EP3421741B1 - Variabler ventiltrieb - Google Patents

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EP3421741B1
EP3421741B1 EP18176252.7A EP18176252A EP3421741B1 EP 3421741 B1 EP3421741 B1 EP 3421741B1 EP 18176252 A EP18176252 A EP 18176252A EP 3421741 B1 EP3421741 B1 EP 3421741B1
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EP
European Patent Office
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actuator
variable valve
cam
valve drive
force transmission
Prior art date
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Active
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EP18176252.7A
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English (en)
French (fr)
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EP3421741A1 (de
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Steffen Hirschmann
Jens Dietrich
Thomas Malischewski
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MAN Truck and Bus SE
Original Assignee
MAN Truck and Bus SE
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Publication date
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L13/0042—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams being profiled in axial and radial direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L2013/0052—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve

Definitions

  • the invention relates to a variable valve train for an internal combustion engine.
  • Valve-controlled internal combustion engines have one or more controllable intake and exhaust valves per cylinder.
  • Variable valve drives enable flexible control of the valves to change the opening time, closing time and / or the valve lift.
  • engine operation can be adapted to a specific load situation, for example.
  • a variable valve train can be implemented by a so-called sliding cam system.
  • a sliding cam with at least one cam section having a plurality of cam tracks is rotatably but axially displaceably mounted on the camshaft and has a stroke contour into which an actuator in the form of a pin is inserted from the outside radially to produce an axial displacement of the sliding cam. Due to the axial displacement of the slide cam, a different valve lift is set for the respective gas exchange valve.
  • the sliding cam After its axial displacement relative to the camshafts, the sliding cam is locked in its axial relative position on the camshaft in that, depending on the axial relative position, at least one spring-loaded locking ball, which is received and supported in the camshaft, engages in at least one locking groove.
  • the sliding cam system can take up a considerable amount of space.
  • arranging the actuators to move a cam carrier (sliding cam) can be a challenge in tight spaces.
  • the actuators are attached to a frame connected to the cylinder head or cylinder head cover.
  • an internal combustion engine with several cylinders a cylinder head and a cylinder head cover is known.
  • At least one rotatably mounted camshaft is provided with at least one sliding cam that is axially displaceable on the respective camshaft.
  • the respective sliding cam has at least one link section with at least one groove.
  • An actuator is provided for axial displacement of the respective sliding cam.
  • the actuator is mounted in the cylinder head or in the cylinder head cover.
  • the invention is based on the object of providing an improved or alternative variable valve train with a sliding cam system which has an installation space-optimized structure.
  • variable valve train according to the independent claim.
  • the variable valve train for an internal combustion engine has a camshaft, a gas exchange valve and a cam carrier (sliding cam).
  • the cam carrier is arranged on the camshaft in a rotationally fixed and axially displaceable manner and has a first cam and a second cam.
  • the variable valve train has a power transmission device with a power transmission element, in particular a rocker arm or rocker arm, which, depending on an axial position of the cam carrier, optionally creates an operative connection between the first cam and the gas exchange valve or between the second cam and the gas exchange valve.
  • the variable valve train has a first actuator for axially displacing the cam carrier, the first actuator being at least partially accommodated in the power transmission device.
  • a control for actuating the first actuator can be provided in the power transmission device.
  • first cam and the second cam can be arranged adjacent to one another and / or have different cam contours.
  • the different cam contours of the first cam and the second cam can be used to reduce consumption, for thermal management or to implement an engine brake.
  • the cam carrier and the first actuator can preferably form a sliding cam system.
  • the force transmission device has a lever axis, in particular a rocker arm axis or a rocker arm axis.
  • the first actuator is at least partially received in the lever axis.
  • the rocker arm axis can pivotally support the power transmission element.
  • the force transmission device has a lever axle bearing block and the first actuator is at least partially received in the lever axle bearing block.
  • the lever axis bearing block can support a lever axis of the force transmission device that pivotably supports the force transmission element.
  • the first actuator is at least partially accommodated in the force transmission element.
  • the first actuator is actuated electromagnetically, pneumatically and / or hydraulically.
  • a control line for example an electrical, pneumatic and / or hydraulic control line
  • the power transmission device for example the power transmission element, the lever axle and / or the lever axle bearing block.
  • the first actuator has a retractable and extendable pin which can be brought into engagement with a first engagement track, which preferably extends spirally around the longitudinal axis of the camshaft, for axially displacing the camshaft.
  • a first engagement track which preferably extends spirally around the longitudinal axis of the camshaft, for axially displacing the camshaft.
  • the pin that is stationary with respect to an axial direction of the camshaft can axially shift the cam carrier.
  • the pin can preferably be retracted and extended in a direction radially to a longitudinal axis of the camshaft.
  • the first actuator has a, preferably hydraulic, lifting device with a first cylinder and a control piston which is arranged displaceably in the first cylinder.
  • the control piston is operatively connected or integrally formed with the pin. This allows the pin to be extended over the control piston.
  • the lifting device is arranged displaceably in a second cylinder of the first actuator.
  • the lifting device can thus be displaced in a direction opposite to the cam carrier, in particular, in order to disengage the pin of the actuator from the engagement track.
  • a push-out ramp is arranged at one end of the first engagement track, which pushes the lifting device in the second cylinder in a direction opposite to the cam carrier from a first position to a second position when the pin is removed.
  • a first elastic element prestresses the lifting device in a direction to the first position. The lifting device thus moves from the first position to the second position counter to the pretensioning force of the first elastic element.
  • the first actuator also has a control fluid supply channel which, in the first position of the lifting device, is in fluid communication with a control fluid chamber of the lifting device.
  • the first actuator has a control fluid drainage channel, which in the second position of the lifting device is in fluid communication with a control fluid chamber of the lifting device. In this way, depending on the position (position) of the lifting device, control fluid can be supplied or drained.
  • the first actuator has a second elastic element, in particular a spring, which prestresses the control piston in a direction opposite to the cam carrier.
  • variable valve train also has a second actuator for axially displacing the cam carrier.
  • the second actuator is at least partially accommodated in the power transmission device, in particular a lever axle of the power transmission device, a lever axle bearing block of the power transmission device and / or the power transmission element of the power transmission device. In this way, the same installation space advantages as with the first actuator can be achieved with the second actuator.
  • the second actuator can be designed like the first actuator.
  • the first actuator and the second actuator are preferably formed separately from one another. However, it is also possible for the first actuator and the second actuator to form an integral actuator device in a common housing.
  • the first actuator can preferably move the cam carrier from a first axial position to a second axial position and the second actuator can move the cam carrier from the second axial position to the first axial position.
  • variable valve train has a control fluid supply device for the first actuator and / or the second actuator.
  • the control fluid supply device has a bearing block that rotatably supports the camshaft.
