AT511050A1 - Combustion engine with a variable valve actuator - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer variablen Ventilbetätigungseinrichtung (1) mit mindestens einem Hubventil (2) pro Zylinder, welches über einen ersten Hebel (4) und/oder einen zweiten Hebel (9) betätigbar ist, wobei der über einen ersten Nocken (5) betätigte erste Hebel (4) und der durch einen zweiten Nocken (10) betätigte zweite Hebel (5) um eine gemeinsame Drehachse (8) schwenkbar sind. Um auf möglichst einfache Weise variable Ventilhübe für ein Hubventil zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass der zweite Hebel (5) in axialer Richtung längsverschiebbar zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verschiebbar ist, wobei der zweite Hebel (5) in der zweiten Stellung mit dem am Hubventil (2) oder einer Ventilbrücke (3) angreifenden ersten Hebel (4) drehfest verbunden und in der ersten Stellung vom ersten Hebel(4) getrennt ist.The invention relates to an internal combustion engine having a variable valve actuation device (1) with at least one lift valve (2) per cylinder, which can be actuated via a first lever (4) and / or a second lever (9) ) actuated first lever (4) and by a second cam (10) actuated second lever (5) about a common axis of rotation (8) are pivotable. In order to enable in the simplest possible way variable valve lifts for a lift valve, it is provided that the second lever (5) is longitudinally displaceable in the axial direction between a first position and a second position, wherein the second lever (5) in the second position the first lever (4) acting on the lifting valve (2) or a valve bridge (3) is non-rotatably connected and separated from the first lever (4) in the first position.
Description
5613856138
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer variablen Ventilbetätigungseinrichtung mit mindestens einem Hubventil pro Zylinder, welches über einen ersten Hebel und/oder einen zweiten Hebel betätigbar ist, wobei der über einen ersten Nocken betätigte erste Hebel und der durch einen zweiten Nocken betätigte zweite Hebel um eine gemeinsame Drehachse schwenkbar sind.The invention relates to an internal combustion engine having a variable valve actuating device with at least one lifting valve per cylinder, which is actuated via a first lever and / or a second lever, wherein the actuated via a first cam first lever and actuated by a second cam second lever to a common axis of rotation are pivotable.
Aus der US 4,468,156 A ist eine Brennkraftmaschine mit eine variablen Ventil-betätigungseinrichtung bekannt, wobei ein Hubventil wahlweise über einen ersten oder einen zweite Nocken betätigt werden kann. Ein erster Hebel wird dabei von einem ersten Nocken und ein zweiter Hebel von einem zweiten Nocken betätigt. Ein auf das Hubventil einwirkender Verbindungshebel kann über ein Betätigungselement axial verschoben werden und wahlweise mit dem ersten Hebel oder dem zweiten Hebel drehverbunden werden.From US 4,468,156 A an internal combustion engine with a variable valve actuation device is known, wherein a lift valve can be selectively actuated via a first or a second cam. A first lever is actuated by a first cam and a second lever by a second cam. An acting on the lift valve connecting lever can be moved axially via an actuating element and selectively rotatably connected to the first lever or the second lever.
Aus der DE 43 34 395 Al ist ein Nocken-Umschaltmechanismus für Motoren bekannt, welcher einen von einem ersten Nocke angetriebenen Haupt-Kipphebel und einen von einem zweiten Nocken angetriebenen Neben-Kipphebel aufweist, wobei der zweite Nocken größer als der erste Nocken ausgeführt ist. Am Haupt-Kipphebel sind ein Gleiteiement, das sich zusammen mit dem Neben-Kipphebel bewegt, sowie ein Kontaktteil vorgesehen, das mit dem Gleitelement entsprechend der Gleitposition des Gleitelementes in Kontakt gelangt. Das Gleitelement bewegt sich entsprechend den Motorbetriebsbedingungen zwischen einer Position, in der es mit dem Kontaktteil in Kontakt ist, und einer Position, in der es mit dem Kontaktteil nicht in Kontakt ist. Durch Antreiben des Gleitelementes zwischen der Kontaktposition und der kontaktlosen Position werden der Haupt-Kipphebel und der Neben-Kipphebel in Eingriff oder außer Eingriff gebracht.From DE 43 34 395 Al a cam-switching mechanism for engines is known, which has a first cam driven by a main rocker arm and a secondary cam driven by a secondary rocker arm, wherein the second cam is made larger than the first cam. On the main rocker arm, a sliding element which moves together with the sub-rocker arm and a contact part are provided which come into contact with the sliding element in accordance with the sliding position of the sliding element. The slider moves in accordance with the engine operating conditions between a position in which it is in contact with the contact part, and a position in which it is not in contact with the contact part. By driving the slider between the contact position and the non-contact position, the main rocker arm and the sub-rocker arm are engaged or disengaged.
Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst einfache Weise eine Veränderung des Ventilhubes und/oder der Öffnungsdauer zu ermöglichen.The object of the invention is to allow the simplest possible way to change the valve lift and / or the opening duration.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der vorzugsweise als einarmige Hebel ausgeführte zweite Hebel in axialer Richtung längsverschiebbar zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verschiebbar ist, wobei der zweite Hebel in der zweiten Stellung mit dem am Hubventil oder einer Ventilbrücke angreifenden ersten Hebel drehfest verbunden und in der ersten Stellung vom ersten Hebel getrennt ist.This is achieved according to the invention in that the second lever, which is preferably designed as a one-armed lever, can be displaced longitudinally displaceably between a first position and a second position, wherein the second lever is non-rotatably connected in the second position to the first lever engaging the lifting valve or a valve bridge and in the first position is separated from the first lever.
In der ersten Stellung ist die Drehverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Hebel unterbrochen.In the first position, the rotary connection between the first and the second lever is interrupted.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der erste Hebel ein erstes Formschlusselement und der zweite Hebel ein konträr zum ersten Formschlusselement ausgeführtes zweites Formschlusselement aufweist, wobei die beiden Formschlusselemente in der zweiten Stellung eine formschlüssige Drehverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Hebel bilden. Durch Verschieben des zweiten Hebels zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung kann zwischen dem ersten Nocken und dem zweiten Nocken umgeschaltet werden.It is preferably provided that the first lever has a first form-locking element and the second lever has a second form-locking element designed to be opposite the first form-fitting element, wherein the two form-fitting elements form a positive rotational connection between the first and the second lever in the second position. By shifting the second lever between the first position and the second position can be switched between the first cam and the second cam.
Diese Umschaltung ist durch eine einfache axiale Verschiebung des zweiten Hebels möglich, wobei die Verschiebung des zweiten Hebels durch eine pneumatische, hydraulische, mechanische oder elektrische Betätigungseinrichtung erfolgen kann.This switching is possible by a simple axial displacement of the second lever, wherein the displacement of the second lever can be effected by a pneumatic, hydraulic, mechanical or electrical actuator.
Der erste Hebel ist als Kipphebel oder als Schlepphebel ausgebildet.The first lever is designed as a rocker arm or as a drag lever.
Eine verschleißarme Ventilbetätigung wird möglich, wenn dass der erste Hebel und/oder der zweite Hebel eine am ersten bzw. zweiten Nocken laufende Rolle aufweist.Low-wear valve actuation becomes possible when the first lever and / or the second lever has a roller running on the first and second cams.
Mit der erfindungsgemäßen Ventilbetätigungseinrichtung lässt sich eine Ventil-hupumschaltung oder eine Ventilhupzuschaltung, zum Beispiel für eine Motorbremse, auf einfache Weise realisieren.With the valve actuating device according to the invention, a valve-hupumschaltung or a Ventilhupzuschaltung, for example for an engine brake, can be realized in a simple manner.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS.
