DE10031783A1

DE10031783A1 - Variabler Ventiltrieb mit einer indirekt von einem Nocken über einen Schwing- oder Kipphebel bewegten Ventilanordnung, vorzugsweise für Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE10031783A1
Application number: DE10031783A
Authority: DE
Inventors: Heiko Neukirchner; Andreas Werler
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2000-07-04
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2002-01-24

Abstract

Die Erfindung betrifft variable Ventiltriebe mit einer indirekt von einem Nocken (21) über einen Schwing- oder Kipphebel (12) bewegten Ventilanordnung (1), vorzugsweise für Verbrennungsmotoren, wobei die Ventilanordnung (1) eine oder mehrere unter Einwirkung einer Feder (5) schließende Ventile aufweist und mit einem am Zylinderkopf (10) direkt oder indirekt schwenkbar gelagerten Schwing- oder Kipphebel (12) im Eingriff steht. DOLLAR A Es wird die Aufgabe gelöst, einen variablen Ventilantrieb zu schaffen, bei dem der Ventilhub, die Öffnungscharakteristik und der Winkelbereich des vollen Öffnens von Last- und Drehzahl abhängig einstellbar ist. Die Mechanismen für die variable Steuerung sollen im üblichen Raum über die Ventilanordnung mit den Schwing- oder Kipphebeln einzuordnen sein. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird dies durch folgenden Aufbau erreicht: DOLLAR A Der Schwing- und Kipphebel (12) steht mit einer Ausgleichskurve (43) eines Zwischenhebels (4) im Eingriff, wobei deren Kontur derart gestaltet ist, dass beim Eingriff des Zwischenhebels (4) im Bereich des Grundkreises (63) der Abstützkurve (61) des Stützkörpers (6) die Ausgleichskurve (43) quasi spielfrei, tangential zur Eingriffsebene des Kipp- oder Schwenkhebels (12) verläuft. DOLLAR A Der Zwischenhebel (4) steht schwingbeweglich gehalten oder geführt einerseites mit dem Nocken (21) einer Nockenwelle (2) und andererseits mit einer Steuerkurve (42) eines am Zylinderkopf (10) direkt oder indirekt drehbar gelagerten Stützkörpers (6) gleitend ...

Description

Die Erfindung betrifft variable Ventiltriebe mit einer indirekt von einem Nocken über einen Schwing- oder Kipphebel bewegten Ventilanordnung, vorzugsweise für Verbrennungsmotoren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Allgemein sind variable Ventiltriebe mit einer indirekt von einem Nocken über einen Schwing- oder Kipphebel bewegten Ventilanordnung, vorzugsweise bei Verbrennungsmotoren, vorbekannt. Die Ventilanordnung weist eine oder mehrere unter Einwirkung einer Feder schließende Ventile auf und steht mit einem am Zylinderkopf direkt oder indirekt schwenkbar gelagerten Schwing- oder Kipphebel im Eingriff.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen variablen Ventiltrieb zu schaffen, bei dem der Ventilhub, die Öffnungscharakteristik und der Winkelbereich des vollen Öffnens von Last- und Drehzahl abhängig einstellbar ist. Dabei sollen die Mechanis men für die variable Steuerung im üblichen Raum über der Ventilanordnung mit den Schwing- oder Kipphebel bei Verbrennungsmotoren ein zu ordnen sein.

Erfindungsgemäß wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschriebene Anordnung erreicht.

Anhand einer Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 den schematisiert der Aufbau des variablen Ventiltriebes gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Übertragung des Nockhubes auf das Ventil, zusammen mit den erzielbaren Ventilerhebungskurven durch Veränderung der Winkelstellung und der axialen Lage des Stützkörpers, bei Ausstattung mit einer räumlichen Abstützkurve bzw. von zwei unterschiedlichen Abstützkurven.

Der variabler Ventiltrieb weist einen Nocken 21 der indirekt über eine Übertragungs mechanismus einen Schwing- oder Kipphebel 12 und damit eine Ventilanordnung 1 mit einem oder auch zwei Ventilen bewegt, die unter Einwirkung einer Feder 5 schließen bzw. geschlossen gehalten werden. Am Zylinderkopf 10 ist direkt oder indirekt schwenkbar ein Schwing- oder Kipphebel 12 gelagert. Dieser steht mit den Ventilen und weiterhin mit einer Ausgleichskurve 43 eines Zwischenhebels (4) im Eingriff. Vorteilhaft ist im Stützlager 13 des Schwing- oder Kipphebels 12 ein Spielausgleichselement 14 angeordnet.

