DE10134890A1

DE10134890A1 - Valve control for engine in braking mode has working gap in pivot joint, which is connected to pressurized oil circuit

Info

Publication number: DE10134890A1
Application number: DE2001134890
Authority: DE
Inventors: Michele Clemente
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2003-02-06

Abstract

The valve control includes a pivot joint consisting of a pivot bowl (6) and a pivot head (7). There is a working gap (17) in this joint, which is connected to a pressurized oil circuit via a no-return valve (20) blocking the flow in the opposite to inflow direction (19), so that in braking mode, an oil cushion is formed in the working gap.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilsteuerung für in einem Bremsmodus zu betreibende Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a valve control for in a Brake mode to be operated internal combustion engines, in particular for motor vehicles, according to the preamble of claim 1.

Ventilsteuerungen der vorgenannten Art sind aus der DE 199 13 790 A1 bekannt. Die in Schließrichtung federbelasteten Auslassventile sind im Arbeitsmodus der Brennkraftmaschine über den jeweiligen Kipphebel unter Vermittlung eines als Stößelstange ausgebildeten Stößelelementes gegen den jeweiligen Nocken einer Nockenwelle abgestützt. Der Schließstellung des Auslassventiles entspricht eine spielbehaftete Ablaufstellung einer Stößeltasse über dem Grundkreis der Nockenbahn, wobei aus Geräusch- und Verschleißgründen, aber auch zur Reduzierung von Reibverlusten eine nahezu berührungsfreie Anlage angestrebt wird. Im Bremsmodus wird die federbelastete Rückstellbewegung des Ventiles auf seine Schließlage mit Abstand zur Schließlage, in der der Ventilteller auf dem Ventilsitz aufsitzt, durch einen den Kipphebel untergreifenden Anschlag begrenzt, so dass ein Abströmspalt verbleibt, über den im Kompressionstakt die verdichtete Luft zumindest teilweise abströmt, womit eine Umsetzung der Kompressionsarbeit in Bremsarbeit verbunden ist. Valve controls of the aforementioned type are known from DE 199 13 790 A1 known. The spring-loaded in the closing direction Exhaust valves are in the working mode of the internal combustion engine via the respective rocker arm mediated by a Push rod trained plunger element against the respective Supported cam of a camshaft. The closed position of the Exhaust valve corresponds to a play-related expiry position a plunger cup above the base circle of the cam track, wherein Noise and wear reasons, but also for the reduction of Reibverlusten a nearly contactless system sought becomes. In braking mode, the spring-loaded return movement the valve to its closed position at a distance from Closing position, in which the valve plate is seated on the valve seat, through limited to the rocker arm attacking so that a Abströmspalt remains on the compression stroke in the compressed air flows at least partially, making a Implementation of compression work in braking work is connected.

Entsprechend der durch die Anschlagbegrenzung im Bremsmodus fixierten, den Abströmspalt bestimmenden Öffnungslage des Auslassventiles ergibt sich für die Stößeltasse eine zum Grundkreis des Auslassnockens beabstandete Stellung, mit dem Effekt eines harten, nahezu schlagartigen Auflaufens der Stößeltasse auf die ansteigende Nockenflanke. According to the stop limit in braking mode fixed, the Abströmspalt determining opening position of the Exhaust valve results for the push cup a to Base circle of the exhaust cam spaced position, with the effect a hard, almost sudden casserole of the pestle cup on the rising cam edge.

Aus der US-PS 1 504 496 ist für Ventilsteuerungen von Brennkraftmaschinen eine Gelenkverbindung zwischen Kipphebel und Stößelstange bekannt, bei der der Kipphebel über eine Gelenkkugel in eine stößelseitige Tasse eingreift, die ihrerseits mit Schmierfett gefüllt ist, um Verschleiß und Geräusche zu vermeiden. From US-PS 1 504 496 is for valve controls of Internal combustion engine a joint connection between rocker arms and Push rod known in which the rocker arm over a Joint ball engages in a pestle-side cup, in turn filled with grease to reduce wear and noise avoid.

