DE10139289A1

DE10139289A1 - IC engine with switchable valve gear member has retainer for switching valve housing directly mounted on cam follower

Info

Publication number: DE10139289A1
Application number: DE10139289A
Authority: DE
Inventors: Oliver Schnell; Lothar Von Schimonsky
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2003-02-27

Abstract

The engine has e.g. a cam follower (2) in an engine bore (7), with hydraulic medium intake (8), which communicates with a hydraulic switch valve. A retainer (9) for a housing (11) of the valve extends close to the engine bore, so that the retainer cuts partially across the intake within at least the axial section of the working connection within the housing. The working is immediately aligned with the medium intake, or there is a ring chamber for the hydraulic medium between housing and intake, to feed the medium to the intake.

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem schaltbaren Ventiltriebsglied nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1. The invention relates to an internal combustion engine with a switchable Valve drive element according to the preamble-forming features of claim 1.

Background of the Invention

Brennkraftmaschinen mit hydraulischen Schaltventilen zur Beaufschlagung von schaltbaren Ventiltriebsgliedern (Rollenstößel, Tassenstößel etc.) sind hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt. Nachteilig ist es dabei, daß deren Schaltventile relativ weit entfernt an der Brennkraftmaschine von den Koppelmitteln der schaltbaren Ventiltriebsglieder angeordnet sind. Hier liegen beispielsweise Bauraumprobleme zugrunde. Daher werden zur Zuleitung des Hydraulikmittels von einem Arbeitsanschluß des Schaltventils bis vor die Koppelmittel relativ lange Arbeitsleitungen appliziert. Es ist klar, daß aufgrund der langen Arbeitsleitungen relativ große Volumina an Hydraulikmittel bewegt werden müssen. Dies führt, beispielsweise wegen der dem Hydraulikmittel innewohnenden Kompressibilität und dessen temperaturabhängiger Viskosität zu Schaltzeitverzögerungen und -variationen. Schlimmstenfalls wird trotz ausgelöstem Schaltbefehl am Schaltventil eine Kopplung bzw. Entkopplung über die Koppelmittel nicht oder nicht in der erforderlichen Zeit realisiert. Internal combustion engines with hydraulic switching valves to act on switchable valve train members (roller tappet, bucket tappet etc.) sufficiently known from the prior art. The disadvantage is that their Switch valves relatively far away from the engine Coupling means of the switchable valve drive elements are arranged. Lay here for example, problems with installation space. Therefore, for the supply of the Hydraulic fluid from a working connection of the switching valve to before Coupling agent applied relatively long working lines. It is clear that due to the long working lines moved relatively large volumes of hydraulic fluid Need to become. This leads, for example, because of the hydraulic fluid inherent compressibility and its temperature-dependent viscosity Switching time delays and variations. At worst, will triggered switching command on the switching valve a coupling or decoupling via the Coupling means not realized or not realized in the required time.

Des weiteren erhöhen die vorgenannten relativ langen Arbeitsleitungen den Fertigungsaufwand an der Brennkraftmaschine. Es sind zumeist nachträgliche und aufwändige Änderungen am festgelegten Design der Brennkraftmaschine erforderlich. Furthermore, the aforementioned relatively long working lines increase the Manufacturing effort on the internal combustion engine. Most of them are retrospective and complex changes to the specified design of the internal combustion engine required.

Object of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Brennkraftmaschine der vorgenannten Art zu schaffen, bei welcher die zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind. The object of the invention is therefore an internal combustion engine of the aforementioned Art to create, in which the disadvantages cited with simple means are eliminated.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. According to the invention, this object is achieved through the features of characterizing part of claim 1 solved.

Durch die unmittelbare Anordnung einer Aufnahme für ein Gehäuse des Schaltventils am Nockenfolger kann auf die vorgehend zitierten langen Arbeitsleitungen für das Hydraulikmittel verzichtet werden. Daher ist nicht mehr mit den unerwünschten Schaltzeitverzögerungen oder -variationen, wie beschreibungseinleitend näher dargelegt, zu rechnen. Es ist festzustellen, daß nur mit marginalen Änderungen am Design des Zylinderkopfes bzw. der Brennkraftmaschine der angestrebte Erfolg erzielbar ist. Due to the direct arrangement of a receptacle for a housing of the Switching valve on the cam follower can on the long quoted above Working lines for the hydraulic medium are dispensed with. Therefore is no more with the undesirable switching time delays or variations, such as in the introduction to the description. It should be noted that only with marginal changes to the design of the cylinder head or the Internal combustion engine the desired success can be achieved.

