DE102007002802B4 - Method for switching a valve train of an internal combustion engine between a two-stroke and a four-stroke operation and valve train - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Umstellen eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine zwischen einem Zweitakt- und einem Viertaktbetrieb der Brennkraftmaschine mit mindestens einer drehbar gelagerten Nockenwelle und mit mindestens einer, mehrere unterschiedliche Nockenprofile aufweisenden Nockenprofilgruppe, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle geführter Nockenträger, der die mindestens eine Nockenprofilgruppe aufweist, zur Nockenprofilauswahl zwischen mindestens einer dem Zweitaktbetrieb zugeordneten axialen Stellung und mindestens einer anderen, dem Viertaktbetrieb zugeordneten axialen Stellung verschoben wird.method for switching a valve train of an internal combustion engine between a two-stroke and a four-stroke operation of the internal combustion engine with at least one rotatably mounted camshaft and at least one, several different cam profiles having cam profile group, characterized in that at least one rotationally fixed and axially displaceable on the camshaft guided Cam support, which has the at least one cam profile group, for cam profile selection between at least one of the two-stroke operation associated axial Position and at least one other, the four-stroke operation assigned axial position is shifted.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umstellen eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine zwischen einem Zweitakt- und einem Viertaktbetrieb der Brennkraftmaschine mit mindestens einer drehbar gelagerten Nockenwelle und mit mindestens einer, mehrere unterschiedliche Nockenprofile aufweisenden Nockenprofilgruppe.The The invention relates to a method for changing over a valve train an internal combustion engine between a two-stroke and a four-stroke operation of Internal combustion engine with at least one rotatably mounted camshaft and at least one, several different cam profiles having cam profile group.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer drehbar gelagerten Nockenwelle, mindestens einer, mehrere unterschiedliche Nockenprofile aufweisenden Nockenprofilgruppe und einer die Nockenprofile auswählenden Umstellvorrichtung für ein Umstellen zwischen einem Zweitakt- und einem Viertaktbetrieb der Brennkraftmaschine.Farther The invention relates to a valve train of an internal combustion engine with at least one rotatably mounted camshaft, at least one, several different cam profiles having cam profile group and one of the cam profiles selecting Changeover device for a switch between a two-stroke and a four-stroke operation of Internal combustion engine.
Verfahren
zum Umstellen eines Ventiltriebs zwischen einem Zweitakt- und einem
Viertaktbetrieb der Brennkraftmaschine sind bekannt. Im Zweitaktbetrieb
betriebene Brenn kraftmaschinen haben aufgrund ihrer höheren Zündfolge
prinzipbedingt gegenüber
dem Viertaktbetrieb den Vorteile einer höheren spezifische Leistung.
Auf der anderen Seite hat der Viertaktbetrieb aufgrund der Vermeidung
von Spülverlusten
beim Ladungswechsel deutliche Vorteile hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs
und der Verminderung von Schadstoffemissionen. Eine zwischen dem
Zweitakt- und dem Viertaktbetrieb umschaltbare Brennkraftmaschine
kombiniert die Vorteile des Viertaktbetriebs im Teillastbereich
mit dem Vorteil des Zweitaktbetriebs im Volllastbereich der Brennkraftmaschine.
