DE102004033963A1 - Internal combustion engine for e.g. vehicle has cylinder head and camshaft, which activates charge-cycle valve over cam follower on which fourth bearing is provided between first and third bearing, which form swivel axis to lift valve - Google Patents

Internal combustion engine for e.g. vehicle has cylinder head and camshaft, which activates charge-cycle valve over cam follower on which fourth bearing is provided between first and third bearing, which form swivel axis to lift valve Download PDF

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Abstract

The internal combustion engine has a cylinder head (32) and a camshaft (28). The camshaft mechanically activates the charge-cycle valve (10) over a cam follower (12). A fourth bearing (36) is provided on cam follower between first bearing (16) and third bearing (24). The cam follower has flexible bearing device (38) and the first bearing, both of which are fixed or switchable, in respect of the cylinder head. The first bearing, the second bearing (22) or the fourth bearing form a swivel axis for the cam follower to lift the charge-cycle valve, so that it is lifted by a small distance, is not lifted at all or lifted full distance as required in each case. The third bearing is provided between the first bearing and second bearing with the cam follower abutting a cam (26) of the camshaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Zylinderkopf, wenigstens einer Nockenwelle, die über wenigstens einen Schlepphebel, insbesondere Rollenschlepphebel, wenigstens ein Gaswechselventil mechanisch betätigt, wobei der Schlepphebel an einem ersten Ende ein erstes Lager aufweist, das eine erste Schwenkachse für den Schlepphebel ausbildet, an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende ein zweites Lager aufweist, mit dem sich der Schlepphebel am Gaswechselventil abstützt, und zwischen dem ersten und dem zweiten Lager ein drittes Lager aufweist, mit dem der Schlepphebel an einem Nocken der Nockenwelle anliegt, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with a cylinder head, at least one camshaft, over at least a drag lever, in particular roller rocker arm, at least a gas exchange valve mechanically actuated, the rocker arm on a first end having a first pivot axis for the Towing lever forms, at a first end opposite second end has a second bearing, with which the drag lever supported on the gas exchange valve, and a third camp between the first and the second camp having, with the cam follower on a cam of the camshaft according to the preamble of claim 1

Im Stand der Technik sind verschiedene Ventilsteuerungen bekannt, die überwiegend eine komplexe Mechanik sowie daraus resultierend eine deutliche Reibleistungszunahme aufweisen. Die thermodynamisch erzielbaren Vorteile vollvariabler Ventilsteuerungen werden zumindest teilweise durch die Reibleistungszunahme kompensiert. Ferner weisen diese Systeme aufgrund der Komplexität hohe Mehrkosten auf.in the State of the art, various valve controls are known, the predominant a complex mechanics as well as a clear result Have friction loss increase. The thermodynamically achievable Advantages of fully variable valve controls are at least partially compensated by the friction increase. Furthermore, they have Systems due to complexity high additional costs.

Aus der DE 201 16 652 U1 ist ein von einer Nockenwelle betätigter Rollenschlepphebel für ein Gaswechselventil bekannt, welcher aus zwei Teilhebeln besteht, die über eine Gelenkachse gelenkig miteinander verbunden sind. Ein schaltbares Verriegelungselement verriegelt oder entriegelt die Gelenkachse, wodurch die Kraftübertragung zwischen Nockenwelle und Gaswechselventil auf Vollhub oder Minihub umschaltbar ist.From the DE 201 16 652 U1 is known from a camshaft operated roller cam followers for a gas exchange valve, which consists of two partial levers, which are hinged together via a hinge axis. A switchable locking element locks or unlocks the articulated axle, whereby the power transmission between camshaft and gas exchange valve can be switched over to full stroke or mini stroke.

Die DE 198 38 926 A1 beschreibt einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welcher einen von einem Nocken beaufschlagten Schlepphebel umfasst, der auf einem Abstützelement gelagert ist. In einem Gehäuse des Abstützelementes ist ein Druckkolben axial beweglich aufgenommen. Dieser ist derart vom Gehäuse über ein Koppelmittel abkoppelbar, dass das betreffende Gaswechselventil geschlossen bleibt und der Schlepphebel eine Schwenkbewegung um ein Ende dieses Gaswechselventils vollzieht.The DE 198 38 926 A1 describes a switchable valve train of an internal combustion engine, which comprises a cam lever acted upon by a cam, which is mounted on a support element. In a housing of the support element, a pressure piston is received axially movable. This is such from the housing via a coupling means decoupled that the gas exchange valve in question remains closed and the drag lever performs a pivotal movement about one end of this gas exchange valve.

Aus der DE 199 14 044 A1 ist ein vom Nockenhub abschaltbarer Kipphebel bekannt. Dieser Kipphebel ist mit seiner Achse in einem Langloch eines Lagerbockes längsbeweglich geführt und kann über Sperrelemente mit dem Lagerbock verbunden bzw. zur Erzielung eines Nullhubes eines beaufschlagten Gaswechselventils über diese Sperrelemente vom Lagerbock getrennt werden.From the DE 199 14 044 A1 is known from the cam lift switchable rocker arm. This rocker arm is longitudinally movably guided with its axis in a slot of a bearing block and can be connected via locking elements with the bearing block or separated to achieve a zero stroke of an acted gas exchange valve on these locking elements from the bearing block.