Erwähnt sein, daß wenn eine Lagerung am Zylinderkopf genannt wird, diese Lagerung auch indirekt am Zylinderdeckel oder einer Lagerbrücke ausgeführt sein kann, sofern, z. B. Zylinderdeckel oder Lagerbrücke, eine fest gefügte Einheit mit dem Zylinderkopf im Fertigzustand des Motors bilden.

Der Zwischenhebel 4 steht schwingbeweglich gehalten oder geführt einerseits mit dem Nocken 2 einer Nockenwelle und andererseits mit seiner Steuerkurve 61 eines am Zylinderkopf 10 drehbar gelagerten Stützkörpers 6 gleitend oder wälzend, z. B. über eine Rolle 42, im Eingriff.

Der Stützkörper 6 ist von einem durch ein Steuergerät angesteuerten Stellmotor in seiner Winkelstellung veränderbar.

Am Stützkörper 6 greift eine die Abstützkurve 61 gegen die Richtung des vom Nocken 2 bewirkten Hubes drängende Kompensationsfeder 7 an, die am Zylinder kopf 10 gegengelagert ist und den Stellmotor in einer Richtung unterstützt.

Die Kontur Ausgleichskurve 43 des Zwischenhebels 4 erstreckt sich etwa parallel oder leicht geneigt zur Richtung des vom Nocken 2 bewirkten Hubes. Der Zwischenhebel 4 kann an einer, in einer Lagerung 31 am Zylinderkopf 10 schwenkbaren Führungsschwinge 3 geführt sein, deren Erstreckung etwa senkrecht zur Richtung des vom Nocken 2 bewirkten Hubes verläuft. An der Führungs schwinge 3 greift eine in Richtung des vom Nocken 21 bewirkten Hubes am Zylinderkopf 10 gegengelagerte Feder 5 an.

Der Stützkörper 6 kann axial verschiebbar sein und Steuerkurven 42 stetig verlaufend als Raumkurven oder axial als nebeneinander liegende Steuerkurven 61 aufweisen.

Die Kontur der Ausgleichskurve 43 des Zwischenhebels 4 ist derart gestaltet, dass beim Eingriff des Zwischenhebels 4 im Bereich des Grundkreises 63 der Steuerkurve 42 des Stützkörpers 6 die Ausgleichskurve 43 quasi spielfrei, tangential zur Eingriffsebene des Kipp- oder Schwinghebels 12 verläuft.

Funktion

Prinzipiell wird der vom Nocken 21 stetig auf den Zwischenhebel 4 übertragene Hub durch dessen Auslenkung beim Abrollen seiner Rolle 42 an der Steuerkurve 61 des Stützkörpers 6 über die Ausgleichskurve 43 auf den Schwenkhebel 12 und von diesem auf das Ventil mechanisch über- oder untersetzt übertragen, siehe Fig. 2.

Ist die Rolle 42 durch eine entsprechende Winkelstellung der Steuerkurve 61 des Stützkörpers 6 länger im Bereich des Grundkreises 63 im Eingriff, dann vermindert sich die erreichbare Ventilerhebung und der Gesamtöffnungswinkel, siehe Fig. 2a.

Greift die Rolle 42 durch eine entsprechende Winkelstellung der Steuerkurve 61 des Stützkörpers 6 nach Beginn des Nockenhubes nur kurz im Bereich des Grundkreises 63 der Steuerkurve an, so wird die max. erreichbare Ventilerhebung und der max. Gesamtöffnungswinkel erreicht, siehe Fig. 2a.

Ist der Stützkörper 6 axial verschiebbar und mit stetig als Raumkurve verlaufenden Steuerkurve 61 oder mit axial nebeneinander liegende Steuerkurven 61 ausgestattet so könne sowohl unterschiedliche Erhebungs- und Schließcharakteristika als auch unterschiedliche max. Gesamtöffnungswinkel erzielt werden, siehe Fig. 2b.

