen Hydraulikdruck in der Ölkammer 21 aufrechtzuerhalten. Dann werden in dem Öl in der Öldruckkammer 21 gefangene Luftblasen komprimiert, um ein elastisches Niederdrücken des Kolbens 22 zu ermöglichen, gefolgt von einem schnellen Druckaufbau in der Öldruckkammer 21. Dieser Druckaufbau ermöglicht es dem Kolben 22, der auf den Kolben 22 von dem Nockenfolger 10 ausgeübten, nach unten gerichteten Kraft zu widerstehen. Der Nockenfolger 10 wird daher durch den Ventilhubabschnitt Cl um das halbkugelförmige Ende 22a verschwenkt, um das Motorventil 4 gegen die Vorspannung der Ventilfeder 7 zu öffnen.
Während das Motorventil 4 offen ist, leckt das Hochdrucköl in der Öldruckkammer 21 leicht in den Zwischenraum zwischen den Gleitflächen des Zylinders 20 und des Kolbens 22, woraufhin der Kolben 22 aufgrund einer derartigen Ölleckage niedergedrückt wird.
Dann, wenn der Grundkreisabschnitt Cb des Nockens C in Kontakt mit dem Nockenfolger 10 gelangt, hebt die Ventilfeder 7 das Motorventil 4 und den Nockenfolger 10 an, um die Öffnung 3 zu schließen. Ferner hebt die Druckfeder 31 den Kolben 22 an, um die Gleitfläche 10a des Nockenfolgers 10 gegen den Nocken C zu halten, und eliminiert somit jeglichen Zwischenraum zwischen dem oberen Ende des Ventilschafts und dem Nockenfolger 10.
Die nach oben gerichtete Bewegung des Kolbens 22 unter der Vorspannung der Druckfeder 31 führt zu einer Verminderung des Drucks in der Öldruckkammer 21 und ermöglicht somit, daß das Rückschlagventil 29 das Ventilloch 24 öffnet. Das Öl in der Ölkammer 23 wird dann durch das Ventilloch 24 in die Öldruckkammer 21 zugeführt, um die Ölleckage aus der Öldruckkammer 21 auszugleichen.
Es sei nunmehr angenommen, daß l1A das Maß anfänglichen Niederdrückens des Kolbens 22 darstellt, das erforderlich ist, damit das Rückschlagventil 29 das Ventilloch 24 schließt, l1B das Maß elastischen Niederdrückens des Kolbens 22 ist, das von der Kompression der Luftblasen in dem Öl in der Öldruckkammer 21 hervorgerufen wird, L das Maß des Niederdrückens des Kolbens 22 nach Ölleckage aus der Öldruckkammer 21 ist, während das Motorventil 4 geöffnet ist, und l&sub2; das Maß der Rückführbewegung des Kolbens 22 ist, wenn dieser von der auf den Nocken C zum Schließen des Motorventils 4 ausgeübten Kraft freigegeben wird. Dann wird der radiale, mit A bezeichnete Abstand, wenn dieser in den Verdrängungshub des Kolbens 22 umgewandelt ist, zwischen den Ventilschließ- und -öffnungspunkten P&sub1;, P&sub2; auf dem Grundkreisabschnitt Cb des Nocken C derart gewählt, daß er die folgenden Beziehungen erfüllt:
l1B + L < A ≤ l1A + l1B + L ... (1)
A + l&sub2; > A + l1B . . . (2)
Im folgenden wird der Betrieb der Ventilbetätigungseinrichtung der vorstehenden Ausführungsform beschrieben werden. Figur 4 zeigt die Art und Weise, in der die hydraulische Verbindungseinstelleinrichtung 9 und das Motorventil 4 während Drehung des Nockens C verlagert werden. In Figur 4 beginnt der Kolben 22 bei einem Punkt a durch den Ventilhubabschnitt Cl des Nockens C niedergedrückt zu werden. Das Rückschlagventil 29 schließt das Ventilloch 24 an einem Punkt b, nach welchem der Kolben 22 aufgrund der Kompression der Luftblasen in dem Öl in der Öldruckkammer 21 zwischen dem Punkt b und einem Punkt c niedergedrückt wird. Das Motorventil 4 beginnt bei einem Punkt d, zum Öffnen der Öffnung 3 von seinem Sitz abzuheben, und wird hierauf bei einem Punkt e zum Schließen der Öffnung 3 wieder auf seinen Sitz aufgesetzt. Zwischen einem Punkt f und einem Punkt g wird der Kolben 22 aufgrund einer Rückstoßkraft von den komprimierten Luftblasen in dem Öl in der Öldruckkammer 21 ausgefahren oder wieder nach oben gestoßen. Der Kolben 22 wird dann unter der Vorspannung der Druckfeder 31 vollständig zurückgeführt, um den Zwischenraum zwischen dem oberen Ende des Ventilschafts und dem Nockenfolger 10 bei einem Punkt h zu eliminieren.
