DE102007010152A1 - Valve drive for inlet valves of cylinders of internal-combustion engine, has device for axial movement of cam carrier exhibiting contact bolts projecting over cam carrier and crank unit movable transverse to cam shaft by actuator - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a valve train of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Zur Verbesserung der thermodynamischen Eigenschaften von Brennkraftmaschinen sind mechanische Vorrichtungen bekannt, die das Arbeitsspiel des Ventiltriebes beeinflussen und beispielsweise eine drehzahlabhängige Veränderung der Öffnungszeiten oder des Hubs von Gaswechselventilen von Zylindern der Brennkraftmaschine ermöglichen.to Improvement of the thermodynamic properties of internal combustion engines are known mechanical devices that the working cycle of the Valve drive affect and, for example, a speed-dependent change the opening hours or the stroke of gas exchange valves of cylinders of the internal combustion engine enable.
Aus
der
Solange die beiden Nockenprofilgruppen auf dem Nockenträger jeweils nur zwei unterschiedliche Nockenprofile aufweisen, sind zum Verschieben des Nockenträgers zwei Stellorgane oder Aktuatoren ausreichend, die sich problemlos im Zylinderkopfgehäuse unterbringen lassen und keinen übermäßigen konstruktiven Aufwand verursachen. Wenn jedoch zur Verbesserung der Beeinflussung des Arbeitsspiels des Ventiltriebs die Nockenprofilgruppen um eine weitere Nockenkontur bzw. um ein weiteres Nockenprofil erweitert werden sollen, muss der Nockenträger zwischen drei verschiedenen Verschiebestellungen hin und her bewegt werden, um die drei Nockenprofile wahlweise mit dem Schlepphebel in Anlagekontakt zu bringen. Dazu müsste die Anzahl der Stellorgane oder Aktuatoren im Zylinderkopf bzw. die Anzahl der Kurvenkulissen auf dem Nockenträger verdoppelt werden, was jedoch sowohl wegen des zur Unterbringung der Stellorgane oder Aktuatoren benötigten axialen Bauraums als auch wegen der verhältnismäßig hohen Kosten der Aktuatoren unerwünscht ist.So long the two cam profile groups on the cam carrier each only two different cam profiles have, for moving the cam carrier two actuators or Sufficient actuators that accommodate easily in the cylinder head housing let and not excessive constructive Cause effort. If, however, to improve the influence of the working cycle of the valve train, the cam profile groups by one further cam contour or extended by a further cam profile should be the cam carrier moved back and forth between three different displacement positions be to the three cam profiles optional with the drag lever to bring into abutting contact. This would require the number of actuators or actuators in the cylinder head or the number of curve scenes doubled on the cam carrier be, however, both because of the accommodation of the actuators or actuators needed axial space and because of the relatively high cost of the actuators undesirable is.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sich die Anzahl der Nockenprofile jeder Nockenprofilgruppe ohne eine Vergrößerung der Anzahl der Stellorgane bzw. Aktuatoren vergrößern lässt.outgoing This is the object of the invention, a device of the type mentioned above to improve that the Number of cam profiles of each cam profile group without increasing the Increase the number of actuators or actuators.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Einrichtungen zum axialen Verschieben des mindestens einen Nockenträgers mindestens ein über den Nockenträger überstehendes Eingriffselement und mindestens ein quer zur Nockenwelle bewegliches, mit einer Kurvenkulisse versehenes Kulissenelement aufweisen. 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.These Task is inventively characterized solved, in that the devices for the axial displacement of the at least one Cam carrier at least one over the cam carrier protruding Engaging element and at least one transversely to the camshaft movable, Having provided with a curved backdrop backdrop element. The Gate element leaves himself 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.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, an Stelle eines quer zur Nockenwelle beweglichen, mittels des Stellorgans betätigten Eingriffselements und einer auf dem Nockenträger ausgebildeten Kurvenkulisse ein nach außen über den Nockenträger überstehendes feststehendes Eingriffselement und ein mit einer Kurvenkulisse versehenes Kulissenelement zu verwenden, das seitlich von der Nockenwelle im Zylinderkopf angeordnet ist und sich mit Hilfe des Stellorgans quer zur Nockenwelle bewegen lässt, um das Eingriffselement mit der Kurvenkulisse in Eingriff zu bringen.Of the Invention is based on the idea, in place of a transverse to the camshaft movable actuated by the actuator engaging element and one on the cam carrier trained curve scenery an outwardly over the cam carrier projecting fixed engagement element and provided with a curved backdrop To use the gate element, the side of the camshaft in the Cylinder head is arranged and with the help of the actuator transversely moves to the camshaft, to bring the engagement element with the curve backdrop in engagement.
Durch diese Maßnahme wird es möglich, ohne eine Vergrößerung der Anzahl der Stellorgane und des benötigten axialen Bauraums eine axiale Verschiebung des Nockenträgers in drei verschiedene Stellungen zu erreichen. Die Erfindung hat darüber hinaus den Vorteil, dass das feststehende Eingriffselement nur eine sehr geringe bewegte Masse auf dem Nockenträger darstellt.By This measure it becomes possible without an enlargement of the Number of actuators and the required axial space one axial displacement of the cam carrier to reach in three different positions. The invention has about that addition, the advantage that the fixed engagement element only one represents very little moving mass on the cam carrier.