Aus der DE 41 22 142 A1 ist ein mit einer Rolle versehener Schlepphebel zur Nocken gesteuerten Betätigung von Gaswechselventilen bekannt. Jeder Schlepphebel hat einen mit einem kreisbogenförmigen Längsabschnitt versehenen Arm. Entlang dieses Längsabschnittes ist ein Widerlagerpunkt in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine verschiebbar. Die dadurch veränderten Hebelarmverhältnisse am Schlepphebel variieren den Ventilhub.From the DE 41 22 142 A1 is a provided with a roller rocker arm for cam-controlled operation of gas exchange valves known. Each rocker arm has a provided with a circular arc-shaped longitudinal arm. Along this longitudinal section, an abutment point is displaceable as a function of parameters of the internal combustion engine. The resulting lever arm conditions on the rocker arm vary the valve lift.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine variable Ventilhubsteuerung zur Verfügung zu stellen, welche bei Verzicht auf das thermodynamische Optimum nur eine geringe Reibleistungszunahme sowie günstige Herstellkosten aufweist.Of the Invention is based on the object, a variable valve lift to disposal to provide, which waives the thermodynamic optimum has only a small friction increase and low production costs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.These The object is achieved by a Internal combustion engine o.g. Type with the characterized in claim 1 Characteristics solved. Advantageous embodiments of the invention are in the other claims described.

Dazu ist es bei einer Brennkraftmaschine der o.g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass an dem Schlepphebel ein viertes Lager zwischen dem ersten Lager und dem dritten Lager vorgesehen ist, mit dem der Schlepphebel mit einer Lagervorrichtung gelenkig verbunden ist, welche bzgl. des Zylinderkopfes schaltbar wahlweise fixiert oder beweglich ist, und dass das erste Lager bzgl. des Zylinderkopfes schaltbar wahlweise fixiert oder beweglich ist, so dass wahlweise das erste Lager, das zweite Lager oder das vierte Lager eine Schwenkachse für den Schlepphebel entsprechend jeweils einem Kleinhub, einem Nullhub oder einem Vollhub des zugeordneten Gaswechselventils ausbildet.To it is in an internal combustion engine o.g. Art provided according to the invention, that on the finger follower a fourth bearing between the first bearing and the third bearing is provided, with the drag lever with a bearing device is hingedly connected, which with respect to the Cylinder head switchable either fixed or movable, and that the first bearing with respect to the cylinder head switchable selectively fixed or is movable, so that optionally the first bearing, the second Bearings or the fourth bearing a pivot axis for the finger follower accordingly each a small stroke, a zero stroke or a full stroke of the associated gas exchange valve formed.

Dies hat den Vorteil, dass auf einfache Weise und ohne starke Zunahme der Reibleistung eine Hub-Umschaltung des Schlepphebels und damit eine Hub-Umschaltung des zugeordneten Gaswechselventils zur Verfügung steht.This has the advantage that in a simple way and without a strong increase the friction power a stroke switching of the finger lever and thus a stroke switching of the associated gas exchange valve is available.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lagervorrichtung für das vierte Lager ein Vollhubstempel, welcher in einer Bohrung im Zylinderkopf axial verschiebbar geführt ist, wobei eine erste Sperrvorrichtung vorgesehen ist, welche den Vollhubstempel wahlweise in der Bohrung fixiert.In a preferred embodiment is the storage device for the fourth bearing a full - stroke stamp, which in a hole in the Cylinder head is guided axially displaceable, wherein a first locking device is provided, which the full-stroke punch either in the bore fixed.

Zweckmäßigerweise ist das erste Lager gelenkig mit einem Kleinhubstempel verbunden, welcher in einer Bohrung im Zylinderkopf axial verschiebbar geführt ist, wobei eine zweite Sperrvorrichtung vorgesehen ist, welche den Kleinhubstempel wahlweise in der Bohrung fixiert.Conveniently, the first bearing is pivotally connected to a Kleinhubstempel, which is guided axially displaceably in a bore in the cylinder head, wherein a second locking device is provided which the Kleinhubstempel optionally fixed in the bore.

Eine unerwünschte gleichzeitige Fixierung von Vollhubstempel und Kleinhubstempel wird dadurch funktionssicher vermieden, dass die erste Sperrvorrichtung und die zweite Sperrvorrichtung als ein einziges, innerhalb des Zylinderkopfes zwischen den Bohrungen von Vollhubstempel und Kleinhubstempel verschiebbares Bauteil derart ausgebildet und angeordnet ist, dass wahlweise der Vollhubstempel oder der Kleinhubstempel oder keiner von beiden in der jeweiligen Bohrung fixiert ist.A undesirable simultaneous fixation of full stop stamp and Kleinhubstempel is This reliably prevents the first locking device and the second locking device as a single, within the Cylinder head between the holes of full-stroke punch and small punch displaceable component is designed and arranged such that either the full-stroke stamp or the Kleinhiestempel or none is fixed by both in the respective bore.

Beispielsweise ist das vierte Lager als Rollenlager oder Gleitlager ausgebildet.For example the fourth bearing is designed as a roller bearing or sliding bearing.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt inThe The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. These shows in

1 eine schematische Darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer Ventilbetätigung mit einem Rollenschlepphebel für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, 1 1 is a schematic representation of a first preferred embodiment of a valve actuation with a roller rocker arm for an internal combustion engine according to the invention,

2 eine schematische Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer Ventilbetätigung mit einem Rollenschlepphebel für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, 2 a schematic representation of a second preferred embodiment of a valve actuation with a roller rocker arm for an internal combustion engine according to the invention,

3 eine schematische Darstellung der Ventilbetätigung gemäß 1 im Zustand "Nullhub", 3 a schematic representation of the valve actuation according to 1 in the state "zero stroke",

4 eine schematische Darstellung der Ventilbetätigung gemäß 1 im Zustand "Kleinhub", 4 a schematic representation of the valve actuation according to 1 in the state "small lift",