  • the bearing block has a first control fluid supply channel and a second control fluid supply channel, which is arranged downstream of the first control fluid supply channel.
  • the first control fluid supply channel and the second control fluid supply channel can be brought into fluid communication selectively depending on an angle of rotation of the camshaft, in particular via a channel, preferably a transverse channel, of the camshaft.
  • the first control fluid supply channel can be arranged downstream of a high-pressure space.
  • the second control fluid supply channel can preferably be arranged upstream of the control fluid space.
  • the invention further relates to a motor vehicle, in particular a commercial vehicle (for example a bus or lorry), with a variable valve train as disclosed herein.
  • a motor vehicle in particular a commercial vehicle (for example a bus or lorry), with a variable valve train as disclosed herein.
  • the configuration of the first actuator and / or of the second actuator disclosed herein is disclosed independently of the arrangement thereof in the power transmission device. That is, the first actuator and / or the second actuator can also not be arranged within the power transmission device.
  • the first actuator and / or the second actuator can be embodied as disclosed herein. According to this aspect, the application solves, among other things, the task of providing an alternative and / or improved hydraulic actuator for a sliding cam system.
  • the Figure 1 shows a variable valve train 10.
  • the variable valve train 10 has a camshaft 12, a sliding cam system 14, a power transmission device 16, a first gas exchange valve 18 and a second gas exchange valve 20.
  • the gas exchange valves 18, 20 can be intake valves or exhaust valves.
  • the variable valve train 10 can be used to adjust the valve control curves of the first and second gas exchange valves 18, 20.
  • the variable valve train 10 is assigned to an internal combustion engine (not shown).
  • the internal combustion engine can be included, for example, in a commercial vehicle, for example a bus or a truck.
  • the camshaft 12 is arranged as an overhead camshaft (OHC).
  • OOC overhead camshaft
  • DOHC double overhead camshaft system
  • SOHC single overhead camshaft
  • the sliding cam system 14 has a cam carrier 22, a first actuator 24 and a second actuator 26.
  • the cam carrier 22 is arranged on the camshaft 12 in a rotationally fixed and axially displaceable manner.
  • the cam carrier 22 has a first cam 28, a second cam 30, a first engagement track (shift gate) 32 and a second engagement track (shift gate) 34.
  • the first cam 28 and the second cam 30 have different cam contours for generating different valve control curves.
  • the different cam contours can be used, for example, to reduce consumption, for thermal management or to implement an engine brake.
  • the first cam 28 and the second cam 30 are arranged offset to one another along the longitudinal axis of the camshaft 12. Specifically, the first cam 28 and the second cam 30 are arranged adjacent to one another in a central section of the cam carrier 22.
  • additional cams and / or alternative arrangements of the cams can be provided.
  • a rocker arm can be assigned to each gas exchange valve, to which at least two cams of the cam carrier are assigned. It is also possible for a cam carrier to carry the cams for gas exchange valves from two adjacent cylinders.
  • the first engagement track 32 is provided in a first end region of the cam carrier 22.
  • the second engagement track 34 is provided in an opposite second end region of the cam carrier 22.
  • the first and second engagement tracks 32, 34 extend spirally as depressions (grooves) in the cam carrier 22 about a longitudinal axis of the camshaft 12.
  • at least one of the engagement tracks cannot be arranged on an axial end region of the cam carrier.
  • an engagement track can be arranged between two cams of the cam carrier.
  • radially displaceable pins 36, 38 of the actuators 24, 26 can selectively engage (engage) in the engagement tracks 32, 34.
  • the pin 36 of the first actuator 24 can selectively engage the first engagement track 32 to move the cam carrier 22 from a first axial position to a second axial position.
  • the pin 36 is moved radially with respect to a longitudinal axis of the camshaft 12.
  • cam carrier 22 is shown in the first axial position.
  • the pin 38 of the second actuator 26 can in turn selectively engage the second engagement track 34. Then the cam carrier 22 is shifted from the second axial position to the first axial position.
  • the axial displacement of the cam carrier 22 is triggered in that the extended pin 36, 38 of the respective actuator 24, 26 is stationary with respect to an axial direction of the camshaft 12.
  • the displaceable cam carrier 22 is displaced in a longitudinal direction of the camshaft 12 due to the spiral shape of the engagement tracks 32, 34 when one of the extended pins 36 or 38 engages in the respective engagement track 32, 34.
  • the extended pin 36 or 38 of the respective actuator 24, 26 is guided from the respective engagement track 32, 34 via a push-out ramp 32A, 34A opposite to the extension direction and thus retracted.
  • the pin 36, 38 of the respective actuator 24, 26 comes out of engagement with the respective engagement track 32, 34.
  • the actuators 24, 26 can be actuated electromagnetically, pneumatically and / or hydraulically. A particularly preferred exemplary embodiment of the actuators 24, 26 with hydraulic actuation is described herein with reference to FIG Figures 2 and 3 described later.
  • the sliding cam system 14 can additionally have a locking device (not shown).
  • the locking device can be designed such that it axially secures the cam carrier 22 in the first axial position and the second axial position.
  • the locking device can have, for example, an elastically prestressed locking body.
  • the locking body can engage in the first axial position of the cam carrier 22 in a first recess of the cam carrier and in the second axial position of the cam carrier 22 engage in a second recess of the cam carrier 22.
  • the locking device can be provided, for example, in the camshaft 12.
  • the force transmission device 16 has a force transmission element 40, a lever axis 42 and a plurality of lever axis bearing blocks 43 (only one lever axis bearing block schematically in FIG Fig. 1 shown) for mounting the lever axis 42.
  • the power transmission element 40 is rotatably arranged on the lever axis 42.
  • the force transmission element 40 is designed as a rocker arm and the lever axis 42 is thus designed as a rocker arm axis.
  • the force transmission element 40 it is also possible for the force transmission element 40 to be designed, for example, as a rocker arm.
  • the power transmission element 40 has a cam follower 44, for example in the form of a rotatably mounted roller. Depending on an axial position of the cam carrier 22, the cam follower 44 follows a cam contour of the first cam 28 or the second cam 30.
  • the force transmission element 40 is operatively connected via the cam follower 44 between the first cam 28 and the gas exchange valves 18 and 20.
  • the gas exchange valves 18 and 20 are actuated in accordance with the cam contour of the first cam 28. This situation is in Figure 1 shown.
  • the force transmission element 40 is operatively connected via the cam follower 44 between the second cam 30 and the gas exchange valves 18 and 20.
  • the gas exchange valves 18 and 20 are actuated in accordance with the cam contour of the second cam 30.
