DE10006015B4 - Variable valve drive for load control of a spark-ignited internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Variabler Ventiltrieb (1) zur Laststeuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, welcher Ventiltrieb (1) zwischen einem Huberzeugungsmittel (2) und zumindest einem Einlaßventil (14) angeordnet ist, mit einem unmittelbar auf das Einlaßventil (14) einwirkenden Ventilbetätigungsglied (12), einem Übertragungsglied (9) und einem Verstellmittel (20) zur Beeinflussung der Hubfunktion des Übertragungsgliedes (9), das trieblich zwischen dem Huberzeugungsmittel (2) und dem Ventilbetätigungsglied (12) eingespannt ist, eine erste von dem Huberzeugungsmittel (2) beaufschlagte sowie eine zweite auf das Ventilbetätigungsglied (12) einwirkende Angriffsfläche (5, 11) hat und als Klinke (10) mit einem Schwenkzentrum (8) im Bereich der ersten Angriffsfläche (5) ausgebildet ist, wobei die Klinke (10) eine dritte Angriffsfläche (16) für das Verstellmittel (20) besitzt, die an einer der zweiten Angriffsfläche (11) abgewandten Seite (18) verläuft, wobei die dritte Angriffsfläche (16) in ein Rastgebirge (19) des Verstellmittels (20) eingreift, eine Erhebung des Rastgebirges (19) sich in Öffnungsrichtung des Einlaßventils (14) erstreckt und das Verstellmittel (20) mit seinem Rastgebirge...Variable valve train (1) for load control of a spark-ignition internal combustion engine, which valve drive (1) is arranged between a lift generating means (2) and at least one intake valve (14), with a valve operating member (12) acting directly on the intake valve (14), 9) and an adjusting means (20) for influencing the lifting function of the transmission member (9), which is drivingly clamped between the lift generating means (2) and the valve operating member (12), a first of the lift generating means (2) acted upon and a second on the valve operating member (12) engaging engagement surface (5, 11) and as a pawl (10) with a pivot center (8) in the region of the first attack surface (5) is formed, wherein the pawl (10) has a third engagement surface (16) for the adjustment ( 20) which extends on a side facing away from the second attack surface (11) (18), wherein the third attack surface (16) in e engages in catch mountains (19) of the adjusting means (20), a survey of the catchment area (19) extends in the opening direction of the inlet valve (14) and the adjusting means (20) with its catchment area ...
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb zur Laststeuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine. Dabei handelt es sich vorzugsweise um einen vollvariablen Ventiltrieb zur drosselfreien Laststeuerung der Brennkraftmaschine. Der Ventiltrieb ist zwischen einem Huberzeugungsmittel und zumindest einem Einlaßventil angeordnet und umfasst ein unmittelbar auf das Einlaßventil einwirkendes Ventilbetätigungsglied, ein Übertragungsglied und ein Verstellmittel zur Beeinflussung der Hubfunktion des Übertragungsgliedes. Dieses ist trieblich zwischen dem Huberzeugungsmittel und dem Ventilbetätigungsglied eingespannt und hat eine erste von dem Huberzeugungsmittel beaufschlagte sowie eine zweite auf das Ventilbetätigungsglied einwirkende Angriffsfläche.The The invention relates to a variable valve train for load control a spark-ignited internal combustion engine. This is preferably a fully variable valve train for throttle-free load control of the internal combustion engine. The valve train is between a Huberzeugungsmittel and at least one inlet valve arranged and includes a directly on the inlet valve acting valve actuator, a transmission link and an adjusting means for influencing the lifting function of the transmission member. This is driving between the Huberzeugungsmittel and the valve actuator clamped and has a first acted upon by the Huberzeugungsmittel as well a second on the valve actuator acting attack surface.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Vorteile der drosselfreien Laststeuerung über vollvariable Ventiltriebe sind der Fachwelt hinreichend bekannt. Durch die Entdrosselung gelingt es, die an sonsten über weite Lastzustände der Brennkraftmaschine auftretenden Ansaugverluste auszuschalten.The Advantages of throttle-free load control via fully variable valve trains are well known in the art. By de-throttling succeeds the other way over wide load conditions to turn off the intake losses occurring in the internal combustion engine.