Es zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ventilbetätigungseinrichtung in einer ersten Betriebsstellung in einer ersten Schrägansicht, Fig. 2 die Ventilbetätigungseinrichtung aus Fig. 1 in einer zweiten Schrägansicht, Fig. 3 die Ventilbetä-tigungseinrichtung in einer zweiten Betriebsstellung in einer Schrägansicht, Fig. 4 die Ventilbetätigungseinrichtung in einer zweiten Betriebsstellung in einer weiteren Schrägansicht, Fig. 5 die Ventilbetätigungseinrichtung in einem Schnitt normal zur Nockenwellenachse, Fig. 6. ein erstes Ventilhubdiagramm, Fig, 7 ein zweiten Ventilhubdiagramm, Fig. 8 ein drittes Ventilhubdiagramm und Fig. 9 ein viertes Ventilhubdiagramm.1 shows a valve actuating device according to the invention in a first operating position in a first oblique view, FIG. 2 shows the valve actuating device from FIG. 1 in a second oblique view, FIG. 3 shows the valve actuating device in a second operating position in an oblique view, FIG FIG. 6 shows a first valve lift diagram, FIG. 7 shows a second valve lift diagram, FIG. 8 shows a third valve lift diagram, and FIG. 9 shows a fourth valve lift diagram ,
Die Fig. 1 bis 5 zeigen eine variable Ventilbetätigungseinrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine mit zwei über eine Ventilbrücke 3 und einen ersten Hebel 4 durch einen ersten Nocken 5, einer Nockenwelle 6 betätigte Hubventile 2. Der als Kipphebel ausgeführte erste Hebel 4 ist auf einer Hebelachse 8 drehbar angeordnet. Auf der Hebelachse 8 ist weiters ein zweiter Hebel 9 drehbar und axial verschiebbar gelagert, wobei der zweite Hebel 9 durch einen zweiten Nocken 10 betätigt wird. Der erste Hebel 4 bzw. der zweite Hebel 9 liegt über eine Rolle 4a bzw. 9a am ersten bzw. zweiten Nocken 5, 10 an. Der zweite Hebel 9 kann überFIGS. 1 to 5 show a variable valve actuation device 1 for an internal combustion engine with two lift valves 2 actuated via a valve bridge 3 and a first lever 4 by a first cam 5, a camshaft 6. The first lever 4 designed as a rocker arm is located on a lever axis 8 rotatably arranged. On the lever axis 8, a second lever 9 is further rotatably mounted and axially displaceable, wherein the second lever 9 is actuated by a second cam 10. The first lever 4 and the second lever 9 is located on a roller 4a and 9a on the first and second cam 5, 10 at. The second lever 9 can over
eine nicht weiter dargestellte pneumatische, hydraulische, elektrische oder mechanische Betätigungseinrichtung axial verschoben werden. Der erste Hebel 4 weist auf der dem zweiten Hebel 9 zugewandten Seite 4b ein erstes Formschlusselement 11 auf, welches mit einem korrespondierenden zweiten Formschlusselement 12 des zweiten Hebels 9 zusammenwirkt. Im Ausführungsbeispiel ist dabei das zweite Formschlusselement 12 durch einen Vorsprung auf der dem ersten Hebel 4 zugewandten Seite 9b des zweiten Hebels gebildet. Das erste Formschlusselement 11 weist eine entsprechende Ausbuchtung oder Vertiefung auf, in welche der Vorsprung des zweiten Formschlusselementes 12 eingreift. Durch Eingreifen des zweiten Formschlusselementes 12 in das erste Formschlusselement 11 wird eine Drehverbindung zwischen dem zweiten Hebel 9 und dem ersten Hebel 9 hergestellt. Zur Herstellung der Drehverbindung wird dabei der zweite Hebel 9 von einer in den Fig. 1 und 2 dargestellten zweiten Stellung in eine in den Fig, 3 und 4 abgebildete erste Stellung in Richtung des ersten Hebels 4 geschoben.a not shown pneumatic, hydraulic, electrical or mechanical actuator are moved axially. The first lever 4 has, on the side 4b facing the second lever 9, a first form-locking element 11, which cooperates with a corresponding second form-locking element 12 of the second lever 9. In the exemplary embodiment, the second positive locking element 12 is formed by a projection on the side facing the first lever 4 side 9b of the second lever. The first form-fitting element 11 has a corresponding recess or depression into which the projection of the second form-fitting element 12 engages. By engaging the second positive locking element 12 in the first positive locking element 11, a rotary connection between the second lever 9 and the first lever 9 is produced. To produce the rotary joint while the second lever 9 is pushed from a second position shown in FIGS. 1 and 2 in a in Figures 3, 4 and the first position in the direction of the first lever 4.