5 eine schematische Darstellung der Ventilbetätigung gemäß 1 im Zustand "Vollhub", 5 a schematic representation of the valve actuation according to 1 in the state "full stroke",

6 eine schematische Darstellung einer alternativen bevorzugten Ausführungsform einer Ventilbetätigung mit einem Rollenschlepphebel für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine im Zustand "Nullhub", 6 a schematic representation of an alternative preferred embodiment of a valve actuation with a roller rocker arm for an internal combustion engine according to the invention in the state "zero stroke",

7 eine schematische Darstellung der alternativen Ausführungsform gemäß 6 im Zustand "Kleinhub", 7 a schematic representation of the alternative embodiment according to 6 in the state "small lift",

8 eine schematische Darstellung der alternativen Ausführungsform gemäß 6 im Zustand "Vollhub" und 8th a schematic representation of the alternative embodiment according to 6 in the state "full stroke" and

9 eine graphische Veranschaulichung des Ventilhubes über den Kurbelwinkel. 9 a graphic illustration of the valve lift over the crank angle.

Die aus 1 ersichtliche, erste bevorzugte Ausführungsform einer Betätigung eines Gaswechselventils 10 für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine umfasst einen Rollenschlepphebel 12, welcher an einem ersten Ende 14 mit einem ersten Lager 16 in Form eines Schwenkgelenkes gelenkig mit einem Kleinhubstempel 18, an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende 20 ein zweites Lager 22 aufweist, mit dem sich der Rollenschlepphebel 12 am Gaswechselventil 10 abstützt, und zwischen dem ersten Lager 16 und dem zweiten Lager 22 ein drittes Lager 24 in Form einer Rolle aufweist, mit dem der Rollenschlepphebel 12 an einem Nocken 26 einer Nockenwelle 28 anliegt. Der Kleinhubstempel 18 ist in einer Führungsbohrung 30 in einem Zylinderkopf 32 axial geführt. Im Bereich der Auflage des zweiten Endes 20 des Rollenschlepphebels 12 auf dem Gaswechselventil 10 mit dem zweiten Lager 22 ist eine Ventilfeder 34 vorgesehen, welche das Gaswechselventil 10 in Schließrichtung mit Kraft beaufschlagt. Dieses Gaswechselventil 10 ist beispielsweise ein Einlassventil oder ein Auslassventil.From 1 apparent, first preferred embodiment of an actuation of a gas exchange valve 10 for an internal combustion engine according to the invention comprises a roller rocker arm 12 which is at a first end 14 with a first camp 16 in the form of a swivel joint hinged with a Kleinhöpempel 18 at a second end opposite the first end 20 a second camp 22 has, with which the roller rocker arm 12 at the gas exchange valve 10 supports, and between the first camp 16 and the second camp 22 a third camp 24 in the form of a roller with which the roller rocker arm 12 on a cam 26 a camshaft 28 is applied. The Kleinhöpempel 18 is in a pilot hole 30 in a cylinder head 32 axially guided. In the area of the second end edition 20 of the roller cam follower 12 on the gas exchange valve 10 with the second camp 22 is a valve spring 34 provided, which is the gas exchange valve 10 acted upon in the closing direction with force. This gas exchange valve 10 is for example an inlet valve or an outlet valve.

Erfindungsgemäß ist an dem Rollenschlepphebel 12 zwischen dem ersten Lager 16 am ersten Ende 14 des Rollenschlepphebels 12 und dem dritten Lager 24 in Form des Rollenelementes ein viertes Lager 36 in Form einer Abstützrolle ausgebildet. Diese Abstützrolle stützt sich auf einen Vollhubstempel 38, welcher in einer Führungsbohrung 40 im Zylinderkopf 32 axial geführt ist. Eine Stützfeder 42 stützt sich am Zylinderkopf 32 ab und drückt den Vollhubstempel 38 gegen das vierte Lager (Abstützrolle) 36 des Rollenschlepphebels 12.According to the invention is on the Rollenschlepphebel 12 between the first camp 16 at the first end 14 of the roller cam follower 12 and the third camp 24 in the form of the roller element, a fourth bearing 36 formed in the form of a support roller. This support roller relies on a full-stroke punch 38 which is in a guide hole 40 in the cylinder head 32 is guided axially. A support spring 42 rests on the cylinder head 32 and pushes the full-blown temple 38 against the fourth bearing (support roller) 36 of the roller cam follower 12 ,

Ein erstes Sperrelement 44 ist im Zylinderkopf 32 axial verschiebbar derart vorgesehen, dass es wahlweise in die Führungsbohrung 40 des Vollhubstempels 38 eingreift und durch ein Loch 46 im Vollhubstempel 38 hindurch greifend den Vollhubstempel 38 innerhalb der Führungsbohrung 40 fixiert. In analoger Weise ist ein zweites Sperrelement 48 im Zylinderkopf 32 axial verschiebbar derart vorgesehen, dass es wahlweise in die Führungsbohrung 30 des Kleinhubstempels 18 eingreift und durch ein Loch 50 im Kleinhubstempel 18 hindurch greifend den Kleinhubstempel 18 innerhalb der Führungsbohrung 30 fixiert.A first blocking element 44 is in the cylinder head 32 axially displaceable provided such that it is optional in the guide bore 40 of the full-fat temple 38 engages and through a hole 46 in full stroke temple 38 reaching through the full-blown temple 38 within the guide hole 40 fixed. Analogously, a second blocking element 48 in the cylinder head 32 axially displaceable provided such that it is optional in the guide bore 30 of the small-scale temple 18 engages and through a hole 50 in Kleinhöpempel 18 reaching through the small scale temple 18 within the guide hole 30 fixed.