  • the first actuator 24 and the second actuator 26 are partially received (integrated) in the lever axis 42. This is particularly advantageous from the point of view of an optimal use of space, since the actuators 24 and 26 thus require little or no separate space. To achieve the same advantage, it is also possible to integrate the first actuator 24 and the second actuator 26 in the lever axle bearing blocks of the lever axle 42. As a further example, there is also the possibility of integrating the actuators 24 and 26 directly into the force transmission element 40 if the force transmission element 40 is of correspondingly large dimensions.
  • the Figure 2 shows a section through the first actuator 24.
  • the second actuator 26 can be designed like the first actuator 24.
  • the first actuator 24 has the pin 36, a hydraulic lifting device 46 and a first elastic element 48.
  • the hydraulic lifting device 46 has a first cylinder 50, a control piston 52, a second elastic element 54 and a ventilation duct 56.
  • the control piston 52 is arranged in a longitudinally displaceable manner in a control fluid chamber 58 of the first cylinder 50.
  • the control piston 52 is formed integrally with the pin 36.
  • the pin it is also possible, for example, for the pin to be operatively connected to the control piston of the lifting device.
  • the control fluid chamber 58 can be filled with a control fluid via a control fluid channel 60. Is a displacement of the cam carrier 22 (see Figure 1 ) from the first axial position to the second axial position, the control fluid chamber 58 is filled with additional control fluid.
  • the control fluid arrives from a supply channel 62 via the control fluid channel 60 into the control fluid space 58.
  • the supply channel 62 is at least partially received in the lever axis 42 as part of a control line for actuating the first actuator 24.
  • the pressure in the control fluid chamber 58 increases due to the supply of control fluid.
  • the control piston 52 and thus the pin 36 move in the first cylinder 50 in a direction towards the camshaft 12 for engagement (engagement) in the first engagement track 32, as in FIG Figure 2 is shown.
  • the control piston 52 moves against a biasing force (restoring force) of the second elastic element 54.
  • the second elastic element 54 can be a spiral spring, for example. Leakage fluid coming from the control fluid space 58 has penetrated into the annular space of the second elastic element 54, can be discharged via the ventilation duct 56.
  • pin 36 At the end of the axial displacement of the cam carrier 22 (see Figure 1 ) pin 36 reaches push-out ramp 32A.
  • the push-out ramp 32A pushes the pin 36 in a direction towards the control fluid space 58.
  • the high pressure in the control fluid space 58 prevents the pin 36 from entering the control fluid space 58 together with the control piston 52.
  • the pin 36 and the control piston 52 do not enter the first cylinder 50. Instead, the lifting device 46 is moved (retracted) as a whole against a biasing force (restoring force) of the first elastic element 48 within a second cylinder 64 of the actuator 24.
  • the first elastic element 48 can be a spiral spring, for example.
  • a space in which the first elastic element 48 is accommodated can be substantially free of control fluid. If the lifting device 46 is retracted, a fluid connection is established between the control fluid channel 60 and an outlet channel 66. The still prevailing increased pressure in the control fluid chamber 58 decreases. The control piston 52 is moved into the first cylinder 50 by the force of the second elastic element 54. The pin 36 is no longer in contact with the first engagement track 32. The biasing force of the first elastic element 48 pushes the lifting device 46 back into the starting position.
  • Figure 3 is shown schematically how a control fluid supply to the actuators 24, 26 can be designed as a function of an angle of rotation of the camshaft 12.
  • the control fluid supply can be used, for example, to ensure that the cams 28, 30 are only switched between the cams 28, 30 within the base circle region (the cam carrier 22 is axially displaced).
  • a control fluid supply device 68 is integrated in a bearing block 70 and the camshaft 12.
  • the bearing block 70 has a first supply channel 72 and a second supply channel 74.
  • the camshaft 12 is supported in the bearing block 70 via a one-piece or multi-piece bearing shell 76.
  • the bearing shell 76 has passages, so that ring segment channels 78, 80 are formed between the camshaft 12 and the bearing block 70.
  • the camshaft 12 also has a transverse channel 82.
  • the transverse channel 82 extends perpendicular to a longitudinal axis of the camshaft 12 and can be designed, for example, as a through channel.
  • the first supply channel 72 is arranged upstream of the second supply channel 74.
  • the first supply channel 72 is arranged downstream of a high-pressure space.
  • the second supply channel 74 is arranged upstream of the supply channel 62.
  • a fluid connection is established between the first supply channel 72 and the second supply channel 74 via the ring segment channel 78, the transverse channel 82 and the ring segment channel 80.
  • the transverse channel 82 selectively connects the supply channels 72 and 74 to one another depending on an angle of rotation of the camshaft 12.
  • the camshaft 12 rotates, for example, 90 ° counterclockwise (from 12 noon to 9 am) the fluid connection between the supply channels 72 and 74 remains during this rotation.
  • control fluid supply device 68 shown is intended to show purely schematically how a cam fluid angle-dependent control fluid supply can be implemented.
  • the practical implementation can of course differ in particular with respect to the angular ranges of the ring segment channels 78, 80 shown.

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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine.
  • Ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen weisen eines oder mehrere steuerbare Ein- und Auslassventile je Zylinder auf. Variable Ventiltriebe ermöglichen ein flexibles Ansteuern der Ventile zum Verändern der Öffnungszeit, Schließzeit und/oder des Ventilhubs. Dadurch kann der Motorbetrieb beispielsweise an eine spezifische Lastsituation angepasst werden. Beispielsweise kann ein variabler Ventiltrieb durch ein sogenanntes Schiebenockensystem realisiert werden.
  • Aus der DE 196 11 641 C1 und aus der JP 5793070 B2 ist ein Beispiel für ein solches Schiebenockensystem bekannt, mit dem die Betätigung eines Gaswechselventils mit mehreren unterschiedlichen Hubkurven ermöglicht wird. Hierzu ist auf der Nockenwelle ein Schiebenocken mit mindestens einem, mehrere Nockenbahnen aufweisenden Nockenabschnitt drehfest aber axial verschieblich gelagert, der eine Hubkontur aufweist, in die ein Aktuator in Form eines Stifts von radial außen zur Erzeugung einer axialen Verschiebung des Schiebenockens eingeführt wird. Durch die axiale Verschiebung des Schiebenockens wird beim jeweiligen Gaswechselventil ein unterschiedlicher Ventilhub eingestellt. Der Schiebenocken wird nach der axialen Verschiebung desselben relativ zur Nockenwellen dadurch in seiner axialen Relativposition auf der Nockenwelle rastiert, dass abhängig von der axialen Relativposition mindestens eine federbeaufschlagte Rastkugel, die in der Nockenwelle aufgenommen und gelagert ist, in mindestens eine Rastnut eingreift.