In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Stellung ist der zweite Hebel 9 vom ersten Hebel 4 weggeschoben, wodurch die Drehverbindung zwischen dem ersten Hebel 4 und dem zweiten Hebel 9 gelöst wird. Die Hubventile 2 werden somit nur mehr durch den ersten Nocken 5 betätigt.In the first position shown in FIGS. 1 and 2, the second lever 9 is pushed away from the first lever 4, whereby the rotary connection between the first lever 4 and the second lever 9 is released. The lifting valves 2 are thus only operated by the first cam 5.
In der in den Fig. 3 und 4 dargestellten zweiten Stellung ist der zweite Hebel 9 mit dem ersten Hebel 4 drehverbunden. Dadurch werden die Hubventile 2 durch den zweiten Nocken 10 gesteuert, wobei der Hub des Nockens 10 den Hub des ersten Nockens 5 zumindest teilweise überlagern kann. Der zweite Nocken 10 weist somit zumindest abschnittsweise einen größeren Hub auf, als der erste Nocken 5.In the second position shown in Figs. 3 and 4, the second lever 9 is rotatably connected to the first lever 4. Thereby, the lift valves 2 are controlled by the second cam 10, wherein the stroke of the cam 10 can at least partially overlap the stroke of the first cam 5. The second cam 10 thus has, at least in sections, a larger stroke than the first cam 5.
Ein Beispiel für unterschiedliche Hubkurven des ersten Nockens 5 und des zweiten Nockens 10 ist in Fig. 6 dargestellt. Dabei ist der Hub H jeweils über der Zeit t aufgetragen. Der Hub des ersten Nockens ist mit Hi, der Hub des zweiten Nockens mit H2 bezeichnet. Wie ersichtlich ist, kann der Hub H2 des zweiten Nockens dem Hub Hi des ersten Nockens 5 voran oder nachgestellt sein. Auf diese Weise ist eine Ventilhubzuschaltung realisierbar.An example of different lift curves of the first cam 5 and the second cam 10 is shown in FIG. In this case, the stroke H is plotted over the time t. The stroke of the first cam is indicated by Hi, the stroke of the second cam by H2. As can be seen, the stroke H2 of the second cam may be advanced or adjusted to the stroke Hi of the first cam 5. In this way, a Ventilhubzuschaltung can be realized.
Die Fig. 7 und 8 zeigen Möglichkeiten der Ventilhubumschaltung, wobei in Fig. 7 die Öffnungsdauer und in Fig. 8 die Hubhöhe des Ventilhubes H variiert wird. Dabei wird der Hub H2 des zweiten Nockens 10 dem Hub Hi des ersten Nockens 5 fallweise überlagert.7 and 8 show possibilities of valve lift switching, wherein in Fig. 7, the opening duration and in Fig. 8, the lifting height of the valve lift H is varied. In this case, the stroke H2 of the second cam 10 is superimposed on the stroke Hi of the first cam 5 on a case-by-case basis.
Die Fig. 9 zeigt ein Hubdiagramm mit einem Ventilhub H, welches sich aus einer Kombination der Ventilhübe Hx des ersten Nockens 5 und des Ventilhubes H2 des • ··« · >A-l zweiten Nockens 10 zusammensetzt. Die steigende Flanke des Ventilhubes H wird dabei durch den ersten Nocken 5, die fallende Flanke des Ventilhubes H durch den zweiten Nocken 10 definiert.9 shows a lift diagram with a valve lift H, which is composed of a combination of the valve lifts Hx of the first cam 5 and the valve lift H2 of the second cam 10. The rising edge of the valve H is defined by the first cam 5, the falling edge of the valve H through the second cam 10.
Die beschriebene Ventilbetätigungseinrichtung 1 ermöglicht es auf fertigungstechnisch und steuerungstechnisch einfache Weise unterschiedliche Steuerzeiten für die Hubventile 2 zu realisieren.The described valve actuation device 1 makes it possible to realize different control times for the lift valves 2 in terms of production technology and control technology.
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