Je nach dem, welcher der Hubstempel 18, 38 in der jeweiligen Führungsbohrung 30, 40 blockiert ist, ergibt sich eine unterschiedliche Lage für eine Schwenkachse des Rollenschlepphebels 12, was zu unterschiedlichem Hub des zugeordneten Gaswechselventils 10 führt. Dies ist in den 3 bis 5 veranschaulicht.Depending on which of the Hubstempel 18 . 38 in the respective guide bore 30 . 40 is blocked, results in a different position for a pivot axis of the roller cam follower 12 , resulting in different stroke of the associated gas exchange valve 10 leads. This is in the 3 to 5 illustrated.

In 3 ist keiner der Hubstempel 18, 38 in seiner jeweiligen Führungsbohrung 30, 40 fixiert, d.h. erstes und zweites Sperrelement 44, 48 sind aus den Führungsbohrungen 30 und 40 heraus gezogen und der Kleinhubstempel 18 wie auch der Vollhubstempel 38 können sich innerhalb der jeweiligen Führungsbohrungen 30, 40 axial bewegen. In diesem Zustand verschwenkt der Rollenschlepphebel im Wesentlichen um eine Schwenkachse 52, welche von dem zweiten Lager 22 ausgebildet wird, d.h. um die Auflage des Rollenschlepphebels 12 auf dem Gaswechselventil 10. Hierzu muss lediglich die Stützfeder 42 weicher sein als die Ventilfeder 34. In der Folge bleibt trotz Einwirken des Nockens 26 auf den Rollenschlepphebel das Gaswechselventil in seiner geschlossenen Stellung, d.h. es führt keinen Hub aus. Dieser Zustand wird daher als "Nullhub" bezeichnet.In 3 is none of the Hubstempel 18 . 38 in its respective guide bore 30 . 40 fixed, ie first and second blocking element 44 . 48 are from the pilot holes 30 and 40 pulled out and the small scale temple 18 as well as the full-blown temple 38 can be within the respective guide holes 30 . 40 move axially. In this state, the roller cam follower pivots substantially about a pivot axis 52 that of the second camp 22 is formed, ie to the support of the roller cam follower 12 on the gas exchange valve 10 , For this purpose, only the support spring 42 be softer than the valve spring 34 , The result remains despite the action of the cam 26 on the roller rocker arm the gas exchange valve in its closed position, ie it does not perform a stroke. This condition is therefore called a "zero stroke".

Bei dem in 4 dargestellten Zustand ist das zweite Sperrelement 48 in die Führungsbohrung 30 des Kleinhubstempels 18 hinein und durch das Loch 50 im Kleinhubstempel 18 hindurch geschoben, so dass der Kleinhubstempel 18 in seiner Führungsbohrung 30 gegen axiale Bewegung fixiert ist. Der Vollhubstempel 38 ist nach wie vor, wie bei 3, axial in der Führungsbohrung 40 beweglich. Hierdurch verschwenkt der Rollenschlepphebel 12 um eine Schwenkachse 54, welche von dem ersten Lager 16 ausgebildet wird. Aufgrund der Hebelverhältnisse führt dadurch das Gaswechselventil 10 einen kleinen Hub aus. Dieser Zustand wird daher als "Kleinhub" bezeichnet.At the in 4 shown state is the second blocking element 48 in the guide hole 30 of the small-scale temple 18 into and through the hole 50 in Kleinhöpempel 18 pushed through, so that the Kleinhöpempel 18 in his guide hole 30 is fixed against axial movement. The full-blown temple 38 is still like at 3 , axially in the guide hole 40 movable. As a result, the roller cam follower pivots 12 around a pivot axis 54 , which from the first camp 16 is trained. Due to the leverage thereby introduces the gas exchange valve 10 a small stroke. This condition is therefore called a "small stroke".

Bei dem in 5 dargestellten Zustand ist der Vollhubstempel 38 in seiner Führungsbohrung 40 gegen axiale Bewegung fixiert, indem das erste Sperrelement 44 in die Führungsbohrung 40 des Vollhubstempels 38 hinein und durch das Loch 46 im Vollhubstempel 38 hindurch greift. Dagegen ist das zweite Sperrelement 48 von der Führungsbohrung 30 für den Kleinhubstempel 18 zurück gezogen, so dass dieser frei in der Führungsbohrung 30 axial beweglich ist. Hierdurch verschwenkt der Rollenschlepphebel 12 um eine Schwenkachse 56, welche von dem vierten Lager 36, d.h. der Abstützrolle, ausgebildet wird. Aufgrund der veränderten Hebelverhältnisse führt das Gaswechselventil 10 unter der Einwirkung des Rollenschlepphebels 12 im Vergleich zum Zustand "Kleinhub" einen großen Hub aus. Dieser Zustand wird daher als "Vollhub" bezeichnet. Diese Stellung der Sperrelemente 44 und 48 ist die Standardstellung und die in 3 und 4 gezeigten Stellungen der Sperrelemente 44 und 48 sind Umschaltungen des Ventilhubes für spezielle Betriebszustände der Brennkraftmaschine.At the in 5 shown state is the Vollhiestempel 38 in his guide hole 40 fixed against axial movement by the first locking element 44 in the guide hole 40 of the full-fat temple 38 into and through the hole 46 in full stroke temple 38 reaches through. In contrast, the second blocking element 48 from the pilot hole 30 for the Kleinhästempel 18 pulled back, leaving this free in the guide hole 30 is axially movable. As a result, the roller cam follower pivots 12 around a pivot axis 56 , which from the fourth camp 36 , ie the support roller, is formed. Due to the changed leverage the gas exchange valve leads 10 under the influence of the roller rocker arm 12 Compared to the state "small stroke" a big stroke. This condition is therefore referred to as "full stroke". This position of the locking elements 44 and 48 is the default position and the in 3 and 4 shown positions of the locking elements 44 and 48 are switching the valve lift for special operating conditions of the internal combustion engine.