  • Das Schiebenockensystem kann einen erheblichen Bauraum einnehmen. Insbesondere eine Anordnung der Aktoren zum Verschieben eines Nockenträgers (Schiebenockens) kann bei engen Platzverhältnissen eine Herausforderung darstellen. Typischerweise werden die Aktoren an einem mit dem Zylinderkopf oder Zylinderkopfdeckel verbundenen Rahmen befestigt. Aus der DE 10 2011 050 484 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, einem Zylinderkopf und einem Zylinderkopfdeckel bekannt. Zur Betätigung von Gaswechselventilen ist mindestens eine drehbar gelagerte Nockenwelle mit mindestens einem auf der jeweiligen Nockenwelle axial verschiebbaren Schiebenocken vorgesehen. Der jeweilige Schiebenocken weist mindestens einen Kulissenabschnitt mit mindestens einer Nut auf. Zur Bewirkung einer axialen Verschiebung des jeweiligen Schiebenockens ist ein Aktuator vorgesehen. Der Aktuator ist im Zylinderkopf oder im Zylinderkopfdeckel gelagert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten oder alternativen variablen Ventiltrieb mit Schiebnockensystem vorzusehen, das einen bauraumoptimierten Aufbau aufweist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen variablen Ventiltrieb gemäß dem unabhängigen Anspruch. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
  • Der variable Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine weist eine Nockenwelle, ein Gaswechselventil und einen Nockenträger (Schiebenocken) auf. Der Nockenträger ist drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle angeordnet und weist einen ersten Nocken und einen zweiten Nocken auf. Der variable Ventiltrieb weist eine Kraftübertragungsvorrichtung mit einem Kraftübertragungselement, insbesondere einem Schlepphebel oder Kipphebel, das in Abhängigkeit von einer Axialposition des Nockenträgers wahlweise eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Nocken und dem Gaswechselventil oder zwischen dem zweiten Nocken und dem Gaswechselventil herstellt, auf. Der variable Ventiltrieb weist einen ersten Aktor zum axialen Verschieben des Nockenträgers auf, wobei der erste Aktor zumindest teilweise in der Kraftübertragungsvorrichtung aufgenommen ist.
  • Durch die Aufnahme des ersten Aktors in der ohnehin vorhandenen Kraftübertragungsvorrichtung wird für den ersten Aktor weniger oder kein zusätzlicher Bauraum benötigt. Zusätzlich kann eine Ansteuerung zum Betätigen des ersten Aktors in der Kraftübertragungsvorrichtung vorgesehen sein.
  • Insbesondere können der ersten Nocken und der zweite Nocken aneinander angrenzenden angeordnet sein und/oder unterschiedliche Nockenkonturen aufweisen.
  • Beispielsweise können die unterschiedlichen Nockenkonturen des ersten Nockens und des zweiten Nockens zur Verbrauchsreduzierung, zum Thermomanagement oder zur Realisierung einer Motorbremse dienen.
  • Vorzugsweise können der Nockenträger und der erste Aktor ein Schiebenockensystem bilden.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Kraftübertragungsvorrichtung eine Hebelachse, insbesondere eine Kipphebelachse oder eine Schlepphebelachse, auf. Der erste Aktor ist zumindest teilweise in der Hebelachse aufgenommen.
  • Insbesondere kann die Kipphebelachse das Kraftübertragungselement schwenkbar lagern.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Kraftübertragungsvorrichtung einen Hebelachsenlagerbock auf und der erste Aktor ist zumindest teilweise in dem Hebelachsenlagerbock aufgenommen.
  • Vorzugsweise kann der Hebelachsenlagerbock eine Hebelachse der Kraftübertragungsvorrichtung, die das Kraftübertragungselement schwenkbar lagert, lagern.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der erste Aktor zumindest teilweise in dem Kraftübertragungselement aufgenommen.
  • In einer Ausführungsvariante ist der erste Aktor elektromagnetisch, pneumatisch und/oder hydraulisch betätigt. Alternativ oder zusätzlich ist eine Ansteuerungsleitung (zum Beispiel eine elektrische, pneumatische und/oder hydraulische Ansteuerungsleitung) zum Betätigen des ersten Aktors zumindest teilweise in der Kraftübertragungsvorrichtung (zum Beispiel dem Kraftübertragungselement, der Hebelachse und/oder dem Hebelachsenlagerbock) aufgenommen.
  • In einer Weiterbildung weist der erste Aktor einen ein- und ausfahrbaren Stift auf, der mit einer ersten, sich vorzugsweise spiralförmig um die Längsachse der Nockenwelle erstreckenden, Eingriffsspur zum axialen Verschieben der Nockenwelle in Eingriff bringbar ist. Im Eingriff mit der Eingriffsspur kann der bezüglich einer Axialrichtung der Nockenwelle ortsfeste Stift den Nockenträger axial verschieben.
  • Vorzugsweise kann der Stift in einer Richtung radial zu einer Längsachse der Nockenwelle ein- und ausgefahren werden.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante weist der erste Aktor eine, vorzugsweise hydraulische, Hubeinrichtung mit einem ersten Zylinder und einem Steuerkolben, der verschiebbar in dem ersten Zylinder angeordnet ist, auf. Der Steuerkolben ist in Wirkverbindung oder integral ausgebildet mit dem Stift. Damit kann der Stift über den Steuerkolben ausgefahren werden.
  • In einer Ausführungsform ist die Hubeinrichtung verschiebbar in einem zweiten Zylinder des ersten Aktors angeordnet. Damit kann die Hubeinrichtung insbesondere in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Nockenträger verschoben werden, um den Stift des Aktors außer Eingriff mit der Eingriffsspur zu bringen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist an einem Ende der ersten Eingriffsspur eine Ausschieberampe angeordnet, die beim Ausspuren des Stifts die Hubeinrichtung in dem zweiten Zylinder in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Nockenträger von einer ersten Position zu einer zweiten Position verschiebt.
  • In einer weiteren Ausführungsform spannt ein erstes elastisches Element, insbesondere eine Feder, die Hubeinrichtung in einer Richtung zu der ersten Position vor. Damit findet eine Bewegung der Hubeinrichtung von der ersten Position zu der zweiten Position entgegen der Vorspannkraft des ersten elastischen Elements statt.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der erste Aktor ferner einen Steuerfluidzuführkanal, der in der ersten Position der Hubeinrichtung in Fluidverbindung mit einem Steuerfluidraum der Hubeinrichtung steht auf. Alternativ oder zusätzlich weist der erste Aktor einen Steuerfluidablasskanal, der in der zweiten Position der Hubeinrichtung in Fluidverbindung mit einem Steuerfluidraum der Hubeinrichtung steht, auf. Damit kann in Abhängigkeit von der Position (Stellung) der Hubeinrichtung eine Zuführung oder ein Ablassen von Steuerfluid vorgenommen werden.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante weist der erste Aktor ein zweites elastisches Element, insbesondere eine Feder, auf, die den Steuerkolben in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Nockenträger vorspannt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist der variable Ventiltrieb ferner einen zweiten Aktor zum axialen Verschieben des Nockenträgers auf. Der zweite Aktor ist zumindest teilweise in der Kraftübertragungsvorrichtung, insbesondere einer Hebelachse der Kraftübertragungsvorrichtung, einem Hebelachsenlagerbock der Kraftübertragungsvorrichtung und/oder dem Kraftübertragungselement der Kraftübertragungsvorrichtung, aufgenommen. Damit können mit dem zweiten Aktor die gleichen Bauraumvorteile wie mit dem ersten Aktor erzielt werden.