Nach dem Punkt h und, bevor der Punkt a wieder erreicht ist, wird der Kolben 22 längs der Nockenfläche mit nach unten gerichtetem Gradienten des Grundkreisabschnitts Cb ausgefahren, während das Rückschlagventil 29 offen gehalten wird. Selbst wenn der Nocken C in einer Richtung zum Anheben des Motorventils 4 aufgrund radialer Verlagerung oder Biegung der Nockenwelle 11 radial verlagert wird, kann eine derartige Verlagerung des Nockens C fast vollständig durch den Gradienten des Grundkreisabschnitts Cb aufgehoben bzw. ausgeglichen werden, da der nach unten gerichtete Gradient des Grundkreisabschnitts Cb groß ist, wie sich aus der vorstehenden Ungleichung (1) ergibt. Demgemäß wird das Motorventil 4 nicht unerwünschten Kräften unterworfen, die das Motorventil 4 zu öffnen neigen, und bleibt geschlossen.
Der Hub (l1A + l1B + L) der Verlagerung-absorbierenden Bewegung der hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung 9 ist sehr groß und somit kann jegliche radiale Ventilhubverlagerung des Grundkreisabschnitts Cb, welche nicht durch dessen nach unten gerichteten Gradienten ausgeglichen werden kann, zuverlässig durch die hydraulische Verbindungseinstelleinrichtung 9 selbst aufgehoben werden.
Das Maß l1A des anfänglichen Niederdrückens des Kolbens 22 kann frei ausgewählt werden, indem der Hub der Öffnungsund Schließbewegung des Rückschlagventils 29 in der hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung 9 variiert wird. Insofern die Fähigkeit der hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung 9, der durch den Nocken C zur Öffnung des Motorventils 4 ausgeübten Kraft zu widerstehen, nicht durch das frei gewählte Maß anfänglichen Niederdrückens des Kolbens beeinträchtigt wird, kann der Grad, zu dem das Motorventil 4 geöffnet werden kann, nicht durch die freie Auswahl des Maßes anfänglichen Niederdrückens des Kolbens 22 vermindert werden.
Wenn der Kolben 22 am Punkt h vollständig zurückbewegt ist, wird er zuverlässig von der Rückstoßkraft von den komprimierten Luftblasen in der Öldruckkammer 21 freigegeben, wie aus der vorstehenden Ungleichung (2) zu ersehen ist. Folglich kann ein Versagen des Motorventils 4, die Öffnung 3 zu schließen, zuverlässig vermieden werden, welches andernfalls aus einer verbleibenden Rückstoßkraft von den komprimierten Luftblasen resultieren würde.
Figur 5 zeigt eine Ventilbetätigungsvorrichtung 6 gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die Ventilbetätigungsvorrichtung 6 umfaßt einen Nocken C mit einem Nokkenprofil, welches einen Nockennasen- oder Ventilhubabschnitt Cl zum Öffnen des Motorventils 4 und einen Grundkreisabschnitt Cb umfaßt, um ein Schließen des Motorventils 4 zu ermöglichen. Der Ventilhubabschnitt Cl und der Grundkreisabschnitt Cb sind an ihren Grenzen oder Verbindungen ineinander übergeführt, wobei eine Verbindung als ein Ventilschließpunkt P&sub1; und der andere als ein Ventilöffnungspunkt P&sub2; dient. Der Grundkreisabschnitt Cb weist eine Nokkenfläche b&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten auf, die in einer Umfangsrichtung von dem Ventilschließpunkt P&sub1; zu einem Zwischenpunkt P&sub3; zwischen dem Ventilschließpunkt P&sub1; und dem Ventilöffnungspunkt P&sub2; zunehmend nach unten oder bezüglich des Nockens C zunehmend radial nach innen verläuft. Der Grundkreisabschnitt Cb weist ferner eine Nokkenfläche b&sub2; mit nach oben gerichtetem Gradienten auf, die in einer Umfangsrichtung von dem Zwischenpunkt P&sub3; zum Ventilöffnungspunkt P&sub2; hin zunehmend nach oben oder bezüglich des Nockens C zunehmend radial nach außen verläuft. Der nach oben gerichtete Gradient der Nockenfläche b&sub2; mit nach oben gerichtetem Gradienten ist kleiner als der nach oben gerichtete Gradient einer Ventilöffnungskurve des Ventilhubabschnitts Cl des Nockens C.
Es sei angenommen, daß L&sub0; das Spiel in der hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung 9 darstellt, wobei das Spiel L&sub0; gleich (l1A+ l1B + L) ist. Dann werden die radiale Höhe A, wenn diese in den Verlagerungshub des Kolbens 22 umgewandelt ist, der Fläche b&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten auf dem Grundkreisabschnitt Cb des Nockens C und die radiale Höhe B, wenn diese in den Verlagerungshub des Kolbens 22 umgewandelt ist, der Fläche b&sub2; mit nach oben gerichtetem Gradienten auf dem Grundkreisabschnitt Cb derart ausgewählt, daß sie die folgende Beziehung erfüllen:
L&sub0; = l1A + l1B + L ≥ A ≥ B . . . (3)