Desweiteren ist es vielfältig bekannt, Ventilsteuerungen durch hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtungen spielfrei zu machen. Derartige Systeme basieren auf dem Prinzip, in der Übertragungsstrecke zwischen Nockenwelle und Ventil eine hydraulische Druckstange vorzusehen, die sich, durch Zwangsbefüllung oder selbstansaugend, auf eine jeweils dem spielfreien Betrieb entsprechende Länge einstellt und mit dieser Einstelllänge als drucksteifes und nachstellbares Übertragungsglied arbeitet. Eine diesbezügliche Lösung ist beispielsweise aus der DE-AS 11 23 865 bekannt, bei der mit einem Spielausgleichselement gearbeitet wird, das zur Befüllung an den Ölkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen ist, wobei ein im Zulauf liegendes und entgegen der Zulaufrichtung sperrendes Rückschlagventil vorgesehen ist. Furthermore, it is widely known valve controls by hydraulic valve clearance compensation devices backlash too do. Such systems are based on the principle in which Transmission path between camshaft and valve one provide hydraulic push rod, which, through Forced filling or self-priming, on each of the play-free Operation sets appropriate length and with this Adjustment length as pressure-resistant and adjustable Transmission link is working. A related solution is, for example from DE-AS 11 23 865 known in the with a Play compensation element is worked, which is to be filled to the Oil circuit of the internal combustion engine is connected, wherein a in the inlet lying and counter to the inlet direction blocking Check valve is provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilsteuerung für eine in einem Bremsmodus zu betreibende Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, dass bei auf einen im wesentlichen spielfreien Arbeitsbetrieb ausgelegter Antriebsverbindung zwischen Nockenwelle und Ventil diese auch im Bremsmodus - mit einer Anschlagstellung für den Kipphebel, die eine einen Abströmspalt bestimmende Öffnungsstellung des Ventiles festlegt - ein dem Arbeitsmodus entsprechendes Geräuschverhalten zeigt. The invention is based on the object, a valve control for an internal combustion engine to be operated in a braking mode of the type mentioned in the form that at to a substantially backlash-free work operation designed drive connection between the camshaft and valve this also in braking mode - with a stop position for the Rocker arm, the one determining a Abströmspalt Sets the opening position of the valve - a working mode corresponding noise behavior shows.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Ventilsteuerung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht, bei der zwar ein dem Abströmspalt in der Größe korrelierender Arbeitsspalt in der Antriebsverbindung ebenfalls gegeben ist, dieser Arbeitsspalt aber einem Bereich zugeordnet ist, der durch entsprechende Ölversorgung des Spaltraumes eine im Ablauf zum Nocken dem Arbeitsmodus der Brennkraftmaschine weitgehend entsprechende Arbeitsweise der Antriebsverbindung gewährleistet, wobei die Ölversorgung des Spaltraumes auch ein Atmen desselben zulässt, derart, dass der Arbeitsspalt ölgedämpft bis zur Anlage der einander gegenüberliegenden Spaltflächen zusammengedrückt werden kann, entsprechend den Gegebenheiten im Arbeitsmodus der Brennkraftmaschine. According to the invention this is in a valve control of mentioned type by the features of claim 1 achieved, while a the Abströmspalt in size correlating working gap in the drive connection also is given, this working gap but assigned to an area is, by the appropriate oil supply of the gap a in the course of the cam to the working mode of the internal combustion engine largely corresponding operation of the drive connection ensured, with the oil supply of the gap also a Breathing the same allows, so that the working gap oil-damped until the installation of the opposite Cleavage surfaces can be compressed, according to the Conditions in the working mode of the internal combustion engine.

Bevorzugt ist im Rahmen der Erfindung der Spaltraum einer Gelenkverbindung zugeordnet, die als Teil der Antriebsverbindung im Übergang zwischen Kipphebel und Nockenwelle liegt, wobei eine besonders einfache und zweckmäßige Lösung darin besteht, kipphebelseitig einen Gelenkkopf vorzusehen, dem in Richtung auf die Nockenwelle, und damit im stößelseitigen Teil der Antriebsverbindung eine Gelenkschale oder Gelenkpfanne entspricht. Within the scope of the invention, the gap space is preferred Associated articulated joint, which is part of the drive connection in the transition between rocker arm and camshaft is, where a particularly simple and expedient solution is rocker arm side to provide a joint head, in the direction on the camshaft, and thus in the plunger-side part of Drive connection a joint shell or joint socket equivalent.