  • Insbesondere kann der zweite Aktor wie der erste Aktor ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise sind der erste Aktor und der zweite Aktor separat voneinander ausgebildet. Es ist allerdings auch möglich, dass der erste Aktor und der zweite Aktor eine integrale Aktorvorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse bilden.
  • Bevorzugt kann der erste Aktor den Nockenträger von einer ersten Axialposition zu einer zweiten Axialposition verschieben und der zweite Aktor kann den Nockenträger von der zweiten Axialposition zu der ersten Axialposition verschieben.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der variable Ventiltrieb eine Steuerfluidversorgungseinrichtung für den ersten Aktor und/oder den zweiten Aktor auf. Die Steuerfluidversorgungseinrichtungen weist einen Lagerbock, der die Nockenwelle drehbar lagert, auf. Der Lagerbock weist einen ersten Steuerfluidversorgungskanal und einen zweiten Steuerfluidversorgungskanal, der stromabwärts des ersten Steuerfluidversorgungskanals angeordnet ist, auf. Der erste Steuerfluidversorgungskanal und der zweite Steuerfluidversorgungskanal sind selektiv in Abhängigkeit von einem Drehwinkel der Nockenwelle in Fluidverbindung bringbar, insbesondere über einen Kanal, vorzugsweise eine Querkanal, der Nockenwelle.
  • Insbesondere kann der erste Steuerfluidversorgungskanal stromabwärts von einem Hochdruckraum angeordnet sein.
  • Vorzugsweise kann der zweite Steuerfluidversorgungskanal stromaufwärts von dem Steuerfluidraum angeordnet sein.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug (zum Beispiel Omnibus oder Lastkraftwagen), mit einem variablen Ventiltrieb wie hierin offenbart.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Anmeldung ist die hierin offenbarte Konfiguration des ersten Aktors und/oder des zweiten Aktors unabhängig von dessen/deren Anordnung in der Kraftübertragungsvorrichtung offenbart. D.h., der erste Aktor und/oder der zweite Aktor können auch nicht innerhalb der Kraftübertragungsvorrichtung angeordnet sein. Der erste Aktor und/oder der zweite Aktor können hierin offenbart ausgebildet sein. Gemäß diesem Gesichtspunkt löst die Anmeldung unter anderem die Aufgabe, einen alternativen und/oder verbesserten hydraulischen Aktor für ein Schiebenockensystem vorzusehen.
  • Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine perspektivische Ansicht eines variablen Ventiltriebs;
    Figur 2
    eine Schnittansicht durch den variablen Ventiltrieb; und
    Figur 3
    eine schematische Schnittansicht durch eine Nockenwelle und einen Lagerbock.
  • Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
  • Die Figur 1 zeigt einen variablen Ventiltrieb 10. Der variable Ventiltrieb 10 weist eine Nockenwelle 12, ein Schiebenockensystem 14, eine Kraftübertragungsvorrichtung 16, ein erstes Gaswechselventil 18 und ein zweites Gaswechselventil 20 auf. Die Gaswechselventile 18, 20 können Einlassventile oder Auslassventile sein.
  • Der variable Ventiltrieb 10 kann zum Anpassen der Ventilsteuerkurven des ersten und zweiten Gaswechselventils 18, 20 verwendet werden. Der variable Ventiltrieb 10 ist einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) zugeordnet. Die Brennkraftmaschine kann beispielsweise in einem Nutzfahrzeug, zum Beispiel einem Omnibus oder einem Lastkraftwagen, umfasst sein.
  • Die Nockenwelle 12 ist als obenliegende Nockenwelle (engl. overhead camshaft - OHC) angeordnet. Die Nockenwelle 12 kann Teil eines Doppelnockenwellensystems (engl. double overhead camshaft - DOHC) sein oder als Einzelnockenwelle (engl. single overhead camshaft - SOHC) vorgesehen sein.
  • Das Schiebenockensystem 14 weist einen Nockenträger 22, einen ersten Aktor 24 und einen zweiten Aktor 26 auf.
  • Der Nockenträger 22 ist drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle 12 angeordnet. Der Nockenträger 22 weist einen ersten Nocken 28, einen zweiten Nocken 30, eine erste Eingriffsspur (Schaltkulisse) 32 und eine zweite Eingriffsspur (Schaltkulisse) 34 auf.
  • Der erste Nocken 28 und der zweite Nocken 30 weisen unterschiedliche Nockenkonturen zum Erzeugen unterschiedlicher Ventilsteuerkurven auf. Die unterschiedlichen Nockenkonturen können beispielsweise zur Verbrauchsreduzierung, zum Thermomanagement oder zur Realisierung einer Motorbremse eingesetzt werden.
  • Der erste Nocken 28 und der zweite Nocken 30 sind entlang der Längsachse der Nockenwelle 12 zueinander versetzt angeordnet. Im Einzelnen sind der erste Nocken 28 und der zweite Nocken 30 aneinander angrenzend in einem Mittelabschnitt des Nockenträgers 22 angeordnet. In anderen Ausführungsformen können zusätzliche Nocken und/oder alternative Anordnungen der Nocken vorgesehen sein. Zum Beispiel kann jedem Gaswechselventil ein Kipphebel zugeordnet sein, dem jeweils mindestens zwei Nocken des Nockenträgers zugeordnet sind. Es ist auch möglich, dass ein Nockenträger die Nocken für Gaswechselventile von zwei benachbarten Zylindern trägt.
  • Die erste Eingriffsspur 32 ist in einem ersten Endbereich des Nockenträgers 22 vorgesehen. Die zweite Eingriffsspur 34 ist in einem gegenüberliegenden zweiten Endbereich des Nockenträgers 22 vorgesehen. Die erste und zweite Eingriffsspur 32, 34 erstrecken sich spiralförmig als Vertiefungen (Nuten) in dem Nockenträger 22 um eine Längsachse der Nockenwelle 12. In anderen Ausführungsformen kann zumindest eine der Eingriffsspuren nicht an einem axialen Endbereich des Nockenträgers angeordnet sein. Bspw. kann eine Eingriffsspur zwischen zwei Nocken des Nockenträgers angeordnet sein.