2 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer Betätigung eines Gaswechselventils 10 für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, wobei funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in 1 und 3 bis 5 bezeichnet sind, so dass zu deren Erläuterung auf die obige Beschreibung der 1 und 3 bis 5 verwiesen wird. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 1 ist das vierte Lager 36 als Gleitlager ausgebildet. Die Funktionsweise der Sperrelemente mit entsprechender Umschaltung des Ventilhubes funktioniert identisch wie oben unter Bezugnahme auf 3 bis 5 erläutert. 2 shows a second preferred embodiment of an operation of a gas exchange valve 10 for an internal combustion engine according to the invention, wherein functionally identical parts with the same reference numerals as in 1 and 3 to 5 are designated so that their explanation to the above description of 1 and 3 to 5 is referenced. In contrast to the embodiment according to 1 is the fourth camp 36 designed as a plain bearing. The operation of the locking elements with appropriate switching of the valve lift works identically as above with reference to 3 to 5 explained.

6 bis 8 zeigen eine dritte bevorzugte Ausführungsform einer Betätigung eines Gaswechselventils 10 für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, wobei funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in 1 bis 5 bezeichnet sind, so dass zu deren Erläuterung auf die obige Beschreibung der 1 bis 5 verwiesen wird. Im Unterschied zur ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsformen der 1 und 2 sind die Sperrelemente als ein einziges Bauteil 58 ausgebildet, welches axial im Zylinderkopf 32 verschiebbar zwischen den Führungsbohrungen 30, 40 ist. Bei dem in 6 dargestellten Zustand befindet sich das kombinierte Sperrelement 58 für beide Hubstempel 18, 38 in einer mittleren Position zwischen den Führungsbohrungen 30 und 40 und ragt in keine der Führungsbohrungen 30, 40 hinein. Dadurch ist weder der Kleinhubstempel 18 noch der Vollhubstempel 38 in der jeweiligen Führungsbohrung 30, 40 fixieret, so dass dies den Zustand "Nullhub" analog zu 3 darstellt. Bei dem in 7 dargestellten Zustand befindet sich das kombinierte Sperrelement 58 für beide Hubstempel 18, 38 in einer in Richtung Führungsbohrung 30 für den Kleinhubstempel 18 verschobenen Stellung und ragt in diese Führungsbohrung 30 hinein und durch das Loch 50 im Kleinhubstempel 18 hindurch. Dadurch ist der Kleinhubstempel 18 in seiner Führungsbohrung 30 fixiert, wohingegen der Vollhubstempel 38 weiterhin frei in seiner Führungsbohrung 40 axial bewegbar ist. Dies entspricht dem Zustand "Kleinhub" analog 4. Bei dem in 8 dargestellten Zustand befindet sich das kombinierte Sperrelement 58 für beide Hubstempel 18, 38 in einer in Richtung Führungsbohrung 40 für den Vollhubstempel 38 verschobenen Stellung und ragt in diese Führungsbohrung 40 und durch das Loch 46 im Vollhubstempel 38 hindurch. Dadurch ist der Vollhubstempel 38 in seiner Führungsbohrung 40 fixiert, wohingegen der Kleinhubstempel 18 weiterhin frei in seiner Führungsbohrung 30 axial bewegbar ist. Dies entspricht dem Zustand "Vollhub" analog 5. 6 to 8th show a third preferred embodiment of an actuation of a gas exchange valve 10 for an internal combustion engine according to the invention, wherein functionally identical parts with the same reference numerals as in 1 to 5 are designated so that their explanation to the above description of 1 to 5 is referenced. In contrast to the first and second preferred embodiments of 1 and 2 the locking elements are as a single component 58 formed, which axially in the cylinder head 32 slidable between the guide holes 30 . 40 is. At the in 6 shown state is the combined blocking element 58 for both strokes 18 . 38 in a middle position between the guide holes 30 and 40 and does not protrude into any of the pilot holes 30 . 40 into it. As a result, neither the Kleinhubstempel 18 still the full-blown temple 38 in the respective guide bore 30 . 40 fixes, so that this is the state "zero stroke" analogous to 3 represents. At the in 7 shown state is the combined blocking element 58 for both strokes 18 . 38 in one direction guide bore 30 for the Kleinhästempel 18 shifted position and protrudes into this guide hole 30 into and through the hole 50 in Kleinhöpempel 18 therethrough. This is the Kleinhöpempel 18 in his guide hole 30 fixed, whereas the full-stroke temple 38 still free in its pilot hole 40 is axially movable. This corresponds to the state "small stroke" analog 4 , At the in 8th shown state is the combined blocking element 58 for both strokes 18 . 38 in one direction guide bore 40 for the full-stroke temple 38 shifted position and protrudes into this guide hole 40 and through the hole 46 in full stroke temple 38 therethrough. This is the full-stroke stamp 38 in his guide hole 40 fixed, whereas the Kleinhöpempel 18 still free in its pilot hole 30 is axially movable. This corresponds to the state "full stroke" analog 5 ,

Der besondere Vorteil dieser dritten Ausführungsform gemäß 6 bis 8 mit einem einzigen Sperrelement 58 hat den Vorteil, dass ein versehentliches Sperren gleichzeitig von beiden Hubstempeln 18, 38, was zu einer Beschädigung des Ventiltriebes führen würde, wirksam vermieden ist, da das Sperrelement 58 nur in eine der Führungsbohrungen 30, 40 hinein ragen kann.The particular advantage of this third embodiment according to 6 to 8th with a single blocking element 58 has the advantage of being accidentally locked simultaneously by both lifting dies 18 . 38 , which would lead to damage to the valve train, is effectively avoided, since the blocking element 58 only in one of the guide holes 30 . 40 can protrude into it.