Im folgenden wird der Betrieb der Ventilbetätigungsvorrichtung der in Figuren 5 und 6 dargestellten Ausführungsform beschrieben werden. Figur 7 zeigt die Art und Weise, in der die hydraulische Verbindungseinstelleinrichtung 9 und das Motorventil 4 während Drehung des Nockens C verlagert werden. In Figur 7 beginnt der Kolben 22 bei einem Punkt a durch den Ventilhubabschnitt Cl des Nockens C niedergedrückt zu werden. Das Rückschlagventil 29 schließt das Ventilloch 24 bei einem Punkt b, nach welchem der Kolben 22 aufgrund der Kompression der Luftblasen in dem Öl in der Öldruckkammer 21 zwischen dem Punkt b und einem Punkt c niedergedrückt wird. Das Motorventil 4 beginnt bei einem Punkt d, zum Öffnen der Öffnung 3 von seinem Sitz abzuheben, und wird hierauf zum Schließen der Öffnung 3 bei einem Punkt e wieder auf seinen Sitz aufgesetzt. Zwischen einem Punkt f und einem Punkt g wird der Kolben 22 aufgrund einer Rückstoßkraft von den komprimierten Luftblasen in dem Öl in der Öldruckkammer 21 ausgefahren oder wieder zurück nach oben gestoßen. Der Kolben 22 wird dann unter der Vorspannung der Druckfeder 31 vollständig zurückgeführt, um den Zwischenraum zwischen dem oberen Ende des Ventilschafts und dem Nockenfolger 10 bei einem Punkt h zu eliminieren.
Nach dem Punkt h und, bevor ein Punkt i erreicht ist, wird der Kolben 22 längs einer Nockenfläche b&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten des Grundkreisabschnitt Cb ausgefahren, während das Rückschlagventil 29 offen gehalten wird. Da die Fläche b&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten von dem Ventilschließpunkt P&sub1; zum Zwischenpunkt P&sub3; hin nach unten oder radial nach innen verläuft, ist der Gradient der Fläche b&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten relativ steil. Daher kann selbst dann, wenn der Nocken C unmittelbar nach dem Schließen des Motorventils 4 in einer Hubrichtung des Motorventils 4 radial verlagert wird, eine derartige unerwünschte radiale Verlagerung des Nockens C durch den großen Gradienten der Fläche b&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten aufgehoben oder ausgeglichen werden. Als Folge hiervon ist das Motorventil 4 nicht unerwünschten Kräften ausgesetzt, die das Motorventil 4 zu öffnen neigen, und bleibt geschlossen.
Jegliche radiale Ventilhubverlagerung des Nockens C, die nicht durch den Gradienten der Fläche b&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten ausgeglichen werden kann, kann durch das Spiel L&sub0; in der hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung 9 selbst ausgeschlossen werden.
Das Maß l1A anfänglichen Niederdrückens des Kolbens 22 kann durch Variieren des Hubs der Öffnungs- und Schließbewegung des Rückschlagventils 29 in der hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung 9 frei gewählt werden. Insofern es möglich ist, das Spiel L&sub0; zu erhöhen, ohne die Fähigkeit der hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung 9, der durch den Nocken C zum Öffnen des Motorventils 4 ausgeübten Kraft zu widerstehen, zu beeinträchtigen, kann der Grad, zu dem die hydraulische Verbindungseinstelleinrichtung 9 radiale Ventilhubverlagerungen des Nockens C absorbieren oder aufheben kann, erhöht werden, so daß unerwünschte verbleibende radiale Verlagerungen des Nockens C zuverlässig aufgehoben werden können.
Nach dem Punkt i und, bis der Punkt a wiederum erreicht ist, wird der Kolben 22 längs der Nockenfläche b&sub2; mit nach oben gerichtetem Gradienten des Grundkreisabschnitt Cb niedergedrückt. Da der Gradient der Fläche b&sub2; mit nach oben gerichtetem Gradienten kleiner ist als der Gradient der Ventilöffnungskurve des Ventilhubabschnitts Cl ist die Geschwindigkeit, mit der der Kolben 22 zwischen den Punkten i und a niedergedrückt wird, niedrig genug, daß das Rückschlagventil 29 in der hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung 9 nicht geschlossen wird.
Figuren 8 und 9 stellen Nockenprofile gemäß anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen dar. Das in Figur 8 dargestellte Nockenprofil ist im wesentlichen das gleiche wie das Nockenprofil gemäß Figur 6, mit der Ausnahme, daß die radiale Höhe A der Fläche b&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten des Grundkreisabschnitts Cb gleich der radialen Höhe B der Fläche b&sub2; mit nach oben gerichtetem Gradienten ist. Das Nockenprofil gemäß Figur 9 ist im wesentlichen das gleiche wie das Nockenprofil gemäß Figur 6, mit der Ausnahme, daß der Gradient der Fläche b&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten größer als der Gradient der Fläche b&sub2; mit nach oben gerichtetem Gradienten ist.
