DE102004053203A1

DE102004053203A1 - Variabler Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102004053203A1
Application number: DE102004053203A
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl.-Ing. Schmidt
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2006-06-01
Also published as: EP1831507B1; WO2006048100A1; US20080115749A1; US7568460B2; EP1831507A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine zur Betätigung eines Gaswechselventils (5). Dessen Bewegung folgt einem Hub eines Nockens (7) sowie einem dem Hub des Nockens (7) überlagerten und vom Hub des Nockens (7) unabhängigen Hub eines Kolbens (14, 32) einer hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung (4a, 4b). Diese ist mit einer Hydraulikmittelleitung (S-P) mit einstellbarem Hydraulikmitteldruck verbunden und weist einen den Kolben (14, 32) beaufschlagenden Druckraum (24a, 24b) sowie eine hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung (23a, 23b) mit einem von einem Gehäuse (13a, 13b) radial begrenzten Arbeitsraum (22a, 22b) auf. Dabei soll das Gehäuse (13a, 13b) gleichzeitig zur radialen Begrenzung des Druckraums (24a, 24b) dienen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine zur Betätigung eines Gaswechselventils. Dessen Bewegung folgt einem Hub eines Nockens sowie einem dem Hub des Nockens überlagerten und vom Hub des Nockens unabhängigen Hub eines Kolbens einer hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung. Diese ist mit einer Hydraulikmittelleitung mit einstellbarem Hydraulikmitteldruck verbunden und weist einen den Kolben beaufschlagenden Druckraum sowie eine hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung mit einem von einem Gehäuse radial begrenzten Arbeitsraum auf.
Hintergrund der Erfindung

Gattungsgemäße Ventiltriebe sind im Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 43 18 293 A1 eine hydraulische Kraftaufbringeinrichtung an einem Schlepphebeltrieb mit einem Schwenklager, das einen von einem Nocken betätigten Schlepphebel in Betätigungsrichtung des Gaswechselventils schwenkbar lagert. Die hydraulische Kraftaufbringeinrichtung erweitert dabei die Funktionalität einer hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtung um einen hydraulischen Hub, der variabel einstellbar ist und dem von dem Nocken vorgegebenen mechanischen Hub am Gaswechselventil überlagert wird. Durch diese Überlagerung ist einerseits eine Reduzierung des Gaswechselventilhubs bezüglich Maximalhub und/oder Öffnungsdauer bis hin zur vollständigen Stilllegung des Gaswechselventils möglich. Andererseits ist durch die Überlagerung des hydraulischen und des mechanischen Hubs auch eine Erweiterung des vom Nocken erzeugten Hubs im Sinne eines früheren Öffnungszeitpunkts oder eines späteren Schließzeitpunkts oder eines erhöhten Maximalhubs oder Kombinationen dergleichen möglich.

Zur Umsetzung dieser Funktionalität schlägt die oben genannte Schrift die Verwendung eines im wesentlichen herkömmlichen, dem Fachmann geläufigen Schwenklagers mit hydraulischem Ventilspielausgleich vor. Dieses Schwenklager ist in einem zusätzlichen Außengehäuse, das in einer Ausnehmung der Brennkraftmaschine gelagert ist, längsbeweglich geführt. Dabei umfasst eine Unterseite des Schwenklagers gemeinsam mit einer Innenwand des Außengehäuses einen Druckraum, der mit einer im Druck einstellbaren Hydraulikmittelleitung verbunden ist.

Obwohl die Verwendung eines herkömmlichen Schwenklagers, das aufgrund geänderter Bewegungs- und Einbauverhältnisse gegebenenfalls zu modifizieren ist, akzeptable Herstellkosten der hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung verspricht, ist einerseits der erhöhte Bauraumbedarf bezüglich Durchmesser und Länge durch Hinzufügen einer weiteren Wandstärke nachteilig. Eine derartige Durchmesser- und Längenerweiterung ist insbesondere bei modernen bauraumbeengten Brennkraftmaschinen als kritisch zu bewerten, da die Wandstärken zwischen der Aufnahmebohrung zur Lagerung des Schwenklagers und angrenzenden Hohlräumen wie beispielsweise Ladungswechsel- und Kühlwasserkanäle oder Zündkerzenschächte bereits klein sind und wenig Spielraum für eine Durchmesser- oder Längenerweiterung der Aufnahmebohrung zulassen.