  • Zum axialen Verschieben des Nockenträgers 22 können radial verschiebbare Stifte (Pins) 36, 38 der Aktoren 24, 26 selektiv in die Eingriffsspuren 32, 34 eingreifen (einspuren). Im Einzelnen kann der Stift 36 des ersten Aktors 24 selektiv in die erste Eingriffsspur 32 zum Verschieben des Nockenträgers 22 von einer ersten Axialposition zu einer zweiten Axialposition eingreifen. Der Stift 36 wird radial bezüglich einer Längsachse der Nockenwelle 12 bewegt. In der Figur 1 ist der Nockenträger 22 in der ersten Axialposition dargestellt. Der Stift 38 des zweiten Aktors 26 wiederum kann selektiv in die zweite Eingriffsspur 34 eingreifen. Dann wird der Nockenträger 22 von der zweiten Axialposition zu der ersten Axialposition verschoben.
  • Die Axialverschiebung des Nockenträgers 22 wird dadurch ausgelöst, dass der ausgefahrene Stift 36, 38 des jeweiligen Aktors 24, 26 bezüglich einer Axialrichtung der Nockenwelle 12 ortsfest ist. Folglich wird der verschiebbare Nockenträger 22 aufgrund der Spiralform der Eingriffsspuren 32, 34 in einer Längsrichtung der Nockenwelle 12 verschoben, wenn einer der ausgefahrenen Stifte 36 oder 38 in die jeweilige Eingriffsspur 32, 34 eingreift. Am Ende des axialen Verschiebevorgangs wird der ausgefahrene Stift 36 oder 38 des jeweiligen Aktors 24, 26 von der jeweiligen Eingriffsspur 32, 34 über eine Ausschieberampe 32A, 34A entgegengesetzt zu der Ausfahrrichtung geführt und somit eingefahren. Der Stift 36, 38 des jeweiligen Aktors 24, 26 gelangt außer Eingriff mit der jeweiligen Eingriffsspur 32, 34.
  • Die Aktoren 24, 26 können elektromagnetisch, pneumatisch und/oder hydraulisch betätigt sein. Eine besonders bevorzugte beispielhafte Ausführungsform der Aktoren 24, 26 mit hydraulischer Betätigung ist hierin unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 später beschrieben.
  • Das Schiebenockensystem 14 kann zusätzlich eine Arretierungsvorrichtung (nicht dargestellt) aufweisen. Die Arretierungsvorrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie den Nockenträger 22 in der ersten Axialposition und der zweiten Axialposition axial sichert. Dazu kann die Arretierungsvorrichtung beispielsweise einen elastisch vorgespannten Sperrkörper aufweisen. Der Sperrkörper kann in der ersten Axialposition des Nockenträgers 22 in eine erste Ausnehmung des Nockenträgers eingreifen und in der zweiten Axialposition des Nockenträgers 22 in eine zweite Ausnehmung des Nockenträgers 22 eingreifen. Die Arretierungsvorrichtung kann beispielsweise in der Nockenwelle 12 vorgesehen sein.
  • Die Kraftübertragungsvorrichtung 16 weist ein Kraftübertragungselement 40, eine Hebelachse 42 und eine Mehrzahl von Hebelachsenlagerböcken 43 (nur ein Hebelachsenlagerbock schematisch in Fig. 1 dargestellt) zum Lagern der Hebelachse 42 auf. Das Kraftübertragungselement 40 ist drehbar auf der Hebelachse 42 angeordnet.
  • In der gezeigten Ausführungsform sind das Kraftübertragungselement 40 als ein Kipphebel und die Hebelachse 42 somit als eine Kipphebelachse ausgebildet. Es ist allerdings auch möglich, dass das Kraftübertragungselement 40 beispielsweise als ein Schlepphebel ausgebildet ist.
  • Das Kraftübertragungselement 40 weist einen Nockenfolger 44 zum Beispiel in Form einer drehbar gelagerten Rolle auf. Der Nockenfolger 44 folgt in Abhängigkeit von einer Axialposition des Nockenträgers 22 einer Nockenkontur des ersten Nockens 28 oder des zweiten Nockens 30.
  • In der ersten Axialposition des Nockenträgers 22 ist das Kraftübertragungselement 40 über den Nockenfolger 44 in Wirkverbindung zwischen dem ersten Nocken 28 und den Gaswechselventilen 18 und 20. Die Gaswechselventile 18 und 20 werden gemäß der Nockenkontur des ersten Nockens 28 betätigt. Diese Situation ist in Figur 1 dargestellt. In der zweiten Axialposition des Nockenträgers 22 ist das Kraftübertragungselement 40 über den Nockenfolger 44 in Wirkverbindung zwischen dem zweiten Nocken 30 und den Gaswechselventilen 18 und 20. Die Gaswechselventile 18 und 20 werden gemäß der Nockenkontur des zweiten Nockens 30 betätigt.
  • Der erste Aktor 24 und der zweite Aktor 26 sind teilweise in der Hebelachse 42 aufgenommen (integriert). Dies ist insbesondere unter dem Gesichtspunkt einer optimalen Bauraumausnutzung besonders vorteilhaft, da die Aktoren 24 und 26 so keinen oder kaum separaten Bauraum benötigen. Zum Erzielen des gleichen Vorteils ist es auch möglich, den ersten Aktor 24 und den zweiten Aktor 26 in den Hebelachsenlagerböcken der Hebelachse 42 zu integrieren. Als weiteres Beispiel besteht ebenso die Möglichkeit, bei entsprechend groß dimensioniertem Kraftübertragungselement 40, die Aktoren 24 und 26 direkt in das Kraftübertragungselement 40 zu integrieren.
  • Die Figur 2 zeigt einen Schnitt durch den ersten Aktor 24. Der zweite Aktor 26 kann wie der erste Aktor 24 ausgebildet sein. Der erste Aktor 24 weist den Stift 36, eine hydraulische Hubeinrichtung 46 und ein erstes elastisches Element 48 auf.
  • Die hydraulische Hubeinrichtung 46 weist einen ersten Zylinder 50, einen Steuerkolben 52, ein zweites elastisches Element 54 und einen Entlüftungskanal 56 auf.
  • Der Steuerkolben 52 ist längsverschiebbar in einem Steuerfluidraum 58 des ersten Zylinders 50 angeordnet. Der Steuerkolben 52 ist integral mit dem Stift 36 ausgebildet. Es ist allerdings beispielsweise auch möglich, dass der Stift in Wirkverbindung mit dem Steuerkolben der Hubeinrichtung steht.