Als Schaltventile kommen elektromagnetisch beaufschlagbare Wegeventile in Betracht. Es ist jedoch auch an hydraulisch, elektrisch, pneumatisch bzw. mechanisch oder ähnlich beaufschlagbare Ventile gedacht. Directional valves that can be acted upon electromagnetically come in as switching valves Consideration. However, it is also hydraulic, electrical, pneumatic or Valves that can be acted upon mechanically or in a similar manner.

Selbstverständlich tritt der erfindungsgemäße Erfolg auch ein, wenn das Schaltventil nicht unmittelbar mit seiner Aufnahme den Eintritt schneidet, sondem lediglich in dessen Nähe angeordnet ist und hier ein sehr kurzer Verbindungskanal realisiert wird. Of course, the success according to the invention also occurs if that Switching valve does not cut the inlet immediately with its intake, but is only arranged in its vicinity and here a very short one Connection channel is realized.

Vorteilhaft ist es, wenn der Arbeitsanschluß des Schaltventils unmittelbar in Flucht mit dem Eintritt ist. Es ist jedoch auch vorgesehen, einen Ringraum zwischen dem Gehäuse des Schaltventils und der Aufnahme im Zylinderkopf/ Motorblock für dieses zu schaffen, über welchen das Hydraulikmittel zum Eintritt gelenkt wird. It is advantageous if the working connection of the switching valve is immediately in Escape with the entry is. However, an annular space is also provided between the housing of the switching valve and the holder in the cylinder head / To create engine block for this, via which the hydraulic fluid to Entry is directed.

Gemäß einer weiteren Konkretisierung der Erfindung kann die Aufnahme für das Schaltventil die Bohrung für den entsprechenden Nockenfolger orthogonal oder nahezu orthogonal schneiden. Diese Maßnahme erweist sich beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine mit V-förmiger Anordnung der Zylinder als vorteilhaft hinsichtlich des Bauraums. According to a further specification of the invention, the inclusion for the switching valve orthogonally the hole for the corresponding cam follower or cut almost orthogonally. This measure proves to be for example, in an internal combustion engine with a V-shaped arrangement of the cylinders advantageous in terms of installation space.

In weiterer Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, daß zwischen zwei nebeneinander liegenden Nockenfolgern eine Aufnahme für ein Schaltventil zu deren gleichzeitiger Versorgung appliziert ist. Es kann ein Schaltventil mit einem Nockenfolger für ein Einlaß- und gleichzeitig für ein Auslaßventil verwendet werden; jedoch auch für zwei gleichwirkende Ventile. Denkbar ist es zudem, je ein Schaltventil pro Nockenfolger zu verwenden. Es jedoch auch ein Schaltventil für drei und mehr Nockenfolger vorgesehen. In a further development of the invention it is proposed that between two side by side cam followers for a switch valve whose simultaneous supply is applied. There can be a switching valve with a cam follower for an intake valve and at the same time for an exhaust valve be used; but also for two valves with the same effect. It is conceivable also to use one switching valve per cam follower. However, it is also a Switching valve provided for three or more cam followers.

Als zu betätigender Nockenfolger ist insbesondere an einen Rollen-, Flach- oder Tassenstößel gedacht. Jedoch bezieht sich der Schutzbereich der Erfindung auch auf Brennkraftmaschinen, deren Ventiltriebe mit schaltbaren Kipp-, Schlepp- oder Schwinghebeln oder Paaren davon versehen sind oder bei denen das schaltbare Ventiltriebsglied die Stößelstange selbst ist. Wichtig ist es auf jeden Fall, die Aufnahme für das Schaltventil in unmittelbarer Nähe der jeweiligen Koppelmittel anzuordnen. The cam follower to be actuated is in particular on a roller, flat or pestle. However, the scope of protection refers to the Invention also on internal combustion engines, the valve trains with switchable tilting, Drag or rocker arms or pairs thereof are provided or at which the switchable valve drive member is the push rod itself. It is important in any case, the receptacle for the switching valve in the immediate vicinity of the to arrange respective coupling means.