Ein weiterer nachteiliger Aspekt, der sich bei Verwendung eines derartigen Schwenklagers ergibt, ist die Erhöhung der Masse der bewegten Ventiltriebsbauteile. So ist es bei einer hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung nach der zitierten Schrift erforderlich, dass das Schwenklager vollständig an dem hydraulischen Hub, der mitunter durch hohe Beschleunigungswerte gekennzeichnet ist, teilnehmen muss. Die mitbewegte Masse des Schwenklagers bedingt somit entweder eine Beschränkung dieser Beschleunigungen auf Werte, die die Qualität des Ladungswechsels verschlechtern, oder es ist zur Erzielung hoher Beschleunigungswerte des hydraulischen Hubs eine hohe hydraulische Antriebsleistung erforderlich. Letztere muss jedoch in direkter oder indirekter Weise von der Brennkraftmaschine selber aufgebracht werden und ist im Hinblick auf eine tolerierbare Reibleistungszunahme der Brennkraftmaschine auf ein Minimum zu beschränken.

Die beschriebenen Nachteile gelten im übrigen nicht nur für den zitierten Schlepphebeltrieb, sondern auch für andere Ventiltriebsbauformen. Dies trifft in verstärktem Maße für Ventiltriebe zu, bei denen die Komponenten der hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung auch dem mechanischen Hub des Nockens folgen, wie es beispielsweise bei Tassenstößeltrieben der Fall wäre. Insofern würde sich hierbei besonders eine Erhöhung der bewegten Masse nachteilig auf die erzielbaren Beschleunigungswerte des Ventiltriebs auswirken.

Aufgabe der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass die aufgezeigten Nachteile vermieden werden. Die hydraulische Kraftaufbringeinrichtung soll sich also zum einen durch minimalen Bauraumbedarf auszeichnen und somit auch in modernen bauraumbeengten Brennkraftmaschinen einsetzbar sein. Zum anderen sollen deren bewegte Komponenten eine möglichst geringe Masse aufweisen, um das Gaswechselventil mit möglichst hohen Beschleunigungswerten betätigen zu können. Die Kraftaufbringeinrichtung soll schließlich bei niedriger Komplexität so kostengünstig wie möglich herstellbar sein.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen den Unteransprüchen entnehmbar sind.

Demnach wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Gehäuse gleichzeitig zur radialen Begrenzung des Druckraums dient. Bei dem erfindungsgemäßen Ventiltrieb ist die hydraulische Kraftaufbringeinrichtung also derart ausgebildet, dass der Arbeitsraum der hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtung und der Druckraum von einem gemeinsamen Gehäuse radial begrenzt sind. Dadurch entfällt die Notwendigkeit eines separaten Außengehäuses, dessen Wandstärke zu einer erheblichen Zunahme von Durchmesser und Länge der Kraftaufbringeinrichtung führen würde. Deren minimaler Bauraumbedarf ermöglicht somit eine hervorragende Adaptierbarkeit des erfindungsgemäßen Ventiltriebs in bereits bestehende Brennkraftmaschinen. Gleichzeitig ist durch die niedrige Komplexität der hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung eine kostengünstige Herstellbarkeit gegeben.