9 veranschaulicht einen Ventilhub in mm, welcher auf einer vertikalen Achse 60 aufgetragen ist, über einen Kurbelwinkel in °KW nach ZOT, welcher auf einer horizontalen Achse 62 aufgetragen ist. Eine erster Graph 64 zeigt den Verlauf des Ventilhubes über den Kurbelwinkel im Zustand "Vollhub" gemäß der vorliegenden Erfindung (3 und 6), ein zweiter Graph 66 zeigt den Verlauf des Ventilhubes über den Kurbelwinkel im Zustand "Kleinhub" gemäß der vorliegenden Erfindung (4 und 7) und ein dritter Graph 68 zeigt den thermodynamisch wünschenswerten Verlauf des Ventilhubes über den Kurbelwinkel im Zustand "Kleinhub". Wie ersichtlich, wird dieser thermodynamisch optimierte Zustand bei einer Lagerung des Rollenschlepphebels 12 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht erreicht. Trotzdem ergibt sich eine Verbesserung, da bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Reibleistung wesentlich kleiner ist, als bei im Stand der Technik bekannten Anordnung, die den Verlauf des dritten Graphen 68 erzielen. 9 illustrates a valve lift in mm, which on a vertical axis 60 is plotted, over a crank angle in ° KW after ZOT, which on a horizontal axis 62 is applied. A first graph 64 shows the course of the valve lift over the crank angle in the state "full stroke" according to the present invention ( 3 and 6 ), a second graph 66 shows the course of the valve lift over the crank angle in the state "small stroke" according to the present invention ( 4 and 7 ) and a third graph 68 shows the thermodynamically desirable course of the valve lift over the crank angle in the state "small stroke". As can be seen, this thermodynamically optimized state during storage of the roller rocker arm 12 not achieved according to the present invention. Nevertheless, there is an improvement, since in the arrangement according to the invention, the friction power is much smaller than in the prior art arrangement, the course of the third graph 68 achieve.

Erfindungsgemäß sind somit zwei statt einem Drehpunkt für den Rollenschlepphebel 12 vorgesehen. Über die Strecke Rollenabgriff-Drehpunkt 70 (3) und Rollenabgriff-Ventilbetätigung (36 oder 16) kann gemäß Strahlensatz der Hub in 2 Stufen variiert werden.According to the invention thus two instead of a fulcrum for the roller rocker arm 12 intended. About the range roller tap pivot 70 ( 3 ) and roller tap valve actuation ( 36 or 16 ), the stroke can be varied in 2 stages according to the set of radiation.

Der Rollenschlepphebel bleibt in seiner Grundkonstruktion erhalten. Das Drehgelenk 16 wird nun nicht mehr fest am Zylinderkopf gelagert, sondern an dem Kleinhubstempel 18, der in der Führungsbohrung 30 im Zylinderkopf 32 verschiebbar gelagert ist. Der zweite Drehpunkt 56 (4, 7) wird über die am Schlepphebel 12 befestigte Abstützrolle 36 dargestellt. Diese rollt auf dem Vollhubstempel 38 ab, der ebenfalls über die Bohrung 40 im Zylinderkopf 32 geführt wird. Der Vollhubstempel 38 oder der Kleinhubstempel 18 können über separat schaltbare Sperrvorrichtungen 44, 48 zumindest annähernd spielfrei relativ zum Zylinderkopf 32 fixiert werden. Eine vorzugsweise weiche Stützfeder 42 garantiert ständiges Anliegen des Vollhubstempels 38 an der Abstützrolle 36.The roller cam follower is retained in its basic construction. The swivel joint 16 is no longer stored firmly on the cylinder head, but on the Kleinhöpempel 18 in the guide hole 30 in the cylinder head 32 is slidably mounted. The second pivot 56 ( 4 . 7 ) is about the on the rocker arm 12 fixed support roller 36 shown. This rolls on the full stroke temple 38 off, which also over the hole 40 in the cylinder head 32 to be led. The full-blown temple 38 or the minibus stamp 18 can be used with separately switchable locking devices 44 . 48 at least approximately free of play relative to the cylinder head 32 be fixed. A preferably soft support spring 42 Guaranteed constant concern of the full stop stamp 38 on the support roller 36 ,

Bei Blockierung des Kleinhubstempels 18 (4, 7) arbeitet der Rollenschlepphebel 12 gemäß Stand der Technik. Zusätzlich vollführt der Vollhubstempel 38 eine Abrollbewegung auf der Abstützrolle 36 sowie eine Axialbewegung in der Führungsbohrung 40. Wegen der geringen Kräfte ist die Reibleistungszunahme sehr gering. Wird der Vollhubstempel 38 blockiert, so rollt erneut die Abstützrolle 36 auf dem Vollhubstempel 38 ab und der Kleinhubstempel 18 vollführt eine Axialbewegung in seiner Führungsbohrung 30. Die Reibleistungszunahme ist hier etwas höher als bei Blockade des Kleinhubstempels 18, liegt aber immer noch auf sehr niedrigem Niveau.When blocking the Kleinhubstempels 18 ( 4 . 7 ) the roller rocker operates 12 according to the prior art. In addition, the full-stroke temple performs 38 a rolling motion on the support roller 36 and an axial movement in the guide bore 40 , Due to the low forces, the friction loss is very low. Becomes the full-stroke stamp 38 blocked, then rolls again the support roller 36 on the full stroke temple 38 from and the Kleinhästempel 18 performs an axial movement in its guide bore 30 , The frictional increase is slightly higher here than in blockade of the Kleinhubstempels 18 but is still at a very low level.