Figuren 10 bis 12 zeigen eine Ventilbetätigungsvorrichtung 6, welche einen Nocken C mit einem Nockenprofil gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform umfaßt. Wie in Figur 11 dargestellt, umfaßt das Nockenprofil einen Nockennasen- oder Ventilhubabschnitt Cl zum Öffnen des Motorventils 4 und einen Grundkreisabschnitt Cb, um ein Schließen des Motorventils 4 zu ermöglichen. Der Ventilhubabschnitt Cl und ein Grundkreisabschnitt Cb sind an ihren Grenzen oder Verbindungen ineinander übergeführt, wobei eine Verbindung als ein Ventilschließpunkt P&sub1; und die andere als ein Ventilöffnungspunkt P&sub2; dient. Der Grundkreisabschnitt Cb weist auf den Ventilschließpunkt P&sub1; aufeinanderfolgend erste und zweite Zwischenpunkte PA, PB auf. Der Grundkreisabschnitt Cb weist ferner eine erste Nockenfläche d&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten auf, die in Umfangsrichtung vom Ventilschließpunkt P&sub1; zum ersten Zwischenpunkt PA hin zunehmend nach unten oder bezüglich des Nockens C zunehmend radial nach innen verläuft, eine Nockenfläche a&sub1; mit nach oben gerichtetem Gradienten, die in Umfangsrichtung vom ersten Zwischenpunkt PA zum zweiten Zwischenpunkt PB hin zunehmend nach oben oder bezüglich des Nockens C zunehmend radial nach außen verläuft, und eine zweite Nockenfläche d&sub2; mit nach unten gerichtetem Gradienten, die in Umfangsrichtung vom zweiten Zwischenpunkt PB zum Ventilöffnungspunkt P&sub2; hin zunehmend nach unten oder bezüglich des Nockens C zunehmend radial nach innen verläuft. Der nach oben gerichtete Gradient der Nockenfläche a&sub1; mit nach oben gerichtetem Gradienten ist kleiner als der nach oben gerichtete Gradient einer Ventilöffnungskurve des Ventilhubabschnitts Cl des Nockens C.
Gemäß der in den Figuren 10 bis 12 dargestellten Ausführungsform sind die radiale Höhe A, wenn diese in den Verlagerungshub des Kolbens 22 umgewandelt ist, der ersten Fläche d&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten auf dem Grundkreisabschnitt Cb des Nockens C und die radiale Höhe B, wenn diese in den Verlagerungshub des Kolbens 22 umgewandelt ist, zwischen dem ersten Zwischenpunkt PA und dem Ventilöffnungspunkt P&sub2; derart ausgewählt, daß sie die folgenden Beziehungen erfüllen:
A ≥ B ... (4)
L&sub0; ≥ A - B . . . (5)
Die radiale Höhe D der Fläche a&sub1; mit nach oben gerichtetem Gradienten ist kleiner als die radiale Höhe A.
Im folgenden wird der Betrieb der Ventilbetätigungsvorrich tung der in den Figuren 10 und 11 dargestellten Ausführungsform beschrieben werden. Figur 12 zeigt die Art und Weise, in der die hydraulische Verbindungseinstelleinrichtung 9 und das Motorventil 4 während Drehung des Nockens C verlagert werden. In Figur 12 beginnt der Kolben 22 bei einem Punkt a durch den Ventilhubabschnitt Cl des Nockens C niedergedrückt zu werden. Das Rückschlagventil 29 schließt das Ventilloch 24 bei einem Punkt b, nach welchem der Kolben 22 aufgrund der Kompression der Luftblasen in dem Öl in der Öldruckkammer 21 zwischen dem Punkt und einem Punkt niedergedrückt wird. Das Motorventil 4 beginnt bei einem Punkt d zum Öffnen der Öffnung 3 von seinem Sitz abzuheben, und wird hierauf zum Schließen der Öffnung 3 bei einem Punkt e wieder auf seinen Sitz aufgesetzt. Zwischen einem Punkt f und einem Punkt g wird der Kolben aufgrund einer Rückstoßkraft von den komprimierten Luftblasen in dem Öl in der Öldruckkammer 21 ausgefahren oder nach oben zurückgestoßen. Der Kolben 22 wird dann unter der Vorspannung der Druckfeder 31 in einem Punkt h vollständig zurückgeführt, um den Zwischenraum zwischen dem oberen Ende des Ventilschafts und dem Nockenfolger 10 zu eliminieren.