Aufgrund der kleinen Bauteileanzahl der Kraftaufbringeinrichtung ist überdies die Masse derer bewegten Komponenten gering, so dass gute Beschleunigungswerte bei der Betätigung des Gaswechselventils erzielbar sind. Gleichzeitig kann der Aufwand zur Erzeugung der hydraulischen Antriebsleistung im Hinblick auf einen guten Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine auf einem niedrigen Niveau gehalten werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventiltriebs sieht nach Anspruch 2 vor, dass der Druckraum von dem Kolben und einer dem Kolben zugewandten ersten Stirnseite eines im Gehäuse längsbeweglich geführten Ausgleichskolbens der hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtung axial begrenzt ist. Dabei ist der Arbeitsraum der hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtung zum Druckraum getrennt angeordnet und wird von einer dem Kolben abgewandten zweiten Stirnseite des Ausgleichskolbens axial begrenzt. Dadurch, dass der Arbeitsraum nicht um das Volumen der Hydraulikmittelleitung erweitert ist, ergibt sich eine hervorragende Steifigkeit der hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtung. Schließlich kann auf bewährte Komponenten herkömmlicher Großserientechnologie zurückgegriffen werden. So ist es beispielsweise möglich, die auf den vergleichsweise geringen Hub des Ausgleichskolbens ausgelegte Rückstellfeder der hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtung weiterhin zu verwenden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des gemäß Anspruch 2 ausgebildeten Ventiltriebs sieht nach Anspruch 3 vor, dass der Ausgleichskolben als Hohlkörper ausgebildet ist. Hierdurch ist ein ausreichend großes Reservoir für Hydraulikmittel geschaffen, das insbesondere beim Ausfahren des Ausgleichskolbens aus einer abgesunkenen Position in dessen Arbeitsposition, wie es beim Start der Brennkraftmaschine auftreten kann, in entsprechend großer Menge in den Arbeitsraum nachgesaugt werden muss.

Alternativ zu Anspruch 2 kann es laut Anspruch 4 aber auch zweckmäßig sein, dass der Druckraum identisch mit dem Arbeitsraum der hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtung ist. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist zum einen, dass der Kolben als großvolumiges Hydraulikmittelreservoir zur Versorgung des Arbeitsraum der hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtung genutzt werden kann. Zum anderen kann es fertigungstechnisch vorteilhaft sein, den Kolben gemeinsam mit dem Ausgleichskolben einteilig herzustellen.

Bei einer hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung gemäß Anspruch 4 soll nach Anspruch 5 die hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung mit einer von der Hydraulikmittelleitung unabhängigen Hydraulikmittelversorgung verbunden ist. Eine solche Aufteilung der hydraulischen Versorgung ist insbesondere dann mehraufwandsfrei, wenn nicht jedes Gaswechselventil der Brennkraftmaschine zusätzlich von einer hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung betätigt ist und eine Hydraulikmittelversorgung bereits ohnehin zur Versorgung benachbarter, und ausschließlich nockenbetätigter Ventiltriebe existiert.

Der Ventiltrieb soll gemäß Anspruch 6 zumindest einen Sekundärhub des Gaswechselventils während einer hubfreien Grundkreisphase des Nockens ermöglichen. Hieraus ergeben sich vorteilhafte Möglichkeiten, Abgas in hohen Mengen und genau einstellbarer Dosierung intern rückzusaugen. Diese Form der Abgasrücksaugung ist insbesondere Grundlage für einen Betrieb der Brennkraftmaschine bei homogener und sich selbst zündender Ladung. Ein derartiges, auch als HCCI-Verfahren (Homogenous Charge Compression Ignition) bezeichnetes Brennverfahren ist sowohl bei selbst gezündeten Diesel-Brennkraftmaschinen als auch bei fremd gezündeten Otto-Brennkraftmaschinen zumindest im Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine hauptsächlich zum Zweck der Emissionsreduzierung einsetzbar. Der Verbrennungsablauf wird beim HCCI-Verfahren im Wesentlichen durch Steuerung der Ladungszusammensetzung und des Ladungstemperaturverlaufs festgelegt. Es zeigt sich, dass bei diesem Brennverfahren eine hohe Ladungstemperatur zur Steuerung des Zündzeitpunktes erwünscht ist. Ein sehr wirksames Mittel zur Erhöhung der Ladungstemperatur ist die Erhöhung des Restgasgehalts, d.h. die Erhöhung des Gehalts an nicht ausgespültem oder ausgespültem und in den Zylinder wieder rückgeführten Abgas des vorhergehenden Verbrennungszyklus in der Zylinderladung für den nächsten Verbrennungszyklus. Dabei muss der Restgasgehalt auf den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine vollvariabel angepasst werden können, wobei Restgasmengen von 60% der Zylinderladung und mehr erforderlich sein können. Restgasanteile können in dieser Höhe nicht mehr über eine interne Abgasrückführung durch konventionelle Ventilüberschneidung oder über eine Einrichtung zur externen Abgasrückführung bereitgestellt werden. Überdies reagiert das HCCI-Verfahren mit unakzeptablen Verbrennungsabläufen äußerst sensibel auf Änderungen der Ladungseigenschaften, so dass neben der Bereitstellung von Restgas in der benötigten Menge ebenfalls eine verbrennungszyklustreue, hochpräzise und zylinderindividuelle Dosierung des Restgasanteils erforderlich ist.