Ist die Stützfeder 42 des Vollhubstempels 38 sehr weich ausgelegt bzw. bei Unterschreiten eines durch die Schlepphebelgeometrie bedingten Verhältnisses zwischen der Federsteifigkeit der Stützfeder 42 und der Federsteifigkeit der Ventilfeder 34 kann auch ein Nullhub realisiert werden, indem beide Hubstempel 18, 38 nicht blockiert werden. In diesem Falle (3, 6) drückt der Nocken 26 beide Hubstempel 18, 38 in ihren Führungen 30, 40 nach unten und das Ventil 10 bleibt geschlossen. Bei Abrollen des Nockens 26 wird der Kleinhubstempel 18 über das Drehgelenk 16 nach oben gezogen und die Stützfeder 42 drückt den Vollhubstempel 38 nach oben.Is the support spring 42 of the full-fat temple 38 designed very soft or falls below a conditional by the finger lever geometry ratio between the spring stiffness of the support spring 42 and the spring stiffness of the valve spring 34 A zero stroke can also be realized by both lifting pistons 18 . 38 not be blocked. In this case ( 3 . 6 ) presses the cam 26 both strokes 18 . 38 in their guides 30 . 40 down and the valve 10 stays closed. When unrolling the cam 26 becomes the Kleinhöpempel 18 over the hinge 16 pulled up and the support spring 42 pushes the full-blown temple 38 up.

Die Sperrvorrichtung 44, 48 bzw. 58 kann ventil-, zylinder-, zylinderbankindividuell oder für den gesamten Motor gleichzeitig durch elektromagnetisch, piezoelektrisch, mechanisch oder hydraulisch betätigte Blockiervorrichtungen dargestellt werden.The locking device 44 . 48 respectively. 58 can be shown valve, cylinder, cylinder bank individually or for the entire engine simultaneously by electromagnetically, piezoelectrically, mechanically or hydraulically operated blocking devices.

Die zwei- oder dreistufige Hubumschaltung ist für Ein- und/oder Auslassseite geeignet. Da alle Verstellvorrichtungen ortsfest im Zylinderkopf 32 sitzen und nicht in bewegliche Teile integriert sind, ist eine Fertigung besonders einfach und preiswert möglich und es ist mit einer hohen Zuverlässigkeit zu rechnen.The two- or three-stage stroke changeover is suitable for the inlet and / or outlet side. Since all adjusting devices fixed in the cylinder head 32 and are not integrated in moving parts, a production is particularly simple and inexpensive and it is to be expected with a high reliability.

Ein Risiko besteht, wenn gleichzeitig Klein- 18 und Vollhubstempel 38 blockiert sind, da in diesem Falle mit Zerstörung des Zylinderkopfes 32 zu rechnen ist. Daher wird die Verstellvorrichtung vorzugsweise so ausgelegt, dass eine gleichzeitige Blockade beider Hubstempel 18, 38 nicht möglich ist. Im Ausführungsbeispiel gemäß 6 bis 8 wird ein verschiebbarer Blockierstift 58 verwendet, der aufgrund seiner Abmessungen nur einen der beiden Hubstempel 18, 38 gleichzeitig blockieren kann (7 bzw. 8), in der Zwischenstellung (6) jedoch beide Hubstempel 18, 32 zur Realisierung des Nullhubs freigibt.There is a risk if at the same time 18 and full stamp 38 are blocked, since in this case with destruction of the cylinder head 32 is to be expected. Therefore, the adjusting device is preferably designed so that a simultaneous blockage of both lifting rams 18 . 38 not possible. In the embodiment according to 6 to 8th becomes a sliding lock pin 58 used, due to its dimensions, only one of the two lifting rams 18 . 38 can block at the same time ( 7 respectively. 8th ), in the intermediate position ( 6 ) but both strokes 18 . 32 to realize the Nullhubs.

Die Defaultstellung ist zur Sicherstellung eines ordnungsgemäßen Motorbetriebs immer die Vollhubstellung (5 bzw. 8).The default position is always the Vollhubstellung to ensure proper engine operation ( 5 respectively. 8th ).

Die Prinzipskizze der Ventilerhebungskurven gemäß 9 zeigt, dass ein thermodynamisch optimaler Kleinhub 68 nicht erreicht werden kann. Aufgrund der Reibleistungsvorteile gegenüber vollvariablen Ventiltrieben kann jedoch bei geringem Kostenaufwand der größte Teil der Verbrauchsvorteile dennoch realisiert werden.The schematic diagram of the valve lift curves according to 9 shows that a thermodynamically optimal small stroke 68 can not be achieved. Due to the frictional advantages over fully variable valve trains, however, the greatest part of the consumption benefits can still be realized at low cost.

Statt der zweiten Rolle 36 kann auch ein Gleitelement 36 (2) vorgesehen werden. Seine Reibleistung ist wegen der kleinen Wege und Geschwindigkeiten nahe an dem der Rolle.Instead of the second role 36 can also be a sliding element 36 ( 2 ). Its frictional power is close to that of the role because of the small paths and speeds.