Ein weiterer Unteranspruch bezieht sich auf eine zweckmäßige Ausbildung der Aufnahme für das Schaltventil. Diese soll zumindest dreigestuft hergestellt sein. An die axial tiefste Stufe ist eine Zuleitung für das Hydraulikmittel zu einem Pumpenanschluß im Gehäuse geführt, die darüberliegende Stufe schneidet sich mit dem Eintritt sowie von der obersten Stufe führt ein Kanal zur Ableitung des Hydraulikmittels von einem Tankanschluß im Gehäuse weg. Die Zuleitung im axial tiefsten Abschnitt der Aufnahme kann als axiale Stichbohrung ausgeführt sein. Another subclaim relates to an appropriate training of Holder for the switching valve. This should be at least three stages his. A supply line for the hydraulic medium is to the axially lowest stage a pump connection in the housing, the level above intersects with the entrance and from the top step a channel leads to the Derivation of the hydraulic fluid from a tank connection in the housing. The Lead in the axially deepest section of the receptacle can be used as an axial Stitch hole must be executed.

Schließlich ist es vorgesehen, nur eine Teilzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine mit schaltbaren Ventiltriebsgliedern zu versehen. Denkbar ist es, diese Zylinder beispielsweise bei Teillast oder Leerlauf der Brennkraftmaschine komplett zu deaktivieren. Prinzipiell schließt jedoch der Begriff schaltbare Ventiltriebsglieder sämtliche Hubvariationen zwischen 0- und Vollhub für die jeweiligen beaufschlagten Ventile ein. Finally, it is envisaged that only a number of cylinders To provide internal combustion engine with switchable valve drive elements. It is conceivable these cylinders, for example, at partial load or idling To completely deactivate the internal combustion engine. In principle, however, the term switchable excludes Valve drive elements all stroke variations between 0 and full stroke for the respective loaded valves.

Brief description of the drawing

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: The invention is expediently explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 in einer geschnittenen Seitenansicht auf die Brennkraftmaschine zwei nebeneinander liegende Nockenfolger und die Fig. 2 bis 4 hintereinander liegende Querschnitte durch einen Teil der Brennkraftmaschine. Fig. 1 in a sectional side view of the internal combustion engine two adjacent cam followers and Figs. 2 to 4 consecutive cross sections through part of the internal combustion engine.

Detailed description of the drawing

Fig. 1 offenbart in einer Teilseitenansicht eine Brennkraftmaschine 1 mit geschnittenen, schaltbaren Ventiltriebsgliedern wie Nockenfolgern 2. Diese Nockenfolger 2 sind hier als Rollenstößel hergestellt und werden an einer Seite von Nocken 3 einer Nockenwelle 4 beaufschlagt und wirken an ihrer anderen Seite auf nicht dargestellte Stößelstangen ein. Fig. 1 discloses a partial side view of an internal combustion engine 1 with cut switchable valve train members such as cam followers. 2 These cam followers 2 are produced here as roller tappets and are acted upon on one side by cams 3 of a camshaft 4 and act on tappet rods (not shown) on their other side.

Der schaltbare Nockenfolger 2 hat ein hydraulisch radial nach innen verlagerbares Koppelmittel 5, hier als Kolben hergestellt. Die Koppelmittel 5 der beiden Nockenfolger 1 gemäß Fig. 1 liegen sich dabei diametral gegenüber und sind voneinander weg hydraulisch beaufschlagt. Jeder Nockenfolger 2 verläuft mit seinem Außenmantel 6 in einer Bohrung 7 der Brennkraftmaschine 1. In dem Außenmantel 6 ist fluchtend zu dem jeweiligen Koppelmittel 5 radial außen ein Eintritt 8 für Hydraulikmittel geschaffen. The switchable cam follower 2 has a coupling means 5 which can be displaced hydraulically radially inwards, here produced as a piston. The coupling means 5 of the two cam followers 1 according to FIG. 1 lie diametrically opposite one another and are hydraulically actuated away from one another. Each cam follower 2 runs with its outer jacket 6 in a bore 7 of the internal combustion engine 1 . In the outer casing 6 , in alignment with the respective coupling means 5, an inlet 8 for hydraulic medium is created radially on the outside.