Der Nocken 2 ist in seiner Winkellage zur Kurbelwelle durch einen üblichen Winkel versteller verstellbar, damit können die unterschiedlichen Öffnungskurven des Ventils der Kolbenstellung unterschiedlich zugeordnet werden.

Bezugszeichenliste

1

Ventilanordnung

10

Lagerung zum Zylinderkopf fest

12

Kipp- oder Schwinghebel

13

Stützlager

14

Spielausgleichselement

2

Nockenwelle

21

Nocken

22

Nockenwellenlagerung

23

Winkelversteller, ändert Winkelstellung zur Kurbelwelle

3

Führungsschwinge

31

Schwingenlagerung am Gehäuse

32

Lagerung am Zwischenhebel

4

Zwischenhebel

41

Abstützkurve

42

Steuerkurve

43

Ausgleichskurve

5

Feder

6

Stützkörper

61

Abstützkurve (mindestens eine Kontur)

62

Stützkörperlagerung

63

Grundkreis des Stützkörpers

64

Stellmotor

7

Kompensationsfeder

71

Mitnehmer
VE Ventilerhebung
KW Kurbelwellenwinkel

Claims

1. Variabler Ventiltrieb mit einer indirekt von einem Nocken (21) über einen Schwing- oder Kipphebel (12) bewegten Ventilanordnung (1), vorzugsweise für Verbrennungsmotoren, mit folgendem Aufbau:

- die Ventilanordnung (1) weist eine oder mehrere unter Einwirkung einer Feder (5) schließende Ventile auf und steht mit einem am Zylinderkopf (10) direkt oder indirekt schwenkbar gelagerten Schwing- oder Kipphebel (12) im Eingriff,
- der Schwing- oder Kipphebel (12) steht weiterhin mit einer Ausgleichs kurve (43) eines Zwischenhebels (4) im Eingriff, wobei deren Kontur derart gestaltet ist, dass beim Eingriff des Zwischenhebels (4) im Bereich des Grundkreises (63) der Abstützkurve (61) des Stützkörpers (6) die Ausgleichskurve (43) quasi spielfrei, tangential zur Eingriffsebene des Kipp- oder Schwinghebels (12) verläuft,
- der Zwischenhebel (4) steht schwingbeweglich gehalten oder geführt einerseits mit dem Nocken (21) einer Nockenwelle (2) und andererseits mit einer Steuerkurve (42) eines am Zylinderkopf (10) direkt oder indirekt drehbar gelagerten Stützkörpers (6) gleitend oder wälzend im Eingriff,
- dabei verläuft die Kontur Ausgleichskurve (43) des Zwischenhebels (4) etwa parallel oder leicht geneigt zur Richtung des vom Nocken (21) bewirkten Hubes,
- der Stützkörper (6) ist mit einem von einem Steuergerät die Winkelstellung ändernden Stellmotor gekoppelt.

2. Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spielausgleichselement (14) vorhanden ist, welches vorzugsweise im Stützlager (13) des Schwing- oder Kipphebels (12) angeordnet ist.

3. Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenhebel (4) an einer am Zylinderkopf (10) schwenkbar angelenkten Führungsschwinge (3) gelagert ist, deren Erstreckung etwa senkrecht zur Richtung des vom Nocken (21) bewirkten Hubes verläuft.

4. Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Führungsschwinge (3) eine Richtung des vom Nocken (21) bewirkten Hubes am Zylinderkopf (10) gegengelagerte Feder (5) angreift.

5. Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Stützkörper (6) eine die Abstützkurve (61) gegen die Richtung des vom Nocken (21) bewirkten Hubes drängende Kompensationsfeder (7), die am Zylinderkopf (10) gegengelagert ist, angreift.

6. Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Zylinderkopf (10) direkt oder indirekt drehbar gelagerten Stützkörper (6) axial verschiebbar ist und mehrere Steuerkurven (42) stetig verlaufend als Raumkurven oder axial nebeneinander liegend aufweist, die durch axiale Verlagerung wahlweise mit dem Zwischenhebel (4) in Eingriff bringbar sind.

7. Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (2) in seiner Winkellage zur Kurbelwelle verstellbar ist.