Der Sekundärhub erfolgt nach Anspruch 7 bevorzugt an einem Auslassventil. Im Falle der oben erläuterten Abgasrücksaugung wird bereits in den Auslass kanal ausgeschobenes Abgas während des Ansaugtakts der Brennkraftmaschine über das dann nochmalig geöffnete Auslassventil in den Brennraum rückgesaugt. Demgegenüber besteht aber auch die Möglichkeit, den erfindungsgemäßen Ventiltrieb als Motorbremse insbesondere bei luftverdichtenden Brennkraftmaschinen zur sicherheitsrelevanten Ergänzung der Betriebsbremse zu betreiben. Solche Motorbremsen werden üblicherweise als Dauerbremse bei Nutzfahrzeugen eingesetzt und basieren auf dem Prinzip, dass das Schleppmoment der sich im Schubbetrieb befindlichen und nicht befeuerten Brennkraftmaschine durch Erhöhung der Ladungswechselarbeit erheblich gesteigert werden kann und das Fahrzeug dadurch abgebremst wird. In diesem Fall wird das Auslassventil während der Verdichtungsphase nochmals geöffnet, so dass die Zylinderladung nicht gasfederartig komprimiert, sondern unter Aufbringung von Ausschiebearbeit in den Auslasskanal geschoben wird.

Hinsichtlich der Abgasrücksaugung kann es gemäß Anspruch 8 aber auch zweckmäßig sein, dass der Sekundärhub an einem Einlassventil erfolgt. In dieser alternativen Ausgestaltung wird Abgas im Ausschiebetakt der Brennkraftmaschine bei nochmalig geöffnetem Einlassventil in den Einlasskanal ausgeschoben und während des Ansaugtakts in den Brennraum rückgesaugt.

Eine Kombination dieser vorgenannten Möglichkeiten der Abgasrücksaugung ist ebenfalls möglich. Demnach kann es zur Einstellung von Menge und Temperatur des Restgases vorteilhaft sein, dieses sowohl aus dem Einlasskanal als auch aus dem Auslasskanal rückzusaugen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Ventiltriebs ist in Anspruch 9 vorgeschlagen, wobei der Ventiltrieb als Schlepphebeltrieb und die hydraulische Kraftaufbringeinrichtung als Schwenklager ausgebildet sind.