Nach dem Punkt h, und bevor ein Punkt i erreicht ist, wird der Kolben 22 längs der ersten Nockenfläche d&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten des Grundkreisabschnitts Cb ausgefahren, während das Rückschlagventil 29 offen gehalten wird. Da die erste Fläche d&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten vom Ventilschließpunkt P&sub1; zum ersten Zwischenpunkt PA nach unten oder radial nach innen verläuft, ist der Gradient der Fläche d&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten relativ groß und ebenso deren radiale Höhe. Daher kann selbst dann, wenn der Nocken C unmittelbar nach Schließen des Motorventils 4 radial in eine Hubrichtung des Motorventils 4 verlagert wird, eine derartige unerwünschte radiale Ventilhubverlagerung des Nockens C durch den großen Gradienten und die große radiale Höhe der ersten Fläche d&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten aufgehoben oder ausgeglichen werden, was ein Schließen des Rückschlagventils 29 verhindert. Als Folge ist das Motorventil 4 nicht unerwünschten Kräften ausgesetzt, die das Motorventil 4 zu öffnen neigen, und bleibt geschlossen.
Jegliche radiale Ventilhubverlagerung des Nockens C, die nicht durch den Gradienten der ersten Fläche d&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten ausgeglichen werden kann, kann durch das Spiel L&sub0; in der hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung 9 selbst aufgehoben werden.
Nach dem Punkt i und, bis ein Punkt j erreicht ist,wird der Kolben 22 längs der Nockenfläche a&sub1; mit nach oben gerichtetem Gradienten des Grundkreisabschnitts Cb niedergedrückt. Da der Gradient der Fläche a&sub1; mit nach oben gerichtetem Gradienten kleiner als der Gradient der Ventilöffnungskurve des Ventilhubabschnitts Cl ist, ist die Geschwindigkeit, mit der der Kolben 22 zwischen den Punkten i und a niedergedrückt wird, niedrig genug, daß das Rückschlagventil 29 in der hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung 9 nicht geschlossen wird.
Nach dem Punkt j und bis der Punkt a wieder erreicht ist, wird der Kolben 22 längs der zweiten Nockenfläche d&sub2; mit nach unten gerichtetem Gradienten des Grundkreisabschnitts Cb ausgefahren. Selbst wenn der Nocken C unmittelbar vor Öffnen des Motorventils 4 in einer Hubrichtung des Motorventils 4 radial verlagert wird, kann eine derartige unerwünschte radiale Ventilhubverlagerung des Nockens C durch den nach unten gerichteten Gradienten der zweiten Fläche d&sub2; mit nach unten gerichtetem Gradienten und das Spiel L&sub0; in der hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung 9 aufgehoben oder ausgeglichen werden, was ein Schließen des Rückschlagventils 29 verhindert.
Wenn der Ventilhubabschnitt Cl des Nockens C wiederum auf die Nockengleitfläche 10a einwirkt, wird daher das Rückschlagventil 29 mit vorbestimmtem Timing geschlossen, so daß das Timing zum Beginn des Öffnens des Motorventils 4 stabilisiert wird.
Figur 13 zeigt ein Nockenprofil gemäß einer Abwandlung. Bei dieser Abwandlung ist die radiale Höhe D der Fläche a&sub1; mit nach oben gerichtetem Gradienten gleich der radialen Höhe A der ersten Fläche d&sub2; mit nach unten gerichtetem Gradienten. Bei dieser Anordnung weist die zweite Fläche d&sub2; mit nach unten gerichtetem Gradienten eine relativ große radiale Höhe auf, um radiale Verlagerung des Nockens C unmittelbar vor Öffnung des Motorventils 4 auszugleichen.
Gemäß einer weiteren, in Figur 14 dargestellten Abwandlung, ist die radiale Höhe D der Fläche a&sub1; mit nach oben gerichtetem Gradienten größer als die radiale Höhe A der ersten Fläche d&sub2; mit nach unten gerichtetem Gradienten, um die zweite Fläche d&sub2; mit nach unten gerichtetem Gradienten mit größerer radialer Höhe zu versehen.
Figur 15 stellt ein weiteres abgewandeltes Nockenprofil dar, welches sich von dem in Figur 11 dargestellten Nockenprofil dadurch unterscheidet, daß der erste Zwischenpunkt PA und der Ventilöffnungspunkt P&sub2; auf gleicher Höhe liegen, d.h. B = 0, um der zweiten Fläche d&sub2; mit nach unten gerichtetem Gradienten eine größere radiale Höhe zu verleihen.
Figur 16 zeigt noch eine weitere Abwandlung, welche sich von dem Nockenprofil gemäß Figur 11 dadurch unterscheidet, daß der Grundkreisabschnitt Cb zusätzlich eine zweite Nokkenfläche a&sub2; mit nach oben gerichtetem Gradienten aufweist, die zwischen der zweiten Fläche d&sub2; mit nach unten gerichtetem Gradienten und dem Ventilöffungspunkt P&sub2; verläuft und einen kleineren nach oben gerichtetem Gradienten aufweist als der Gradient der Ventilöffnungskurve des Ventilhubabschnitts Cl, und daß der Ventilschließpunkt P&sub1; und der Ventilöffnungspunkt P&sub2; auf gleicher Höhe liegen, d.h. A = B.