Des weiteren geht aus Fig. 1 hervor, daß in etwa orthogonal zu den Nockenfolgern 2 und zwischen diesen liegend eine Aufnahme 9 für ein hydraulisches Schaltventil 10 (hier nicht näher dargestellt - s. a. Fig. 3) geschaffen ist. Diese Aufnahme 9 ist derartig nahe der Bohrung 7 für den entsprechenden Nockenfolger 2 angeordnet, daß sie zumindest im Axialabschnitt eines im Gehäuse 11 des Schaltventils 10 angeordneten Arbeitsanschlusses abschnittsweise den Eintritt 8 schneidet. Somit kann auf die bisher im Stand der Technik üblichen und beschreibungseinleitend näher dargelegten, relativ langen Zuleitungen für das Hydraulikmittel, ausgehend von dem Arbeitsanschluß bis unmittelbar vor die entsprechenden Koppelmittel, verzichtet werden. Der Bauaufwand ist extrem reduziert und zum anderen wird mit geringeren Schaltvariationen aufgrund der deutlich minimierten Volumina an Hydraulikmittel gerechnet. Furthermore, it is apparent from FIG. 1 that a receptacle 9 for a hydraulic switching valve 10 (not shown here in more detail - see also FIG. 3) is created approximately orthogonally to the cam followers 2 and between them. This receptacle 9 is arranged so close to the bore 7 for the corresponding cam follower 2 that it cuts the inlet 8 in sections at least in the axial section of a working connection arranged in the housing 11 of the switching valve 10 . It is thus possible to dispense with the relatively long supply lines for the hydraulic medium which have been customary in the prior art and which are described in the introduction to the description, starting from the work connection up to immediately before the corresponding coupling means. The construction effort is extremely reduced and, on the other hand, smaller switching variations are expected due to the significantly minimized volumes of hydraulic fluid.

Angedeutet ist in Fig. 1 zudem, daß sich zwischen dem Gehäuse 11 des Schaltventils 10 und der Aufnahme 9 ein Ringraum 12 für Hydraulikmittel befindet. Dieser kann für den Fall realisiert sein, daß der Eintritt 8 nicht unmittelbar in Flucht mit dem Arbeitsanschluß im Gehäuse 11 des Schaltventils 10 ist. It is also indicated in FIG. 1 that an annular space 12 for hydraulic medium is located between the housing 11 of the switching valve 10 and the receptacle 9 . This can be implemented in the event that the inlet 8 is not directly aligned with the working connection in the housing 11 of the switching valve 10 .

To FIGS. 2 to 4

Die Bezugszahl 13 steht für eine hier nicht näher dargestellte Kurbelwelle und die Bezugszahl 14 für eine Nockenwelle oder deren Aufnahmen. Dabei stellen die Fig. 2 bis 4 in Blickrichtung gesehen hintereinander liegende Schnitte abschnittsweise quer durch die Brennkraftmaschine 1 dar. Fig. 2 zeigt zudem eine Hauptleitung 15 für das Hydraulikmittel, die gemäß Fig. 4 über eine Steigleitung 16 mit einer Zuleitung 17 (siehe auch Fig. 3) zu einem Pumpenanschluß im Gehäuse 11 des Schaltventils 10 führt. Dargestellt ist in Fig. 2 des weiteren die Bohrung 7 für den Nockenfolger 2, die sich minimal mit der Aufnahme 9 schneidet. Des weiteren sind zwei Zylinderlaufbahnen 18 zu erkennen. The reference number 13 stands for a crankshaft, not shown here, and the reference number 14 for a camshaft or its receptacles. In this case, 2 4, FIGS. To 4 in the viewing direction viewed behind the other sections in sections transverse represents by the internal combustion engine 1. Fig. 2 also shows a main line 15 for the hydraulic medium, which according to FIG. Via a riser pipe 16 with a supply line 17 (see also Fig. 3) leads to a pump connection in the housing 11 of the switching valve 10 . Also shown in FIG. 2 is the bore 7 for the cam follower 2 , which intersects minimally with the receptacle 9 . Furthermore, two cylinder liners 18 can be seen.