Als Hydraulikmittel wird nach Anspruch 10 der Einfachheit halber das Schmieröl der Brennkraftmaschine verwendet. Denkbar ist demgegenüber aber auch die Verwendung beliebig anderer geeigneter Fluide in einem Hydraulikmittelkreis lauf, der dann vom Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine zu separieren wäre.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen der erfindungsgemäße Ventiltrieb beispielhaft anhand eines Schlepphebeltriebs mit zwei unterschiedlich ausgeführten Schwenklagern der hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung dargestellt ist. Es zeigen:
1 den Schlepphebeltrieb bei geschlossenem Gaswechselventil mit einem ersten längsgeschnittenen Schwenklager,
2 eine vergrößerte Darstellung des Schwenklagers gemäß 1,
3 den Schlepphebeltrieb bei geschlossenem Gaswechselventil mit einem zweiten längsgeschnittenen Schwenklager,
4 eine vergrößerte Darstellung des Schwenklagers gemäß 3.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 und 2 ist der erfindungsgemäße Ventiltrieb 1 am Beispiel eines Schlepphebeltriebs 2 mit einem Schwenklager 3a als Bestandteil einer hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung 4a offenbart. Dargestellt ist ein Gaswechselventil 5, das über einen Schlepphebel 6 von einem Nocken 7 in Öffnungsrichtung betätigt wird. Der Schlepphebel 6 ist auf dem Schwenklager 3a in Betätigungsrichtung des Gaswechselventils 5 gelagert und verfügt über eine drehbar gelagerte Rolle 8 als reibungsarme Anlauffläche 9 zum Nocken 7. Der Nocken 7 besitzt eine Nockenerhebungsphase 10, die einen Hub am Gaswechselventil 5 erzeugt, und eine hubfreie Grundkreisphase 11.
In einer Innenmantelfläche 12 eines hohlzylindrischen Gehäuses 13a sind ein Kolben 14 mit einer Außenmantelfläche 15 sowie ein Ausgleichskolben 16 mit einer Außenmantelfläche 17 längsbeweglich geführt. Ein erster Endabschnitt 18 des Kolbens 14 ist einer ersten Stirnseite 19 des Ausgleichskolbens 16 zugewandt, während ein zweiter Endabschnitt 20 des Kolbens 14 zur schwenkbeweglichen Lagerung des Schlepphebels 6 sphärisch ausgeführt ist. Eine zweite, dem Kolben 14 abgewandte Stirnseite 21 des Ausgleichskolbens 16 begrenzt einen Arbeitsraum 22a einer hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtung 23a. Der Kolben 14 ist zur ersten Stirnseite 19 des Ausgleichskolbens 16 beabstandbar und begrenzt zusammen mit diesem einen im Volumen veränderlichen Druckraum 24a der hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung 4a.
Die Ventilspielausgleichsvorrichtung 23a steht mit einer Hydraulikmittelversorgung "S-LA" in Verbindung. Der Ausgleichskolben 16 ist zweckmäßigerweise als Hohlkörper 25 ausgebildet, um den Druckraum 24a vom Arbeitsraum 22a der Ventilspielausgleichsvorrichtung 23a zu trennen und gleichzeitig ein Hydraulikmittelreservoir 26 für den Arbeitsraum 22a zu schaffen.
Der Druckraum 24a ist über wenigstens eine Durchtrittsöffnung 27 im Gehäuse 13a mit einer Hydraulikmittelleitung "S-P" verbunden, deren Hydraulikmitteldruck einstellbar ist. In 1 nimmt das Schwenklager 3a bei geringem Hydraulikmitteldruck in der Hydraulikmittelleitung "S-P" eine Grundstellung "A" ein, bei der der Kolben 14 mit seinem ersten Endabschnitt 18 auf der ersten Stirnseite 19 des Ausgleichskolbens 16 aufliegt. Das Gaswechselventil 5 ist dabei geschlossen, da gleichzeitig der Nocken 7 mit seiner Grundkreisphase 11 an der Rolle 8 anliegt.
Die hydraulische Kraftaufbringeinrichtung 4a erzeugt einen dem Hub des Nockens 7 überlagerten Hub des Gaswechselventils 5, indem das Volumen des Druckraums 24a durch Erhöhung des Hydraulikmitteldrucks in der Hydraulikmit telleitung "S-P" vergrößert wird. Gleichzeitig beabstandet sich der Kolben 14 vom Ausgleichskolben 16 und betätigt den Schlepphebel 6 unabhängig vom Hub des Nockens 7 in Öffnungsrichtung des Gaswechselventils 5. Diese Situation ist in 2 für eine Hubstellung "B" des Kolbens 14 dargestellt.
Ein Abbruch des von der hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung 4a erzeugten Hubs des Gaswechselventils 5 wird durch Rückkehr des Kolbens 14 in seine Grundstellung "A" eingeleitet. Hierzu wird die Hydraulikmittelleitung "S-P" als Ablaufleitung zur Volumenreduzierung des Druckraums 24a betrieben.
Voraussetzung für einen großen Zeitquerschnitt des von der hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung 4a am Gaswechselventil 5 erzeugten Hubs ist eine möglichst schnelle Bewegung des Kolbens 14 zwischen der Grundstellung "A" und der Hubstellung "B" und somit eine schnelle Volumenänderung des Druckraums 24a. Wie bereits ausgeführt, befindet sich der Kolben 14 in seiner Grundstellung "A" mit seinem ersten Endabschnitt 18 in Kontakt mit der ersten Stirnseite 19 des Ausgleichskolbens 16. Insofern ist es für einen widerstandsarmen Zu- und Ablauf von Hydraulikmittel in bzw. aus dem Druckraum 24a zweckmäßig, dass der Kolben 14 an seinem ersten Endabschnitt 18 zumindest einen Durchtritt 28 für Hydraulikmittel aufweist. Dieser Durchtritt 28 kann darstellungsgemäß als Einformung 29 ausgebildet sein, die eine zur ersten Stirnseite 19 des Ausgleichskolbens 16 im wesentlichen parallele Stirnfläche 30 des ersten Endabschnitts 18 des Kolbens 14 unterbricht. Es ist alternativ oder zusätzlich auch möglich, den Druckraum 24a über einen in die Außenmantelfläche 15 des hohlzylindrischen Kolbens 14 mündenden Durchtritt mit geschlossener Kontur zu verbinden.
Die 3 und 4 offenbaren den erfindungsgemäßen Ventiltrieb 1 mit einem Schwenklager 3b, das sich gegenüber dem Schwenklager 3a der 1 und 2 im wesentlichen durch die Zusammenlegung eines Arbeitsraums 22b einer Ventilspielausgleichsvorrichtung 23b mit einem Druckraum 24b einer hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung 4b unterscheidet. Die folgenden Ausführungen beschränken sich daher auf die Darstellung der wesentlichen Merkmalsunter schiede zwischen den beiden Ausführungsformen.
In 3 ist das Schwenklager 3b in einer Grundstellung "C" dargestellt. Die Grundstellung "C" entspricht einer Einbaustellung der hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtung 23b und ist dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Schlepphebel 6 abgewandte Stirnfläche 31 eines Kolbens 32 geringfügig von einer Schulter 33 eines Gehäuses 13b beabstandet ist. Dabei dient der Kolben 32 zur axialen Begrenzung des mit dem Druckraum 24b identischen Arbeitsraums 22b. Somit ist auch der Arbeitsraum 22b zwecks Volumenänderung des Druckraums 24b über eine Durchtrittsöffnung 27 im Gehäuse 14b mit der Hydraulikmittelleitung "S-P" verbunden.
Der Kolben 32 ist in den 3 und 4 als einteiliger Kolben 32 dargestellt, der gleichzeitig zur schwenkbeweglichen Lagerung des Schlepphebels 6 dient. Gleichermaßen ist jedoch auch die Verwendung eines mehrteiligen Kolbens möglich, wobei ein Oberteil den Schlepphebel 6 lagert und ein Unterteil zur Begrenzung des mit dem Arbeitsraum 22b gemeinsamen Druckraums 24b dient.
In 4 ist das Schwenklager 3b bei einer Hubstellung "D" mit deutlich vergrößertem Abstand der Stirnfläche 31 des Kolbens 32 zur Schulter 33 des Gehäuses 13b dargestellt. Zur Rückkehr des Kolbens 32 aus dieser Hubstellung "D" wird die Hydraulikmittelleitung "S-P" wiederum als Ablaufleitung betrieben. Die Hydraulikmittelleitung "S-P" ist jedoch bei dem Schwenklager 3b spätestens dann zu verschließen, wenn die Nockenerhebungsphase 11 in Eingriff mit der Rolle 8 gelangt, um die Funktion der Ventilspielausgleichsvorrichtung 23b aufrecht zu erhalten.
Die Versorgung der Ventilspielausgleichsvorrichtung 23b kann schließlich auf bekannte Weise über ein Rückschlagventil 34 erfolgen, das die von der Hydraulikmittelleitung "S-P" unabhängige Hydraulikmittelversorgung "S-LA" mit dem Arbeitsraum 22b verbindet.
Der erfindungsgemäße Ventiltrieb 1 wurde am Beispiel eines Schlepphebelventiltriebs 2 als bevorzugte Ausführungsform erläutert. Der Erfindungsgedanke lässt sich jedoch gleichermaßen in anderen Ventiltriebsbauformen, wie beispielsweise bei Tassentrieben oder Stößelstangentrieben umsetzen. Vom Schutzbereich der Erfindung sollen ferner auch Ventiltriebe umfasst sein, die durch Koppelmittel umschaltbar ausgebildet sind, um Hübe mehrerer Nocken in Abhängigkeit vom Koppelzustand selektiv auf das Gaswechselventil 6 zu übertragen. Dies gilt gleichermaßen für Ventiltriebe, die den Hub des Gaswechselventils 6 mittels einem Nocken und weiteren Verstellelementen kontinuierlich variieren.