Eine derartige Ausbildung macht eine kugelartige Ausbildung des Gelenkkopfes möglich, der gegebenenfalls mit einem Gelenkzapfen fest verbunden ist, wobei der Gelenkzapfen zugleich verstellbar im Kipphebel angeordnet sein kann, derart, dass über den Gelenkzapfen in seiner Lage zum Kipphebel eine Einstellen des Ventilspieles möglich ist. Der Gelenkzapfen kann bei einer derartigen Ausbildung als entsprechend angepasstes Ventilspielausgleichselement ausgestaltet sein, so dass in Ergänzung der erfindungsgemäßen Lösung für den Arbeitsmodus die Funktion eines Ventilspielausgleichselementes ohne großen Mehraufwand vorgesehen sein kann, ungeachtet dessen, dass im Bremsmodus der Brennkraftmaschine in der Antriebsverbindung zwischen Nockenwelle und Ventil einen dem Abströmspalt des Ventiles entsprechenden Arbeitsspalt realisiert ist. Such a design makes a spherical formation the condyle possible, optionally with a Joint pin is firmly connected, wherein the pivot pin at the same time can be arranged adjustable in the rocker arm, such that over the pivot pin in its position to the rocker arm one Setting the valve clearance is possible. The pivot pin can in such a training as adapted accordingly Valve play compensation element be designed so that in Supplement of the solution according to the invention for the working mode Function of a valve clearance compensation element without large Additional expenditure may be foreseen, notwithstanding that in the Braking mode of the internal combustion engine in the drive connection between the camshaft and valve a the Abströmspalt the Valves corresponding working gap is realized.

Für die Gelenkausbildung erweist es sich als zweckmäßig, diese spaltdichtend auszuführen, so dass der Arbeitsspalt bei entsprechender axialer Belastung zwischen Gelenkkopf und Gelenkschale durch Verdrängen des Öles schnell geschlossen werden kann. For joint training, it proves to be appropriate, this perform gap-tight, so that the working gap at corresponding axial load between condyle and Joint shell are quickly closed by displacing the oil can.

Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung liegt dabei auch die Möglichkeit, bei im Bremsmodus betriebenen Brennkraftmaschinen in Verbindung mit der Ölbefüllung des den Arbeitsspalt begrenzenden Raumes auch in Öffnungsrichtung des Auslassventiles gewisse Abweichungen im Ventilhub hinzunehmen oder zu erreichen. In the context of the inventive solution is also the Possibility of operating in braking mode internal combustion engines in connection with the oil filling of the working gap delimiting space also in the opening direction of the exhaust valve to accept or achieve certain deviations in the valve lift.

Insbesondere bietet die erfindungsgemäße Lösung die Möglichkeit, die Antriebsverbindung zum zugeordneten Nocken der Nockenwelle berührend auch im Bremsmodus aufrechtzuerhalten, so dass sich im Bereich der auflaufenden Nockenflanke keine schlagenden Beaufschlagungen ergeben. In particular, the solution according to the invention offers the Possibility of the drive connection to the associated cam of Camshaft touching to maintain even in braking mode, so that in the area of the leading cam edge no result in striking charges.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend anhand eines stark schematisierten Ausführungsbeispieles erläutert. Further details and features of the invention will become apparent from the claims. Furthermore, the invention will be described below using a highly schematic embodiment explained.