Aus Fig. 3 geht die Aufnahme 9 für das Schaltventil 10 deutlicher hervor. Diese ist demgemäß dreigestuft ausgebildet, wobei eine axial tiefste Stufe 19 von der Zuleitung 17 für das Hydraulikmittel zu einem Pumpenanschluß im Gehäuse 11 geschnitten ist. Die axial darüberliegende Stufe 20 schneidet sich mit dem Eintritt 8 (siehe Fig. 1 mit Aufnahme 9). Eine oberste Stufe 21 kommuniziert mit einem Kanal 22 zur Ableitung des Hydraulikmittels von einem Tankanschluß im Gehäuse 11 in ein Hydraulikmittelreservoir. From Fig. 3, the receptacle 9 shows more clearly for the switching valve 10. This is accordingly of three stages, with an axially deepest stage 19 being cut from the supply line 17 for the hydraulic medium to a pump connection in the housing 11 . The axially lying step 20 intersects with the inlet 8 (see FIG. 1 with receptacle 9 ). A top stage 21 communicates with a channel 22 for discharging the hydraulic medium from a tank connection in the housing 11 into a hydraulic medium reservoir.

Schließlich offenbart Fig. 4 die vorgenannte Steigleitung 16, welche die ohnehin im Zylinderkopf/Motorblock vorhandene Hauptleitung 15 für das Hydraulikmittel mit der Zuleitung 17 verbindet. Bezugszahlenliste 1 Brennkraftmaschine
2 Nockenfolger
3 Nocken
4 Nockenwelle
5 Koppelmittel
6 Außenmantel
7 Bohrung
8 Eintritt
9 Aufnahme
10 Schaltventil
11 Gehäuse
12 Ringraum
13 Kurbelwelle
14 Nockenwelle
15 Hauptleitung
16 Steigleitung
17 Zuleitung
18 Zylinderlaufbahn
19 Stufe
20 Stufe
21 Stufe
22 Kanal
Finally, FIG. 4 discloses the above-mentioned riser line 16 , which connects the main line 15 for the hydraulic medium, which is already present in the cylinder head / engine block, to the supply line 17 . List of reference numbers 1 internal combustion engine
2 cam followers
3 cams
4 camshaft
5 coupling agents
6 outer jacket
7 hole
8 entry
9 recording
10 switching valve
11 housing
12 annulus
13 crankshaft
14 camshaft
15 main line
16 riser
17 supply line
18 cylinder barrel
19 level
20 level
21 level
22 channel

Claims

1. Internal combustion engine ( 1 ) with a switchable valve drive element such as a cam follower ( 2 ), the coupling means ( 5 ) of which can be hydraulically displaced, an outer jacket ( 6 ) of the cam follower ( 2 ) extending in a bore ( 7 ) of the internal combustion engine ( 1 ) Has inlet ( 8 ) for hydraulic medium which communicates with a working connection of a hydraulic switching valve ( 10 ) or internal combustion engine in which at least one of the aforementioned elements ( 2 , 5 , 8 , 10 ) is present several times, characterized in that a receptacle ( 9 ) for a housing ( 11 ) of the switching valve ( 10 ) runs so close to the bore ( 7 ) for the cam follower ( 2 ) that this receptacle ( 9 ) at least in sections at least in the axial section of the working connection arranged in the housing ( 11 ) has the inlet ( 8 ) cuts.

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the working connection is either directly in line with the inlet ( 8 ) or that between the housing ( 11 ) and the inlet ( 8 ), in the axial section of the working connection, an annular space ( 12 ) for the hydraulic medium exists, via which the hydraulic medium can be conducted to the inlet ( 8 ).

3. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the receptacle ( 9 ) intersects the bore ( 7 ) at least approximately orthogonally.

4. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that between two adjacent cam followers ( 2 ) a receptacle ( 9 ) for a switching valve ( 10 ) for the simultaneous supply of the two cam followers ( 2 ) is applied, the inlets ( 8 ) of the cam followers ( 2 ) are diametrically opposed.

5. Internal combustion engine according to claim 4, characterized in that a cam follower ( 2 ) for actuating at least one inlet and the opposite cam follower ( 2 ) is provided for acting on at least one exhaust valve.

6. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that a roller or flat tappet is used as cam follower ( 2 ), which acts directly on a push rod.

7. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the receptacle ( 9 ) is made at least three stages, the axially deepest stage ( 19 ) of at least one supply line ( 17 ) for hydraulic medium to a pump connection in the housing ( 11 ) is cut , the axially overlying step ( 20 ) intersects with the bore ( 7 ) in the area of the inlet ( 8 ) and the top step ( 21 ) communicates with a channel ( 22 ) for a tank connection in the housing ( 11 ).

8. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that only a partial number of cylinders of the internal combustion engine, like every second, is provided with switchable cam followers ( 2 ).