  • Der Steuerfluidraum 58 ist über einen Steuerfluidkanal 60 mit einem Steuerfluid befüllbar. Ist eine Verschiebung des Nockenträgers 22 (siehe Figur 1) von der ersten Axialposition zu der zweiten Axialposition gewünscht, wird der Steuerfluidraum 58 mit zusätzlichem Steuerfluid befüllt. Im Einzelnen gelangt das Steuerfluid aus einem Zuführungskanal 62 über den Steuerfluidkanal 60 in den Steuerfluidraum 58. Der Zuführungskanal 62 ist als ein Teil einer Ansteuerungsleitung zum Betätigen des ersten Aktors 24 zumindest teilweise in der Hebelachse 42 aufgenommen. Der Druck im Steuerfluidraum 58 steigt durch die Zuführung von Steuerfluid an. Der Steuerkolben 52 und somit der Stift 36 bewegen sich in dem ersten Zylinder 50 in einer Richtung zu der Nockenwelle 12 zum Einspuren (Eingreifen) in die erste Eingriffsspur 32, wie in Figur 2 dargestellt ist. Der Steuerkolben 52 bewegt sich gegen eine Vorspannkraft (Rückstellkraft) des zweiten elastischen Elements 54. Das zweite elastische Element 54 kann beispielsweise eine Spiralfeder sein. Leckagefluid, das aus dem Steuerfluidraum 58 in den Ringraum des zweiten elastischen Elements 54 eingedrungen ist, kann über den Entlüftungskanal 56 abgeführt werden.
  • Am Ende der Axialverschiebung des Nockenträgers 22 (siehe Figur 1) erreicht der Stift 36 die Ausschieberampe 32A. Die Ausschieberampe 32A drückt den Stift 36 in einer Richtung zu dem Steuerfluidraum 58. Der hohe Druck im Steuerfluidraum 58, verhindert, dass der Stift 36 zusammen mit dem Steuerkolben 52 in den Steuerfluidraum 58 einfährt. Der Stift 36 und der Steuerkolben 52 fahren nicht in den ersten Zylinder 50 ein. Stattdessen wird die Hubeinrichtung 46 als Ganzes gegen eine Vorspannkraft (Rückstellkraft) des ersten elastischen Elements 48 innerhalb eines zweiten Zylinders 64 des Aktors 24 verschoben (eingefahren).
  • Das erste elastische Element 48 kann beispielsweise eine Spiralfeder sein. Ein Raum, in dem das erste elastische Element 48 aufgenommen ist, kann im Wesentlichen steuerfluidfrei sein. Ist die Hubeinrichtung 46 eingefahren, so wird eine Fluidverbindung zwischen dem Steuerfluidkanal 60 und einem Ablasskanal 66 hergestellt. Der noch vorherrschende erhöhte Druck im Steuerfluidraum 58 verringert sich. Der Steuerkolben 52 wird durch die Kraft des zweiten elastischen Elements 54 in den ersten Zylinder 50 eingefahren. Der Stift 36 ist nicht länger in Kontakt mit der ersten Eingriffsspur 32. Die Vorspannkraft des ersten elastischen Elements 48 drückt die Hubeinrichtung 46 wieder in die Ausgangsposition.
  • In Figur 3 ist schematisch dargestellt, wie eine Steuerfluidversorgung zu den Aktoren 24, 26 in Abhängigkeit von einem Drehwinkel der Nockenwelle 12 ausgebildet sein kann. Mithilfe der Steuerfluidzuführung kann beispielsweise gewährleistet werden, dass nur innerhalb des Grundkreisbereichs der Nocken 28, 30 zwischen den Nocken 28, 30 umgeschaltet wird (eine Axialverschiebung des Nockenträgers 22 durchgeführt wird).
  • Eine Steuerfluidversorgungseinrichtung 68 ist in einem Lagerbock 70 und der Nockenwelle 12 integriert. Der Lagerbock 70 weist einen ersten Versorgungskanal 72 und einen zweiten Versorgungskanal 74 auf. Die Nockenwelle 12 ist in dem Lagerbock 70 über eine einteilige oder mehrteilige Lagerschale 76 gelagert. Die Lagerschale 76 weist Durchlässe auf, sodass zwischen der Nockenwelle 12 und dem Lagerbock 70 Ringsegmentkanäle 78, 80 ausgebildet sind. Die Nockenwelle 12 weist zudem einen Querkanal 82 auf. Der Querkanal 82 erstreckt sich senkrecht zu einer Längsachse der Nockenwelle 12 und kann beispielsweise als Durchgangskanal ausgebildet sein.
  • Der erste Versorgungskanal 72 ist stromaufwärts des zweiten Versorgungskanals 74 angeordnet. Der erste Versorgungskanal 72 ist stromabwärts eines Hochdruckraums angeordnet. Der zweite Versorgungskanal 74 ist stromaufwärts des Zuführungskanals 62 angeordnet. In Abhängigkeit von einer Drehposition der Nockenwelle 12 wird eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Versorgungskanal 72 und dem zweiten Versorgungskanal 74 über den Ringsegmentkanal 78, den Querkanal 82 und den Ringsegmentkanal 80 hergestellt. Mit anderen Worten gesagt, der Querkanal 82 verbindet die Versorgungskanäle 72 und 74 selektiv miteinander in Abhängigkeit von einem Drehwinkel der Nockenwelle 12. Dreht sich die Nockenwelle 12 im gezeigten Beispiel beispielsweise um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn (von 12 Uhr zu 9 Uhr), so bleibt die Fluidverbindung zwischen den Versorgungskanälen 72 und 74 während dieser Drehung bestehen. Während der nachfolgenden 90° Drehung der Nockenwelle entgegen dem Uhrzeigersinn (von 9 Uhr zu 6 Uhr) besteht hingegen keine Fluidverbindung zwischen den Versorgungskanälen 72 und 74. Die Versorgungskanäle 72 und 74 sind nicht über die Ringsegmentkanäle 78, 80 und den Querkanal 82 verbunden.