Als
nächstliegender
Stand der Technik wird die
Die
Sehr oft wird bei den in der Literatur beschriebenen vollvariablen Systemen auch lediglich der Einlass-Schließtzeitpunkt geändert, bei gleichzeitiger Variationsmöglichkeit einer Hubhöhe des beaufschlagten Gaswechselventils.Very often becomes the fully variable systems described in the literature also changed only the inlet-closing time, at simultaneous variation possibility a lifting height of the acted gas exchange valve.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Ventiltrieb der vorgenannten Gattung zu schaffen, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind.task The invention is therefore a valvetrain of the aforementioned type in which the cited disadvantages are eliminated.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Übertragungsglied als Klinke mit einem Schwenkzentrum im Bereich der ersten Angriffsfläche ausgebildet ist, wobei die Klinke eine dritte Angriffsfläche für das Verstellmittel besitzt, die an einer der zweiten Angriffsfläche abgewandten Seite verläuft, wobei die dritte Angriffsfläche in ein Rastgebirge des Verstellmittels eingreift, eine Erhebung des Rastgebirges sich in Öffnungsrichtung des Einlaßventils erstreckt und das Verstellmittel mit seinem Rastgebirge über ein Beaufschlagungsmittel relativ zur dritten Angriffsfläche verlagerbar ist.According to the invention this Task solved by that the transmission link designed as a pawl with a pivoting center in the region of the first attack surface is, wherein the pawl has a third attack surface for the adjusting means, which is on a side facing away from the second attack surface side, wherein the third attack surface engages in a resting mountains of the adjusting, a survey of the Rest mountains in the opening direction of the intake valve extends and the adjusting means with its catchment area over a Beaufschlagungsmittel displaced relative to the third attack surface is.
Hierdurch ist ein vollvariabler Ventiltrieb geschaffen, bei dem die obengenannten Nachteile mit relativ einfachen Mitteln beseitigt sind. Dieser Ventiltrieb lässt sich so schalten, dass er zwischen Null- und Vollhub arbeitet, bei gleichzeitig vorteilhafter Verschiebbarkeit des Einlaßbeginns.hereby is a fully variable valve train created in which the above Disadvantages are eliminated with relatively simple means. This valvetrain let yourself switch so that it works between zero and full stroke, at the same time advantageous displacement of the inlet beginning.
Insbesondere besitzt dieser vollvariable Ventiltrieb eine Bauhöhe, die kaum oder nicht die Höhe von konventionellen Ventiltrieben übersteigt. Somit lässt er sich einfach in vorhandene Ventiltriebskonzepte integrieren. Zudem erweist sich dessen Ansteuerung durch das Motormanagement deutlich einfacher als beim beschreibungseinleitend kritisierten Stand der Technik, da der Bewegungsablauf im gesamten Ventiltrieb einfacher zu beschreiben ist.Especially this fully variable valve train has a height that barely or not the height of exceeds conventional valve trains. Thus lets he can easily integrate into existing valve train concepts. In addition, it proves its control by the engine management much easier than the introductory criticized state the technique, because the movement throughout the valve train easier to describe.
Wesentlicher Unterschied der vorschlagsgemäßen Lösung zum vorbeschriebenen Stand der Technik ist es, dass das Rastgebirge mit Nullhubabschnitt, Anlaufflanke und Hubbereich lediglich während der Verstellung bewegt wird und nicht während eines Ventilhubes.essential Difference of the proposed solution to above-described prior art is that the resting mountains with zero stroke section, starting edge and stroke range only during the Adjustment is moved and not during a valve lift.
Die vorgeschlagene Klinke als Übertragungsglied erfährt durch das vorzugsweise als Nocken einer Nockenwelle ausgebildete Huberzeugungsmittel im Bereich seiner ersten Angriffsfläche lediglich eine Linearbewegung. Im Bereich einer dritten Angriffsfläche tastet die Klinke das Rastgebirge in einfacher Art und Weise ab und wirkt über die zweite Angriffsfläche auf ein Ventilbetäti gungsglied. Für Letzteres kommen sämtliche Nockenfolgerarten wie Schlepp-, Kipp- oder Schwinghebel bzw. Tassenstößel in Betracht. Ferner ist auch an eine Applikation in einem Stößelstangentrieb gedacht. Als Huberzeugungsmittel kommen auch weitere Mittel wie Kurbeltriebe, Schaltventile u. ä. in Betracht.The proposed pawl as a transmission member learns by the preferably designed as a cam camshaft Huberzeugungsmittel in the region of its first attack surface only a linear movement. In the area of a third attack surface the pawl scans the catchment mountains in a simple manner and acts on the second attack surface on a Ventilbetäti supply member. For the latter, all cam follower types such as towing, tilting or rocking lever or bucket tappets come into consideration. Furthermore, an application in thought of a pushrod shoot. As Huberzeugungsmittel also come with other means such as crank mechanisms, switching valves u. Ä. Considered.