Im Ausführungsbeispiel ist der Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine angedeutet, der die Ventile aufnimmt, von denen ein Auslassventil 2 durch Teildarstellung seines Ventilschaftes angedeutet ist. Das Auslassventil 2 ist über einen Kipphebel 3 beaufschlagt, der seinerseits gegenüber dem Zylinderkopf 1 über die Kipphebelachse 4 schwenkbar gelagert ist, wobei der Kipphebel 3, dem Auslassventil 2 bezogen auf die Kipphebelachse 4 gegenüberliegend, über die Stößelstange 5 mit Stößelschuh 23 gegen den Auslassnocken 24 der Nockenwelle 22 abgestützt ist, so dass sich eine Antriebsverbindung zwischen Nockenwelle 22 und Auslassventil 2 ergibt. Eine diesbezügliche detaillierte Darstellung ist beispielsweise Fig. 1 der DE 199 13 790 A1 zu entnehmen. In the exemplary embodiment, the cylinder head 1 of an internal combustion engine is indicated, which receives the valves, of which an exhaust valve 2 is indicated by partial representation of its valve stem. The exhaust valve 2 is acted upon by a rocker arm 3 , which in turn is pivotally mounted relative to the cylinder head 1 via the rocker shaft 4 , the rocker arm 3 , the exhaust valve 2 relative to the rocker arm 4 opposite, via the push rod 5 with push shoe 23 against the exhaust cam 24th the camshaft 22 is supported, so that a drive connection between the camshaft 22 and exhaust valve 2 results. A detailed illustration of this is to be found, for example, in FIG. 1 of DE 199 13 790 A1.

Die Stößelstange 5 läuft gegen den Kipphebel 3 in einer Gelenkschale 6 aus, in die, symbolisch dargestellt, ein Gelenkkopf 7 eintaucht, der über einen Gelenkzapfen 8 im Kipphebel 3abgestützt ist, wobei der Gelenkzapfen 8 als Schraubzapfen ausgebildet sein kann, der über eine Mutter 9 gekontert ist. The push rod 5 runs against the rocker arm 3 in a joint shell 6 , in which, symbolically shown, a joint head 7 dips, which is supported via a pivot pin 8 in the rocker arm 3 , wherein the pivot pin 8 may be formed as a threaded pin, which has a nut 9 is countered.

Entsprechend der Drehstellung des Auslassnockens 24 der Nockenwelle 22 wird der Kipphebel 3 über die Stößelstange 5 um die Achse 4 verschwenkt, wobei das Auslassventil 2 zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung bewegt wird. Die Bewegungsrichtung des Auslassventiles 2 in Richtung auf die Schließstellung ist durch den Pfeil 10, in Richtung auf die Öffnungsstellung durch den Pfeil 11 symbolisiert. In Richtung des Pfeiles 10, also in Richtung auf die Schließstellung ist die Bewegung des Kipphebels 3 durch einen hier als Nocken veranschaulichten Anschlag 12 begrenzbar, wobei dieser Anschlagnocken 12, wie symbolisch veranschaulicht, im Ausführungsbeispiel einer Welle 13 zugeordnet ist, die unter Vermittlung eines Stellhebels 14 über ein Stellglied 15 verschwenkbar ist. Die Welle 13 ist in nicht dargestellter Weise gegenüber dem Zylinderkopf 1 abgestützt. Eine diesbezügliche Stützkonsole ist bei 16 angedeutet. According to the rotational position of the exhaust cam 24 of the camshaft 22 , the rocker arm 3 is pivoted about the push rod 5 about the axis 4 , wherein the exhaust valve 2 is moved between an open and a closed position. The direction of movement of the exhaust valve 2 in the direction of the closed position is symbolized by the arrow 10 , in the direction of the open position by the arrow 11 . In the direction of the arrow 10 , ie in the direction of the closed position, the movement of the rocker arm 3 is limited by a stop 12 illustrated here as a cam, said stop cam 12 , as symbolically illustrated, in the exemplary embodiment of a shaft 13 is associated with the mediation of a control lever 14 is pivotable via an actuator 15 . The shaft 13 is supported in a manner not shown relative to the cylinder head 1 . A related support bracket is indicated at 16.