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das ein schnelles Umstellen zwischen einem Zweitakt- und einem Viertaktbetrieb ermöglicht und auch bei hoher Drehzahl und Zweitaktbetrieb eine präzise Nockensteuerung gewährleistet. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht dazu vor, dass mindestens ein drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle geführter Nockenträger, der die mindestens eine Nockenprofilgruppe aufweist, zur Nockenprofilauswahl zwischen mindestens einer dem Zweitaktbetrieb zugeordneten axialen Stellung und mindestens einer anderen, dem Viertaktbetrieb zugeordneten axialen Stellung verschoben wird. Auf dem mindestens einen Nockenträger ist jeweils mindestens eine Nockenprofilgruppe vorgesehen, die verschiedene Nockenprofile aufweist. Durch axiales Verschieben des Nockenträgers auf der Nockenwelle zwischen den axialen Stellungen wird jeweils eines der Nockenprofile jeder Nockenprofilgruppe zur Steuerung eines zugeordneten Gaswechselventils der Brennkraftmaschine ausgewählt. Das axiale Verschieben des Nockenträgers auf der Nockenwelle zur Nockenprofilauswahl erfolgt mittels einer Umstellvorrichtung, die mindestens eine Einrichtung zum axialen Verschieben des mindestens einen Nockenträgers aufweist.Of the Invention has for its object to provide a method which a quick changeover between a two-stroke and a four-stroke operation allows and precise cam control even at high speed and two-stroke operation guaranteed. The inventive method provides that at least one rotationally fixed and axially displaceable guided on the camshaft Cam support, which has the at least one cam profile group, for cam profile selection between at least one axial position associated with the two-stroke operation and at least one other, the four-stroke mode associated axial Position is moved. On the at least one cam carrier is respectively provided at least one cam profile group, the different Has cam profiles. By axial displacement of the cam carrier on the Camshaft between the axial positions is one of the Cam profiles of each cam profile group for controlling an assigned cam profile Gas exchange valve of the internal combustion engine selected. The axial displacement of the cam carrier on the camshaft for cam profile selection is done by means of a Umstellvorrichtung, the at least one device for axial Moving the at least one cam carrier has.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der einen Stellung des Nockenträgers ein dem Zweitaktbetrieb zugeordnetes Nockenprofil und in der anderen Stellung des Nockenträgers ein dem Viertaktbetrieb zugeordnetes Nockenprofil der Nockenprofilgruppe mit einem zugeordneten Schlepphebel der Brennkraftmaschine in Anlagekontakt gebracht wird. Jeder der Schlepphebel steuert ein Gaswechselventil der Brennkraftmaschine an. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Einrichtung zum axialen Verschieben des mindestens einen Nockenträgers mindestens ein Stellorgan mit mindestens einem Eingriffselement aufweist, wobei sich das Eingriffselement mit einer Kurvenkulisse in Eingriff bringen lässt.To a development of the invention is provided that in the one Position of the cam carrier a cam profile associated with two-stroke operation and in the other Position of the cam carrier a four-stroke mode associated cam profile of the cam profile group with an associated drag lever of the internal combustion engine in abutting contact is brought. Each of the drag levers controls a gas exchange valve of the internal combustion engine. Furthermore, it is provided that the device for axially displacing the at least one cam carrier at least an actuator having at least one engagement element, wherein engage the engagement element with a curve backdrop leaves.
Der erfindungsgemäße Ventiltrieb besitzt mindestens einen drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle geführten Nockenträger, der die mindestens eine Nockenprofilgruppe aufweist, wobei die Umstellvorrichtung zur Nockenprofilauswahl mindestens eine Einrichtung zum axialen Verschieben des mindestens einen Nockenträgers zwischen mindestens einer dem Zweitaktbetrieb zugeordneten axialen Stellung und mindestens einer anderen, dem Viertaktbetrieb zugeordneten axialen Stellung aufweist. Ein solches Verschieben kann schnell erfolgen. Zur drehfesten und axial verschiebbaren Führung des Nockenträgers auf der Nockenwelle sind diese vorzugsweise durch eine axial verlaufende Verzahnung miteinander verbunden, wobei die Nockenwelle eine Außenverzahnung und der Nockenträger eine Innenverzahnung aufweisen.Of the Valve gear according to the invention has at least one rotationally fixed and axially displaceable on the Camshaft guided Cam support, having the at least one cam profile group, wherein the switching device for cam profile selection at least one means for axial Moving the at least one cam carrier between at least one the two-stroke mode associated axial position and at least another, the four-stroke mode associated axial position having. Such a move can be done quickly. For non-rotatable and axially displaceable guide of the cam carrier on the camshaft they are preferably by an axially extending Gearing interconnected, wherein the camshaft has an external toothing and the cam carrier one Have internal teeth.