Wird der Nullhubbereich des Verstellmittels ausreichend lang gestaltet und das Verstellmittel entsprechend gegenüber dem Übertragungsglied positioniert, so kann eine vollständige Ventilabschaltung realisiert sein. Der Bereich der Anlaufflanke ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass das Gaswechselventil mit ausreichend negativer Beschleunigung in seinen Sitz gelangt.Becomes the zero stroke range of the adjusting sufficiently long and positioning the adjusting means corresponding to the transfer member, so can a complete Valve deactivation be realized. The area of the starting flank is expediently designed so that the gas exchange valve with sufficiently negative Acceleration gets into his seat.
Das Verstellmittel des Ventiltriebs ist gemäß einer Fortbildung der Erfindung als linear verlagerbarer Schieber hergestellt. Denkbar sind jedoch auch andere Bewegungsarten wie kreisbogenähnliche u. a. für den Schieber. Wichtig ist lediglich, dass dessen Rastgebirge in der gewünschten Art und Weise relativ zur dritten Angriffsfläche verstellt werden kann.The Adjusting the valve train is in accordance with a development of the invention produced as a linearly displaceable slider. However, they are conceivable Other types of movement such as circular arc u. a. for the slider. It is only important that its resting mountains in the desired Way relative to the third attack surface can be adjusted.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verstellmittel stufenlos über das Beaufschlagungsmittel verlagerbar ist. Hierfür ist gemäß einer Konkretisierung der Erfindung eine Kurbelscheibe als Beaufschlagungsmittel vorgeschlagen, die über einen Zapfen in einen Mitnehmer wie eine Nut am Verstellmittel eingreift. Denkbar ist jedoch auch eine stufenweise Verstellung mit geringem Schrittabstand. Alternativ zu der Kurbelscheibe ist auch ein Zahnstangentrieb o. ä. denkbar. Eine Linearverstellung des Verstellmittels relativ zur dritten Angriffsfläche des Übertragungsgliedes kann während eines gesamten Durchlaufs des Nockens hergestellt werden.Especially It is advantageous if the adjusting means continuously over the Beaufschlagungsmittel is displaced. For this purpose, according to a specification of the Invention proposes a crank disk as a loading means, the above engages a pin in a driver as a groove on the adjusting. However, it is also conceivable a gradual adjustment with low Step distance. Alternatively to the crank disc, a rack and pinion o. Ä. Is conceivable. A linear adjustment of the adjusting means relative to the third attack surface of the transfer member can while a whole pass of the cam are made.
Ein besonders reibungsarmer Ventiltrieb liegt dann vor, wenn im Bereich der Angriffsflächen eines der Kontaktpartner als wahlweise wälzgelagerte Rolle ausgebildet ist. Denkbar ist es auch, die Rollen gleitzulagern, bzw. es ist auch an einen prinzipiellen Gleitabgriff gedacht.One particularly low-friction valve train is present when in the area the attack surfaces one of the contact partners designed as an optional roller bearing roller is. It is also conceivable, the roles gleitzulagern, or it is also thought of a principle Gleitabgriff.
Eine einfache Längsführung des Verstellmittels ist über wenigstens eine Buchse realisiert, die auf einem zugeordneten und fest im Zylinderkopf befestigten Teleskopabschnitt läuft. Als Lost-Motion-Feder ist bei dieser Ausgestaltung insbesondere an wenigstens eine Schraubenfeder gedacht, die einerseits auf die Achse des Schwenkzentrums einwirkt und sich andererseits an einem Absatz der Teleskopführung abstützt. Durch diese in Ausgestaltung der Erfindung erzielte Abstützung der Schraubenfeder bringt diese unabhängig vom eingestellten Verstellhub des Verstellmittels immer eine gleiche Kraft auf. Das ist beim beschreibungseinleitend kritisierten Stand der Technik nicht realisiert. Hier erfolgt bei Verstellungen des Systems in Richtung zu kleineren Hüben eine unerwünschte Entspannung und bei Verstellung des Systems in Richtung zu großen Hüben eine unnötig große Vorspannung der Feder mit den der Fachwelt bekannten Nachteilen.A simple longitudinal guidance of the Adjusting means is over at least one socket realized on an associated and firmly fixed in the cylinder head telescopic section runs. When Lost motion spring is in this embodiment, in particular at least a coil spring thought, on the one hand to the axis of the pivot center acts and on the other hand is supported on a shoulder of the telescopic guide. By this achieved in an embodiment of the invention support the Coil spring brings this independently of the set Verstellhub of the adjusting always an equal force. This is at the beginning of the description criticized state of the art not realized. Here takes place at Adjustments of the system towards smaller strokes undesirable Relaxation and adjustment of the system towards large strokes unnecessary size Preloading the spring with the known disadvantages in the art.