Die stark schematisierte Darstellung zeigt den Anschlagnocken 12 in einer Anschlagstellung, in der der Kipphebel 3 entgegen seiner der Schließrichtung 10 des Ventiles 2 entsprechenden Schwenkrichtung untergriffen ist. Dabei ist der Anschlagnocken 12 im Rahmen der Antriebsverbindung zwischen Nockenwelle und Auslassventil 2 so positioniert, dass der Kipphebel 3 eine Stellung einnimmt, in der das Auslassventil 2 eine seiner nicht gezeigten Schließstellung, in der es im Ventilsitz 25 anliegen würde, vorgelagerte Öffnungsstellung einnimmt, womit ein Abströmspalt 26 frei bleibt, über den zumindest ein Teil der im Bremsmodus komprimierten Luft ausgeschoben wird. Bezogen auf die Abstützung des Kipphebels 3 gegenüber der Nockenwelle 22 hat eine solche Anschlagbegrenzung zur Folge, dass der Kipphebel 3 der über die Nockenbahn vorgegebenen Hubbewegung der Stößelstange 5 nicht folgen kann, so dass sich im Grundkreisbereich der Nockenbahn ein vergrößerter Abstand zwischen dem Kipphebel 3 bzw. dem Gelenkkopf 7 und der Nockenbahn ergibt. Dieser ist im Ausführungsbeispiel durch den Arbeitsspalt 17 zwischen Gelenkkopf 7 und Gelenkschale 6 veranschaulicht, wobei dieser Arbeitsspalt 17 durch den Gelenkkopf 7 und die Gelenkschale 6 als Teile einer Begrenzung eines Arbeitsraumes bestimmt ist, der an eine Druckölversorgung, bevorzugt an die Ölversorgung der Brennkraftmaschine angeschlossen ist. Veranschaulicht ist dies durch eine Ölzuführung 18, die über eine durch den Kipphebel 3 führende Kanalverbindung 21 auf den den Arbeitsspalt 17 begrenzenden Arbeitsraum mündet. In dieser Kanalverbindung 21 ist ein entgegen der Zulaufrichtung 19 sperrendes Rückschlagventil 20 angeordnet. Der Druckaufbau im den Arbeitsspalt 17 begrenzenden Arbeitsraum ist durch einen drosselnden Abflussquerschnitt beschränkt, der beispielsweise durch entsprechend spaltbehaftete Führung des Gelenkkopfes 7 in der Gelenkschale 6 gebildet sein kann. The highly schematic representation shows the stop cam 12 in a stop position in which the rocker arm 3 is engaged against its counterclockwise direction 10 of the valve 2 corresponding pivoting direction. In this case, the stop cam 12 is positioned within the drive connection between the camshaft and exhaust valve 2 so that the rocker arm 3 assumes a position in which the exhaust valve 2 occupies one of its closed position, not shown, in which it would rest in the valve seat 25 , upstream open position, thus an outflow gap 26 remains free, over which at least part of the air compressed in the braking mode is pushed out. Relative to the support of the rocker arm 3 with respect to the camshaft 22 , such a limit stop means that the rocker arm 3 can not follow the stroke movement of the push rod 5 via the cam path, so that in the base circle region of the cam track an increased distance between the rocker arm 3 or gives the condyle 7 and the cam track. This is illustrated in the embodiment by the working gap 17 between the condyle 7 and joint shell 6 , said working gap 17 is determined by the condyle 7 and the joint shell 6 as parts of a boundary of a working space, which is connected to a pressure oil supply, preferably to the oil supply of the internal combustion engine , This is illustrated by an oil supply 18 , which leads via a leading through the rocker arm 3 channel connection 21 on the working gap 17 limiting work space. In this channel connection 21 a counter to the inlet direction 19 blocking check valve 20 is arranged. The pressure build-up in the working gap 17 delimiting work space is limited by a throttling discharge cross-section, which may be formed, for example, by corresponding gap-prone guidance of the condyle 7 in the joint shell 6 .