  • Die in Figur 3 gezeigte Konfiguration der Steuerfluidversorgungseinrichtung 68 soll rein schematisch aufzeigen, wie eine nockenwellenwinkelabhängige Steuerfluidzuführung realisiert werden kann. Die praktische Implementierung kann selbstverständlich insbesondere in Bezug auf die dargestellten Winkelbereiche der Ringsegmentkanäle 78, 80 abweichen.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Variabler Ventiltrieb
    12
    Nockenwelle
    14
    Schiebenockensystem
    16
    Kraftübertragungsvorrichtung
    18
    Erstes Gaswechselventil
    20
    Zweites Gaswechselventil
    22
    Nockenträger
    24
    Erster Aktor
    26
    Zweiter Aktor
    28
    Erster Nocken
    30
    Zweiter Nocken
    32
    Erste Eingriffsspur
    32A
    Ausschieberampe
    34
    Zweite Eingriffsspur
    34A
    Ausschieberampe
    36
    Stift (Pin)
    38
    Stift (Pin)
    40
    Kraftübertragungselement (Kipphebel)
    42
    Hebelachse
    43
    Hebelachsenlagerbock
    44
    Nockenfolger
    46
    Hubeinrichtung
    48
    Erstes elastisches Element
    50
    Erster Zylinder
    52
    Steuerkolben
    54
    Zweites elastisches Element
    56
    Entlüftungskanal
    58
    Steuerfluidraum
    60
    Steuerfluidkanal
    62
    Zuführungskanal
    64
    Zweiter Zylinder
    66
    Ablasskanal
    68
    Steuerfluidversorgungseinrichtung
    70
    Lagerbock
    72
    Erster Versorgungskanal
    74
    Zweiter Versorgungskanal
    76
    Lagerschale
    78
    Erster Ringsegmentkanal
    80
    Zweiter Ringsegmentkanal
    82
    Querkanal

Claims (15)

  1. Variabler Ventiltrieb (10) für eine Brennkraftmaschine, aufweisend:
    eine Nockenwelle (12);
    ein Gaswechselventil (18, 20);
    einen Nockenträger (22), der drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle (12) angeordnet ist und einen ersten Nocken (28) und einen zweiten Nocken (30) aufweist;
    eine Kraftübertragungsvorrichtung (16) mit einem Kraftübertragungselement (40), insbesondere einem Schlepphebel oder einem Kipphebel, das in Abhängigkeit von einer Axialposition des Nockenträgers (22) wahlweise eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Nocken (28) und dem Gaswechselventil (18, 20) oder zwischen dem zweiten Nocken (30) und dem Gaswechselventil (18, 20) herstellt; gekennzeichnet durch
    einen ersten Aktor (24) zum axialen Verschieben des Nockenträgers (22), wobei der erste Aktor (24) zumindest teilweise in der Kraftübertragungsvorrichtung (16) aufgenommen ist.
  2. Variabler Ventiltrieb (10) nach Anspruch 1, wobei:
    die Kraftübertragungsvorrichtung (16) eine Hebelachse (42), insbesondere eine Kipphebelachse oder eine Schlepphebelachse, aufweist, und
    der erste Aktor (24) zumindest teilweise in der Hebelachse (42) aufgenommen ist.
  3. Variabler Ventiltrieb (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei:
    die Kraftübertragungsvorrichtung (16) einen Hebelachsenlagerbock (43) aufweist, und
    der erste Aktor (24) zumindest teilweise in dem Hebelachsenlagerbock (43) aufgenommen ist.
  4. Variabler Ventiltrieb (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei:
    der erste Aktor (24) zumindest teilweise in dem Kraftübertragungselement (40) aufgenommen ist.
  5. Variabler Ventiltrieb (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    der erste Aktor (24) elektromagnetisch, pneumatisch und/oder hydraulisch betätigt ist; und
    eine Ansteuerungsleitung (62) zum Betätigen des ersten Aktors (24) zumindest teilweise in der Kraftübertragungsvorrichtung (16), insbesondere dem Kraftübertragungselement (40), der Hebelachse (42) und/oder dem Hebelachsenlagerbock (43), aufgenommen ist.
  6. Variabler Ventiltrieb (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Aktor (24) aufweist:
    einen ein- und ausfahrbaren Stift (36), der mit einer ersten, sich vorzugsweise spiralförmig um die Längsachse der Nockenwelle (12) erstreckenden, Eingriffsspur (32) zum axialen Verschieben der Nockenwelle (12) in Eingriff bringbar ist.
  7. Variabler Ventiltrieb (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Aktor (24) eine, vorzugsweise hydraulische, Hubeinrichtung (46) mit einem ersten Zylinder (50) und einem Steuerkolben (52), der verschiebbar in dem ersten Zylinder (50) angeordnet ist, aufweist, wobei der Steuerkolben (52) in Wirkverbindung oder integral ausgebildet mit dem Stift (36) ist.
  8. Variabler Ventiltrieb (10) nach Anspruch 7, wobei:
    die Hubeinrichtung (46) verschiebbar in einem zweiten Zylinder (64) des ersten Aktors (24) angeordnet ist.
  9. Variabler Ventiltrieb (10) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei:
    an einem Ende der ersten Eingriffsspur (32) eine Ausschieberampe (32A) angeordnet ist, die beim Ausspuren des Stifts (36) die Hubeinrichtung (46) in dem zweiten Zylinder (64) in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Nockenträger (22) von einer ersten Position zu einer zweiten Position verschiebt.
  10. Variabler Ventiltrieb (10) nach Anspruch 9, wobei ein erstes elastisches Element (48), insbesondere eine Feder, die Hubeinrichtung (46) in einer Richtung zu der ersten Position vorspannt.
  11. Variabler Ventiltrieb (10) nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei der erste Aktor (24) ferner aufweist:
    einen Steuerfluidzuführkanal (62), der in der ersten Position der Hubeinrichtung (46) in Fluidverbindung mit einem Steuerfluidraum (58) der Hubeinrichtung (46) steht; und/oder
    einen Steuerfluidablasskanal (66), der in der zweiten Position der Hubeinrichtung (46) in Fluidverbindung mit einem Steuerfluidraum (58) der Hubeinrichtung (46) steht.
  12. Variabler Ventiltrieb (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei der erste Aktor (24) ferner aufweist:
    ein zweites elastisches Element (54), insbesondere eine Feder, die den Steuerkolben (52) in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Nockenträger (22) vorspannt.
  13. Variabler Ventiltrieb (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend einen zweiten Aktor (26) zum axialen Verschieben des Nockenträgers (22), wobei:
    der zweite Aktor (26) zumindest teilweise in der Kraftübertragungsvorrichtung (16), insbesondere einer Hebelachse (42) der Kraftübertragungsvorrichtung (16), einem Hebelachsenlagerbock (43) der Kraftübertragungsvorrichtung (16) und/oder dem Kraftübertragungselement (40) der Kraftübertragungsvorrichtung (16), aufgenommen ist; und/oder
    der zweite Aktor (26) wie der erste Aktor (24) ausgebildet ist.
  14. Variabler Ventiltrieb (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend eine Steuerfluidversorgungseinrichtung (68) für den ersten Aktor (24) und/oder den zweiten Aktor (26), aufweisend:
    einen Lagerbock (70), der die Nockenwelle (12) drehbar lagert und einen ersten Steuerfluidversorgungskanal (72) und einen zweiten Steuerfluidversorgungskanal (74), der stromabwärts des ersten Steuerfluidversorgungskanals (72) angeordnet ist, aufweist,
    wobei der erste Steuerfluidversorgungskanal (72) und der zweite Steuerfluidversorgungskanal (74) selektiv in Abhängigkeit von einem Drehwinkel der Nockenwelle (12) in Fluidverbindung bringbar sind, insbesondere über einen Kanal, vorzugsweise eine Querkanal, der Nockenwelle (12).
  15. Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einem variablen Ventiltrieb (10) nach einem der vorherigen Ansprüche.
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