Erfindungsbestandteil ist es zudem, dass das Verstellmittel, in Nockenwellenrichtung betrachtet, zwei nebeneinander liegende Teleskopabschnitte hat, welche das Übertragungsglied in Draufsicht gesehen einschließen. Dies ist vorteilhaft hinsichtlich einer Beherrschung von auftretenden Querkräften.Invention component In addition, it is that the adjusting means, viewed in the camshaft direction, has two adjacent telescopic sections, which the transmission member seen in plan view. This is advantageous in terms of control of occurring Lateral forces.
In Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, das Ventilbetätigungsglied als Gabelschlepphebel zur gleichzeitigen Beaufschlagung zweier oder mehrerer Einlaßventile auszubilden. Denkbar ist es jedoch auch, jedem Einlaßventil (bei Mehrventiltechnik) einen separaten Verstellmechanismus zuzuordnen, was die Variabilität des Ventiltriebs zusätzlich erhöht.In Training of the invention it is proposed, the valve actuator as Gabelschlepphebel for the simultaneous admission of two or several intake valves train. It is also conceivable, however, every inlet valve (with multi-valve technology) to assign a separate adjustment mechanism, what the variability the valve gear in addition elevated.
Schließlich ist es vorgeschlagen, der Nockenwelle eine an sich bekannte Vorrichtung zu ihrer Relativverstellung zuzuordnen. Bei einem Ventiltrieb gemäß dieser Erfindung erfolgt nämlich bei gewünschter Hubverkürzung und somit Verlagerung des Verstellmittels in nockenferne Richtung auch eine Verlagerung des Einlaßöffnungszeitpunktes in Richtung spät. Dies kann durch die eben genannte Vorrichtung ausgeglichen werden. Denkbar ist es jedoch auch, diese Vorrichtung zur prinzipiellen Variation der Ventilüberschneidung einzusetzen, was beispielsweise Drehmoment- bzw. Verbrauchsvorteile mit sich bringt.Finally is it proposed, the camshaft a known device to assign to their relative adjustment. In a valve train according to this Invention takes place namely at desired Stroke limit and thus displacement of the adjusting in cam-distal direction also a shift of the Einlaßöffnungszeitpunktes towards late. This can be compensated by the device just mentioned. It is also conceivable, this device for principle Variation of valve overlap use, for example, torque or consumption benefits with brings.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:The Invention is suitably closer to the drawing described. Show it:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
Die
Klinke
Das
Verstellmittel
Zur
näheren
Beschreibung des Verstellmittels
In
Nockenrichtung ist die Achse
Erwähnt werden
muss zudem das Beaufschlagungsmittel
Ist
nun beispielsweise lediglich ein Teilhub des Einlaßventils
Soll
das Einlaßventil
Die
- 11
- Ventiltriebvalve train
- 22
- HuberzeugungsmittelLift generating means
- 33
- Nockencam
- 44
- Nockenwellecamshaft
- 55
- erste Angriffsflächefirst attack surface
- 66
- Rollerole
- 77
- Achseaxis
- 88th
- Schwenkzentrumpivoting center
- 99
- Übertragungsgliedtransmission member
- 1010
- Klinkepawl
- 1111
- zweite Angriffsflächesecond attack surface
- 11a11a
- Rollerole
- 1212
- VentilbetätigungsgliedValve actuator
- 1313
- Gabelschlepphebel, SchlepphebelFork cam follower, cam follower
- 1414
- Einlaßventilintake valve
- 1515
- Abstützelementsupporting
- 1616
- dritte Angriffsflächethird attack surface
- 1717
- Rollerole
- 1818
- abgewandte Seitefacing away page
- 1919
- RastgebirgeRest Mountains
- 2020
- Verstellmitteladjustment
- 2121
- Schieberpusher
- 2222
- NullhubabschnittNullhubabschnitt
- 2323
- Anlaufflankestart-cross
- 2424
- HubbereichStroke range
- 24a24a
- BuchseRifle
- 2525
- Teleskopabschnitttelescopic section
- 2626
- Aufnahmeadmission
- 2727
- Zylinderkopfcylinder head
- 2828
- Führungsrohrguide tube
- 2929
- Bohrungdrilling
- 3030
- Federmittelspring means
- 3131
- Absatzparagraph
- 3232
- Beaufschlagungsmittelbiasing
- 3333
- Zapfenspigot
- 3434
- Mitnehmertakeaway
- 3535
- Tassenstößeltappets
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