Ein weiteres, in Figur 17 dargestelltes, abgewandeltes Nokkenprofil unterscheidet sich von dem Nockenprofil gemäß Figur 11 dadurch, daß der Grundkreisabschnitt Cb anschliessend an den ersten Zwischenpunkt PA eine Mehrzahl Nockenflächen mit alternierend nach oben und nach unten gerichteten Gradienten aufweist, wobei diese Flächen mit nach oben und nach unten gerichteten Gradienten radiale Höhen aufweisen, die kleiner sind als die radiale Höhe A der ersten Fläche d&sub1; mit nach unten gerichtetem Gradienten.
Figur 18 zeigt eine Ventilbetätigungsvorrichtung, bei der die Nockenwelle 11 erste bis vierte Nocken C1 bis C4, die in axial beabstandeten Intervallen angeordnet sind, an einem Ende davon einen Zahnriemen 12, der von einer Kurbelwelle über einen (nicht dargestellten) Timingriemen mit verminderter Drehzahl gedreht werden kann, sowie erste bis fünfte Lagerzapfen J1 bis J5 aufweist, die längs der Achse der Nockenwelle 11 aufeinanderfolgend angeordnet sind. Die Nocken C1 bis C4 sind zwischen den Lagerzapfen J1 bis J5 angeordnet.
Die ersten bis fünften Lagerzapfen J1 bis J5 sind durch eine Mehrzahl einstückig mit dem Zylinderkopf 1 ausgebildeter, unterer Lagerelemente 13a bis 13e und eine Mehrzahl oberer Lagerelemente 14a bis 14e, welche an den unteren Lagerelementen 13a bis 13e befestigt sind, drehbar gehalten.
Jeder der Nocken C1 bis C4 weist ein Nockenprofil auf, wie es in Figur 10 dargestellt ist.
Während die Nockenwelle 11 gedreht wird, werden die ersten bis fünften Lagerzapfen J1 bis J5, wie in Figur 19 dargestellt, radial nach unten verlagert, wobei die Verlagerungen von den Innenflächen der oberen Lagerelemente 14a bis 14e aus gemessen sind. Auf Grundlage der gemessenen radialen Verlagerungen der Lagerzapfen werden radiale Ventilhubverlagerungen der Grundkreisabschnitte Cb der entsprechenden ersten bis vierten Nocken C1 bis C4 abgeschätzt, und die Nockenprofile der Grundkreisabschnitte Cb der Nocken C1 bis C4 werden in symmetrischer Beziehung zur abgeschätzten radialen Ventilhubverlagerungen bestimmt.
Figur 20 zeigt eine Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ist eine hydraulische Verbindungseinstelleinrichtung 9 in einem distalen Ende eines Nockenfolgers oder Kipphebels 10 angebracht, welcher auf einer festen Kipphebelwelle 35 verschwenkbar gehalten ist. Die hydraulische Verbindungseinstelleinrichtung 9 weist ein Kolbenende auf, das gegen das obere Ende des Ventilschafts eines Motorventils 4 gehalten ist. Die feste Kipphebelwelle 35 weist eine darin ausgebildete Ölleitung 32 auf, welche mit dem Kolben in der hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung 9 durch eine Leitung in dem Nockenfolger 10 in Verbindung steht. Die hydraulische Verbindungseinstelleinrichtung 9 ist im Aufbau der in Figur 2 dargestellten hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung identisch. Die Ventilbetätigungsvorrichtung umfaßt einen Nocken C, welcher ein Nockenprofil irgendeines der verschiedenen vorstehend beschriebenen Nocken aufweist.
Es ist somit zu ersehen, daß die vorliegende Erfindung zumindest in ihren bevorzugten Ausführungsformen eine Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor vorsieht, die einen Nocken umfaßt, welcher einen großen Gradienten an einem Grundkreisabschnitt davon aufweist, ohne eine Erhöhung des Maßes des Niederdrückens des Kolbens einer hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung aufgrund von Hydraulikdruckleckage mit sich zu bringen, so daß große radiale Verlagerungen des Grundkreisabschnitts durch den Gradienten an dem Grundkreisabschnitt und die hydraulische Verbindungseinstelleinrichtung wirksam aufgehoben oder ausgeglichen werden können; und ferner eine Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor vorsieht, der eine große Ventilhubverlagerung des Grundkreisabschnitts des Nockens daran hindert, ein Motorventil unmittelbar nach Schließen des Motorventils negativ zu beeinflussen; und ferner eine Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor vorsieht, der große lokalisierte Ventilhubverlagerungen des Grundkreisabschnitts eines Nockens daran hindert, ein Motorventil negativ zu beeinflussen, ohne ein Spiel oder einen Hubverlust in einer hydraulischen Verbindungseinstelleinrichtung zu erhöhen.