1: Ventiltrieb
2: Schlepphebeltrieb
3a: Schwenklager
3b: Schwenklager
4a: Kraftaufbringeinrichtung
4b: Kraftaufbringeinrichtung
5: Gaswechselventil
6: Schlepphebel
7: Nocken
8: Rolle
9: Anlauffläche
10: Nockenerhebungsphase
11: Grundkreisphase
12: Innenmantelfläche
13a: Gehäuse
13b: Gehäuse
14: Kolben
15: Außenmantelfläche
16: Ausgleichskolben
17: Außenmantelfläche
18: erster Endabschnitt
19: erste Stirnseite
20: zweiter Endabschnitt
21: zweite Stirnseite
22a: Arbeitsraum
22b: Arbeitsraum
23a: Ventilspielausgleichsvorrich
: tung
23b: Ventilspielausgleichsvorrich
: tung
24a: Druckraum
24b: Druckraum
25: Hohlkörper
26: Hydraulikmittelreservoir
27: Durchtrittsöffnung
28: Durchtritt
29: Einformung
30: Stirnfläche
31: Stirnfläche
32: Kolben
33: Schulter
34: Rückschlagventil
S-LA: Hydraulikmittelversorgung
S-P: Hydraulikmittelleitung
A: Grundstellung
B: Hubstellung
C: Grundstellung
D: Hubstellung