Claims (6)

Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Zylinderkopf (32), wenigstens einer Nockenwelle (28), die über wenigstens einen Schlepphebel (12), insbesondere Rollenschlepphebel, wenigstens ein Gaswechselventil (10) mechanisch betätigt, wobei der Schlepphebel (12) an einem ersten Ende (14) ein erstes Lager (16) aufweist, das eine erste Schwenkachse für den Schlepphebel (12) ausbildet, an einem dem ersten Ende (14) gegenüberliegenden zweiten Ende (20) ein zweites Lager (22) aufweist, mit dem sich der Schlepphebel (12) am Gaswechselventil (10) abstützt, und zwischen dem ersten und dem zweiten Lager (16, 22) ein drittes Lager (24) aufweist, mit dem der Schlepphebel (12) an einem Nocken (26) der Nockenwelle (28) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schlepphebel (12) ein viertes Lager (36) zwischen dem ersten Lager (16) und dem dritten Lager (24) vorgesehen ist, mit dem der Schlepphebel (12) mit einer Lagervorrichtung (38) gelenkig verbunden ist, welche bzgl. des Zylinderkopfes (32) schaltbar wahlweise fixiert oder beweglich ist, und dass das erste Lager (16) bzgl. des Zylinderkopfes (32) schaltbar wahlweise fixiert oder beweglich ist, so dass wahlweise das erste Lager (16), das zweite Lager (22) oder das vierte Lager (36) eine Schwenkachse für den Schlepphebel (12) entsprechend jeweils einem Kleinhub, einem Nullhub oder einem Vollhub des zugeordneten Gaswechselventils (10) ausbildet.Internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with a cylinder head ( 32 ), at least one camshaft ( 28 ), which via at least one drag lever ( 12 ), in particular roller cam follower, at least one gas exchange valve ( 10 ) mechanically actuated, wherein the drag lever ( 12 ) at a first end ( 14 ) a first warehouse ( 16 ), which has a first pivot axis for the rocker arm ( 12 ), at a first end ( 14 ) opposite second end ( 20 ) a second warehouse ( 22 ), with which the drag lever ( 12 ) at the gas exchange valve ( 10 ), and between the first and second bearings ( 16 . 22 ) a third camp ( 24 ), with which the drag lever ( 12 ) on a cam ( 26 ) of the camshaft ( 28 ) is applied, characterized in that on the drag lever ( 12 ) a fourth warehouse ( 36 ) between the first warehouse ( 16 ) and the third camp ( 24 ) is provided with the rocker arm ( 12 ) with a storage device ( 38 ) is hingedly connected, which with respect to the cylinder head ( 32 ) switchable optionally fixed or movable, and that the first bearing ( 16 ) with respect to the cylinder head ( 32 ) switchable optionally fixed or movable, so that either the first bearing ( 16 ), the second camp ( 22 ) or the fourth camp ( 36 ) a pivot axis for the drag lever ( 12 ) corresponding to a small stroke, a zero stroke or a full stroke of the associated gas exchange valve ( 10 ) trains. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagervorrichtung für das vierte Lager (36) ein Vollhubstempel (38) ist, welcher in einer Führungsbohrung (40) im Zylinderkopf (32) axial verschiebbar geführt ist, wobei eine erste Sperrvorrichtung (44) vorgesehen ist, welche den Vollhubstempel (38) wahlweise in der Führungsbohrung (40) fixiert.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the bearing device for the fourth bearing ( 36 ) a full-stroke stamp ( 38 ), which is in a guide bore ( 40 ) in the cylinder head ( 32 ) is axially displaceably guided, wherein a first locking device ( 44 ) is provided, which the full stroke stamp ( 38 ) optionally in the guide bore ( 40 ) fixed. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager (16) gelenkig mit einem Kleinhubstempel (18) verbunden ist, welcher in einer Führungsbohrung (30) im Zylinderkopf (32) axial verschiebbar geführt ist, wobei eine zweite Sperrvorrichtung (48) vorgesehen ist, welche den Kleinhubstempel (18) wahlweise in der Führungsbohrung (30) fixiert.Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the first bearing ( 16 ) articulated with a Kleinhöpempel ( 18 ), which in a guide bore ( 30 ) in the cylinder head ( 32 ) is axially displaceably guided, wherein a second locking device ( 48 ) is provided, which the Kleinhöpempel ( 18 ) optionally in the guide bore ( 30 ) fixed. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sperrvorrichtung und die zweite Sperrvorrichtung als ein innerhalb des Zylinderkopfes (32) zwischen den Führungsbohrungen (30, 40) von Vollhubstempel (38) und Kleinhubstempel (18) verschiebbares Bauteil (58) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass wahlweise der Vollhubstempel (38) oder der Kleinhubstempel (18) oder keiner von beiden in der jeweiligen Führungsbohrung (30, 40) fixiert ist.Internal combustion engine according to claim 2 and 3, characterized in that the first locking device and the second locking device as one within the cylinder head ( 32 ) between the guide bores ( 30 . 40 ) of full-stroke stamp ( 38 ) and small stamp ( 18 ) displaceable component ( 58 ) are designed and arranged such that either the full-stroke punch ( 38 ) or the Kleinhiestempel ( 18 ) or neither in the respective guide bore ( 30 . 40 ) is fixed. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Lager (36) als Rollenlager oder Gleitlager ausgebildet ist.Internal combustion engine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fourth bearing ( 36 ) is designed as a roller bearing or sliding bearing. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaswechselventil (10) ein Einlassventil oder Auslassventil ist.Internal combustion engine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the gas exchange valve ( 10 ) is an inlet valve or outlet valve.
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