Claims

1. Ventilbetätigungsvorrichtung zum Betätigen eines Motorventils (4) in einem Verbrennungsmotor, umfassend:

eine Ventilfeder (7), um das Motorventil normalerweise in eine Schließrichtung vorzuspannen;

einen Nocken (C) mit einem Nockenprofil, welches einen Ventilhubabschnitt (Cl) zum Ausüben einer Kraft zum Öffnen des Motorventils und einen Grundkreisabschnitt (Cb) umfaßt, um ein Schließen des Ventils zu ermöglichen, wobei das Nockenprofil einen Ventilöffnungspunkt (P&sub2;) und einen Ventilschließpunkt (P&sub1;) zwischen dem Ventilhubabschnitt und dem Grundkreisabschnitt aufweist;

Übertragungsmittel (10) zum Übertragen der Kraft von dem Nocken auf das Motorventil;

eine hydraulische Verbindungseinstellvorrichtung (9), welche mit dem Übertragungsmittel kombiniert ist, um jeglichen Zwischenraum zwischen den Übertragungsmitteln und dem Motorventil auszuschließen;

wobei der Grundkreisabschnitt des Nockenprofils eine Fläche mit nach unten gerichtetem Gradienten aufweist, die von dem Ventilschließpunkt zu einem Zwischenpunkt (P&sub3;) zwischen den Ventilschließ- und -öffnungspunkten zunehmend radial nach innen verläuft,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Fläche mit nach oben gerichtetem Gradienten vorgesehen ist, die von dem Zwischenpunkt zum Ventilöffnungspunkt hin zunehmend radial nach außen verläuft, wobei die Fläche mit nach oben gerichtetem Gradienten einen Gradienten aufweist, der kleiner ist als der Gradient einer Ventilöffnungskurve des Ventilhubabschnitts.

2. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Fläche mit nach unten gerichtetem Gradienten eine radiale Höhe A aufweist, wenn sie in den Bewegungshub der hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung umgewandelt ist, und die Fläche mit nach oben gerichtetem Gradienten eine radiale Höhe B aufweist, wenn sie in den Bewegungshub der hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung umgewandelt ist, wobei die radialen Höhen A und B derart ausgewählt sind, daß sie die folgende Beziehung erfullen:

L&sub0; ≥ A ≥ B

wobei L&sub0; das Spiel in der hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung darstellt.

3. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die hydraulische Verbindungseinstellvorrichtung umfaßt: eine Öldruckkammer (21), einen in Antwort auf die Kraft von den Übertragungsmitteln (10) in die Öldruckkammer bewegbaren Kolben (22) und eine in diesem ausgebildete Ölkammer (23), welche normalerweise mit der Öldruckkammer durch ein in dem Kolben ausgebildetes Ventilloch (24) in Verbindung ist, und ein Rückschlagventil (29) des Typs mit frei beweglicher Kugel, welches zum Schließen des Ventillochs lediglich in Abhängigkeit von einem Druckaufbau in der Öldruckkammer bewegbar ist, wobei das Spiel L&sub0; die folgende Beziehung erfüllt:

L&sub0; = l1A + l1B + L

wobei

l1A das Maß anfänglichen Niederdrückens des Kolbens darstellt, das erforderlich ist, um ein Schließen des Ventillochs durch das Rückschlagventil zu bewirken;

l1B das Maß elastischen Niederdrückens des Kolbens darstellt, das durch die Kompression von Luftblasen in Öl in der Öldruckkammer hervorgerufen wird; und

L das Maß des Niederdrückens des Kolbens nach Ölleckage aus der Öldruckkammer bei geöffnetem Motorventil darstellt.

4. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die radiale Höhe A der Fläche mit nach unten gerichtetem Gradienten und die radiale Höhe B der Fläche mit nach oben gerichtetem Gradienten zueinander gleich sind.

5. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Gradient der Fläche mit nach oben gerichtetem Gradienten größer als der Gradient der Fläche mit nach unten gerichtetem Gradienten ist.

6. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher der Gradient der Fläche mit nach unten gerichtetem Gradienten größer als der Gradient der Fläche mit nach oben gerichtetem Gradienten ist.

7. Ventilbetätigungsvorrichtung zum Betätigen eines Motorventils (4) in einem Verbrennungsmotor, umfassend:

wobei der Grundkreisabschnitt des Nockenprofils eine erste Fläche (d&sub1;) mit nach unten gerichtetem Gradienten aufweist, die von dem Ventilschließpunkt zu einem ersten Zwischenpunkt (PA) zwischen den Ventilschließ- und -öffnungspunkten hin zunehmend radial nach innen verläuft,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Fläche (a&sub1;) mit nach oben gerichtetem Gradienten vorgesehen ist, die von dem ersten Zwischenpunkt zu einem zweiten Zwischenpunkt (PB) zwischen dem ersten Zwischenpunkt und dem Ventilöffnungspunkt hin zunehmend radial nach außen verläuft, wobei die Fläche mit nach oben gerichtetem Gradienten einen Gradienten aufweist, der kleiner ist als der Gradient einer Ventilöffnungskurve des Ventilhubabschnitts, und daß eine zweite Fläche (d&sub2;) mit nach unten gerichtetem Gradienten vorgesehen ist, die von dem zweiten Zwischenpunkt zu dem Ventilöffnungspunkt oder einem dritten Zwischenpunkt (PC) zwischen dem zweiten Zwischenpunkt und dem Ventilöffnungspunkt hin zunehmend radial nach innen verläuft, wobei die erste Fläche mit nach unten gerichtetem Gradienten eine radiale Höhe A, wenn sie in Bewegungshub der hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung umgewandelt ist, und der Grundkreisabschnitt eine radiale Höhe B, wenn sie in Bewegungshub der hydraulischen Verbindungseinstellvorrichtung umgewandelt ist, zwischen dem ersten Zwischenpunkt und dem Ventilöffnungspunkt aufweisen, wobei die radialen Höhen A und B derart ausgewählt sind, daß sie die folgenden Beziehungen erfüllen:

A ≥ B

L&sub0; ≥ A - B

8. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher die hydraulische Verbindungseinstellvorrichtung umfaßt: eine Öldruckkammer (21), einen in Antwort auf die Kraft von den Übertragungsmitteln (10) in die Öldruckkammer bewegbaren Kolben (22) und eine in diesem ausgebildete Ölkammer (23), welche normalerweise mit der Öldruckkammer durch ein in dem Kolben ausgebildetes Ventilloch (24) in Verbindung ist, und ein Rückschlagventil (29) des Typs mit frei beweglicher Kugel, welches zum Schließen des Ventillochs lediglich in Abhängigkeit von einem Druckaufbau in der Öldruckkammer bewegbar ist, wobei das Spiel L&sub0; die folgende Beziehung erfüllt:

L&sub0; = l1A + l1B + L

wobei

9. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei welcher die Fläche mit nach oben gerichtetem Gradienten eine radiale Höhe D aufweist, die kleiner als die radiale Höhe A der ersten Fläche mit nach unten gerichtetem Gradienten ist.

10. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei welcher die Fläche mit nach oben gerichtetem Gradienten eine radiale Höhe D aufweist, die gleich der radialen Höhe A der ersten Fläche mit nach unten gerichtetem Gradienten ist.

11. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei welcher die Fläche mit nach oben gerichtetem Gradienten eine radiale Höhe D aufweist, die größer als die radiale Höhe A der ersten Fläche mit unten gerichtetem Gradienten ist.

12. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei welcher der erste Zwischenpunkt und der Ventilöffnungspunkt auf gleicher radialer Höhe liegen.

13. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei welcher der Grundkreisabschnitt des Nockenprofils ferner eine zweite Fläche (a&sub2;) mit nach oben gerichtetem Gradienten aufweist, welche von dem dritten Zwischenpunkt (PC) zu dem Ventilöffnungspunkt (P&sub2;) hin zunehmend radial nach außen verläuft, wobei die zweite Fläche (a&sub2;) mit nach oben gerichtetem Gradienten einen Gradienten aufweist, der kleiner als der Gradient der Ventilöffungskurve des Ventilhubabschnitts ist, wobei die Ventilschließ- und -öffnungspunkte auf gleicher radialer Höhe liegen.

14. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher der Grundkreisabschnitt des Nockenprofils ferner eine Mehrzahl Flächen mit alternierend nach oben und nach unten gerichteten Gradienten aufweist, die sich zwischen dem ersten Zwischenpunkt und dem Ventilöffnungspunkt erstrecken und jeweils eine radiale Höhe aufweisen, die kleiner als die Höhe A der ersten Fläche mit nach unten gerichtetem Gradienten aufweisen.