Bezogen auf die durch den Anschlagnocken 12 bestimmte, dem Bremsmodus der Brennkraftmaschine zugeordnete Teilöffnungslage des Auslassventiles 2 stellt sich der Arbeitsspalt 17 ein, wobei durch die Ölbefüllung des den Arbeitsspalt 17 begrenzenden Arbeitsraumes, in Abhängigkeit von der Höhe des im Arbeitsraum aufgebauten Öldruckes, eine Anlage der Stößelstange 5, bzw. deren Schuhes 23 an der Nockenbahn auch über deren Grundkreis erreicht werden kann. Beim Auflaufen auf die aufsteigende Nockenflanke wird die Stößelstange 5 in Richtung auf den Kipphebel 3 belastet, der Arbeitsspalt 17 verringert sich oder wird abgebaut und der Kipphebel 3 betätigt das Ventil 2 in Öffnungsrichtung (Pfeil 11). Das Ölpolster in dem den Arbeitsspalt 17 begrenzenden Arbeitsraum wirkt dabei dämpfend, auch bezüglich spielbedingter Geräusche, ebenso wie die erreichbare fortlaufende Abstützung der Stößelstange 5 gegen die Nockenbahn diesbezügliche Schlaggeräusche vermeidet. Based on the determined by the stop cam 12 , the braking mode of the internal combustion engine associated Teilöffnungslage the exhaust valve 2 , the working gap 17 , whereby the oil filling of the working gap 17 limiting working space, depending on the height of the built-up in the working oil pressure, a system of Push rod 5 , or their shoe 23 can be achieved on the cam track on the base circle. When running onto the rising cam edge, the push rod 5 is loaded in the direction of the rocker arm 3 , the working gap 17 is reduced or is reduced and the rocker arm 3 actuates the valve 2 in the opening direction (arrow 11 ). The oil cushion in the working gap 17 limiting working space acts damping, even with respect to game-related noise, as well as the achievable continuous support of the push rod 5 against the cam avoids this impact sound.

Wird der Anschlagnocken 12 aus der Überdeckung zum Kipphebel 3 in eine hier nicht dargestellte Lage ausgeschwenkt, so ist der Kipphebel 3 entsprechend der Beaufschlagung über den Nocken 24 uneingeschränkt zwischen den der vollen Öffnungsstellung und der vollen Schließstellung des Ventiles 2 entsprechenden Lagen verschwenkbar, wobei der Gelenkkopf 7 auf der Gelenkschale 6, eine drucksteife Verbindung bildend, aufsitzt und der Arbeitsspalt 17 gegen Null geht. If the stop cam 12 pivoted out of the overlap to the rocker arm 3 in a not shown position, the rocker arm 3 according to the impingement on the cam 24 fully corresponding between the full open position and the fully closed position of the valve 2 layers can be pivoted, whereby the joint head 7 on the joint shell 6 , forming a pressure-rigid connection, is seated and the working gap 17 goes to zero.

Claims

1. Valve control for to be operated in a braking mode internal combustion engines, in particular for motor vehicles, with an exhaust valve, an exhaust valve acting on the rocker arm and a camshaft acting on a tappet element, in particular a push rod, the articulated joint with joint head and joint shell against the exhaust valve opposite actuating arm the tilt lever is supported, which is associated with an adjustable, the valve travel in the closing direction of the valve to an open position limiting stop over which a Abströmspalt is determined in the braking mode of the engine, to its size in the current via the tappet element drive connection of the camshaft to the rocker arm a working gap correlated, characterized in that the working gap ( 17 ) in the articulated connection (joint shell 6 , condyle 7 ) is provided and the articulation (joint shell 6 , condyle 7 ) to a Druckölkre Islauf via a counter to the inlet direction ( 19 ) blocking check valve ( 20 ) is connected, such that in the braking mode, a working gap ( 17 ) between the condyle ( 7 ) and joint shell ( 6 ) auffüllendes oil pad is formed.

2. Valve control according to claim 1, characterized in that the articulated connection (joint shell 6 , condyle 7 ) is throttled sealed.

3. Valve control according to claim 2, characterized in that the articulated connection (joint shell 6 , condyle 7 ) is gap-sealed.

4. Valve control according to one of the preceding claims, characterized in that the plunger element (push rod 5 ) via the Druckölbeaufschlagung in the working gap ( 17 ) limiting working space of the joint (joint shell 6 , condyle 7 ) in contact with the cam track of the exhaust cam ( 24 ) of the camshaft ( 22 ) is held.