Mit Vorteil ist vorgesehen, dass in der einen Stellung des Nockenträgers ein dem Zweitaktbetrieb zugeordnetes Nockenprofil und in der anderen Stellung des Nockenträgers ein dem Viertaktbetrieb zugeordnetes Nockenprofil der mindestens einen Nockenprofilgruppe mit einem zugeordneten Schlepphebel der Brennkraftmaschine in Anlagekontakt ist. Durch die axiale Verschiebung des Nockenträgers auf der Nockenwelle kann eines der Nockenprofile jeder Nockenprofilgruppe ihre zugeordneten Schlepphebel des Ventiltriebs eines der Gaswechselventile der Brennkraftmaschine in Anlagekontakt gebracht werden. Ein solches Umstellen gewährleistet aufgrund der separaten Nockenprofile für den Zweitakt- und den Viertaktbetrieb eine präzise Ventilsteuerung der Gaswechselventile. Insbesondere ist vorgesehen, dass das dem Zweitaktbetrieb zugeordnete Nockenprofil der Nockenprofilgruppe ein Nockenprofil mit zwei Nocken und dass das dem Viertaktbetrieb zugeordnete Nockenprofil der Nockenprofilgruppe ein Nockenprofil mit nur einer Nocke ist. Durch diese Ausbildung der Nockenprofile ergibt sich im Zweitaktbetrieb gegenüber dem Viertaktbetrieb eine Verdoppelung der Arbeitstakte.With Advantage is provided that in one position of the cam carrier a the two-stroke mode associated cam profile and in the other Position of the cam carrier a four-stroke mode associated cam profile of at least a cam profile group with an associated cam follower of Internal combustion engine is in contact with the system. Due to the axial displacement of the cam carrier The camshaft may be one of the cam profiles of each cam profile group their associated rocker arms of the valve gear of the gas exchange valves Internal combustion engine brought into abutting contact. Such Switching guaranteed due to the separate cam profiles for the two-stroke and four-stroke operation a precise one Valve control of the gas exchange valves. In particular, it is envisaged that the two-stroke mode associated cam profile of the cam profile group a cam profile with two cams and that associated with the four-stroke operation Cam profile of the cam profile group a cam profile with only one Nock is. This design of the cam profiles results in two-stroke operation opposite the four-stroke operation doubling the power strokes.
Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Einrichtung zum axialen Verschieben des mindestens einen Nockenträgers mindestens ein Stellorgan mit mindestens einem Eingriffselement aufweist, wobei sich das Eingriffselement mit einer Kurvenkulisse in Eingriff bringen lässt. Dabei ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Stellorgan zusammen mit dem Eingriffselement in einem Gehäuseteil der Brennkraftmaschine angeordnet ist und die Kurvenkulisse auf dem Nockenträger ausgebildet/angeordnet ist. Das axiale Verschieben des Nockenträgers auf der Nockenwelle erfolgt bevorzugt mit Hilfe von zwei Stellorganen in Form von Aktuatoren, die axial versetzt in dem Gehäuse (zum Beispiel dem Zylinderkopfgehäuse) der Brennkraftmaschine angeordnet sind und jeweils ein Eingriffselement in Form eines Mitnehmerstifts aufweisen. Durch Betätigung von jeweils einem der Stellorgane lässt sich dessen Mitnehmerstift mit einer Kurvenkulisse auf dem Nockenträger in Eingriff bringen. Die Kurvenkulisse weist bei dem einen der beiden Stellorgane eine linksdrehende schraubenförmige Nut und bei dem anderen der beiden Stellorgane eine rechtsdrehende schraubenförmige Nut auf, sodass der Nockenträger zur Nockenprofilauswahl zwischen den Verschiebestellungen nach rechts beziehungsweise links verschoben wird, wenn das eine oder andere Stellorgan betätigt wird.Farther is provided with advantage that the means for axial displacement the at least one cam carrier at least one actuator with at least one engagement element , wherein the engagement element with a curved backdrop in Intervention. It is advantageously provided that the actuator together with the engagement element in a housing part of the internal combustion engine is arranged and the curve backdrop formed on the cam carrier / arranged is. The axial displacement of the cam carrier takes place on the camshaft preferably with the aid of two actuators in the form of actuators, the axially offset in the housing (For example, the cylinder head housing) of the internal combustion engine are arranged and in each case an engagement element in the form of a driving pin exhibit. By operation each one of the actuators can be the driving pin engage with a cam on the cam carrier. The Curve scenery has in one of the two actuators a left-handed helical Groove and the other of the two actuators a clockwise helical Groove on so that the cam carrier for cam profile selection between the shift positions to the right or left is shifted, if one or the other Actuator actuated becomes.
Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Stellorgan zusammen mit dem Eingriffselement auf dem Nockenträger angeordnet ist und die Kurvenkulisse in einem in einem Gehäuseteil der Brennkraftmaschine angeordneten Kulissenelement ausgebildet/angeordnet ist. Das Kulissenelement lässt sich mit Hilfe des zugehörigen Stellorgans quer zur Nockenwelle bewegen, um das Eingriffselement mit der Kurvenkulisse in Eingriff zu bringen und dadurch den Nockenträger zu verschieben. Dabei ist das Eingriffselement vorzugsweise ein nach außen über den Nockenträger überstehendes, feststehendes Eingriffselement und das Kulissenelement vorzugsweise seitlich von der Nockenwelle im Gehäuse angeordnet, wobei es sich mit Hilfe des Stellorgans quer zur Nockenwelle bewegen lässt, um das Eingriffselement mit der Kurvenkulisse in Eingriff zu bringen.alternative is provided with advantage that the actuator together with the Engagement element is arranged on the cam carrier and the Curve scenery in one in a housing part of the internal combustion engine arranged backdrop element is formed / arranged. The backdrop element let yourself with the help of the associated Actuator move transversely to the camshaft to the engagement element to engage with the cam set and thereby move the cam carrier. In this case, the engagement element is preferably an outwardly projecting beyond the cam carrier, fixed engagement element and the link element preferably laterally from the camshaft in the housing arranged, it is with the aid of the actuator transversely to the camshaft lets move, to bring the engagement element with the curve backdrop in engagement.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt diein the The invention will be explained below with reference to an embodiment shown in the drawing embodiment explained in more detail. It show the
Figur eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Ventiltriebs.figure a perspective view of the valve gear according to the invention.
Bei
dem in der Zeichnung nur teilweise dargestellten Ventiltrieb für eine Mehrzahl
von Gaswechselventilen
Jede
der Nockenprofilgruppen
Um
die axiale Verschiebung des Nockenträgers
- 11
- GaswechselventilGas exchange valve
- 22
- GaswechselventilGas exchange valve
- 33
- Nockenwellecamshaft
- 44
- Nockenträgercam support
- 55
- NockenprofilgruppeCam profile group
- 66
- NockenprofilgruppeCam profile group
- 77
- Schlepphebelcam follower
- 88th
- Rollerole
- 99
- Ventilgliedvalve member
- 1010
- VentilspielausgleichselementLash adjuster
- 1111
- Gleitlagerbearings
- 1212
- Lagerbockbearing block
- 1313
- Nockenprofilcam profile
- 1414
- Nockenprofilcam profile
- 1515
- Drehachseaxis of rotation
- 1616
- InnenlängsverzahnungInternal spline
- 1717
- Außenverzahnungexternal teeth
- 1818
- EndeThe End
- 1919
- EndeThe End
- 2020
- Kurvenkulissecurve backdrop
- 2121
- Stellorganactuator
- 2222
- Stellorganactuator
- 2323
- EinrichtungFacility
- 2424
- Eingriffselementengaging member
- 2525
- Nutgroove
- 2626
- Nutgroove
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