Claims

Variabler Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine zur Betätigung eines Gaswechselventils (5), dessen Bewegung einem Hub eines Nockens (7) sowie einem dem Hub des Nockens (7) überlagerten und vom Hub des Nockens (7) unabhängigen Hub eines Kolbens (14, 32) einer hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung (4a, 4b) folgt, die mit einer Hydraulikmittelleitung (S-P) mit einstellbarem Hydraulikmitteldruck verbunden ist und einen den Kolben (14, 32) zumindest mittelbar beaufschlagenden Druckraum (24a, 24b) sowie eine hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung (23a, 23b) mit einem von einem Gehäuse (13a, 13b) radial begrenzten Arbeitsraum (22a, 22b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (13a, 13b) gleichzeitig zur radialen Begrenzung des Druckraums (24a, 24b) dient.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (24a) von dem Kolben (14) und einer dem Kolben (14) zugewandten ersten Stirnseite (19) eines im Gehäuse (13a) längsbeweglich geführten Ausgleichskolbens (16) der Ventilspielausgleichsvorrichtung (23a) axial begrenzt ist, wobei eine dem Kolben (14) abgewandte zweite Stirnseite (21) des Ausgleichskolbens (16) den vom Druckraum (24a) getrennten Arbeitsraum (22a) der Ventilspielausgleichsvorrichtung (23a) axial begrenzt.
Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskolben (16) als Hohlkörper (25) ausgebildet ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (24b) identisch mit dem Arbeitsraum (22b) der Ventilspielausgleichsvorrichtung (23b) ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilspielausgleichsvorrichtung (23b) mit einer von der Hydraulikmittelleitung (S-P) unabhängigen Hydraulikmittelversorgung (S-LA) verbunden ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaswechselventil (5) zumindest einen Sekundärhub während einer Grundkreisphase (11) des Nockens (7) durchführt.
Ventiltrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaswechselventil (5) ein Auslassventil der Brennkraftmaschine ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaswechselventil (5) ein Einlassventil der Brennkraftmaschine ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiltrieb (1) als Schlepphebeltrieb (2) und die Kraftaufbringeinrichtung (4a, 4b) als Schwenklager (3a, 3b) ausgebildet sind, wobei das Gehäuse (13a, 13b) in einer hohlzylindrischen Ausnehmung der Brennkraftmaschine gelagert ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikmittel Schmieröl der Brennkraftmaschine ist.