Die Kurvenkulisse ist vorzugsweise auf einer zum Nockenträger benachbarten Innenseite des Kulissenelements angeordnet und weist zwei in Umfangsrichtung und in axialer Richtung verlaufende Nuten auf, um während einer Drehung der Nockenwelle durch den Eingriff der Eingriffselemente in die zugehörige Kurvenkulisse eine axiale Verschiebung des Nockenträgers zu erreichen. Die beiden Nuten erstrecken sich in einem axialen Abstand nebeneinander her und bilden vorzugsweise Teile oder Hälften von zwei gleichsinnigen Schraubenwindungen. Der Mittenabstand der beiden Nuten und deren axiale Erstreckung entlang des Eingriffswegs des Eingriffselements in jede der beiden Nuten entspricht dem axialen Abstand zwischen den Mitten zweier benachbarter Nockenprofile bzw. dem Verschiebeweg des Nockenträgers zwischen zwei benachbarten Verschiebestellungen.The cam track is preferably arranged on an inner side of the link element adjacent to the cam carrier and has two grooves extending in the circumferential direction and in the axial direction to axially displace during rotation of the camshaft by the engagement of the engagement elements in the associated cam track of the cam carrier. The two grooves extend at an axial distance side by side and preferably form parts or halves of two co-rotating screw threads. The center distance of the two grooves and their axial extent along the engagement path of the engagement member in each of the two grooves corresponds to the axial distance between the centers of two adjacent cam profiles or the displacement of the cam carrier between two adjacent displacement positions.
Die Verschiebung des Nockenträgers erfolgt jeweils während eines Zeitraums, in dem die mit der Nockenwelle gesteuerten Gaswechselventile nicht betätigt werden, das heißt in einem Zeitraum, in dem die Schlepphebel der Ventile gegen einen Grundkreisabschnitt der Nockenprofile anliegen, dessen Umfangswinkel etwa 180 Grad beträgt.The Displacement of the cam carrier takes place during each a period in which the camshaft controlled gas exchange valves not activated be, that is in a period in which the rocker arms of the valves against a Base circle portion of the cam profiles abut, the circumferential angle about 180 degrees.
Um einen Nockenträger aus einer ersten äußeren Verschiebestellung in eine zweite mittlere Verschiebestellung und dann in eine dritte äußere Verschiebestellung zu bewegen, in denen jeweils ein anderes Nockenprofil mit den Schlepphebeln der Gaswechselventile in Anlagekontakt gebracht wird, wird ein zugehöriges Kulissenelement durch Betätigung seines Stellorgans quer zur Nockenwelle verschoben, vorzugsweise radial zur Drehachse der Nockenwelle, um es an den Nockenträger anzunähern. Nach der Annäherung des vorzugsweise halbringförmig ausgebildeten Kulissenelements an den Nockenträger tritt in der ersten Verschiebestellung das über den Nockenträger überstehende Eingriffselement infolge der Drehung der Nockenwelle und des Nockenträgers mit dem Beginn der ersten Nut der Kurvenkulisse in Eingriff, mit der es über einen Drehwinkel von vorzugsweise 180 Grad im Eingriff bleibt. Da das Kulissenelement während des Eingriffs in axialer Richtung der Nockenwelle unverschiebbar festgehalten wird und da die axiale Erstre ckung der Nut entlang der Innenseite des Eingriffselements dem Mittenabstand der benachbarten Nockenprofile entspricht, wird der Nockenträger mit dem Eingriffselement entlang der Nockenwelle in die benachbarte zweite Verschiebestellung bewegt. In der zweiten Verschiebestellung tritt das Eingriffselement am Ende der ersten Nut aus dieser aus und dreht sich zusammen mit dem Nockenträger um weitere 180 Grad, wobei es nicht mit der Kurvenkulisse im Eingriff steht. Nach eine vollen Umdrehung der Nockenwelle liegt daher das Eingriffselement dem Beginn der zweiten Nut gegenüber, so dass es während einer anschließenden Drehung der Nockenwelle um 180 Grad durch die zweite Nut hindurch bewegt wird. Deren axiale Erstreckung entspricht ebenfalls dem Mittenabstand der benachbarten Nockenprofile, so dass der Nockenträger während des Eingriffs in die benachbarte dritte Verschiebestellung bewegt wird. Bei Erreichen dieser Verschiebestellung wird das Kulissenelement durch erneute Betätigung des Stellorgans wieder von der Nockenwelle weg bewegt, so dass der Nockenträger in der dritten Verschiebestellung bleibt.Around a cam carrier from a first outer displacement position in a second middle displacement position and then in a third outer displacement position to move, in each case a different cam profile with the finger levers the gas exchange valves is brought into abutting contact, is an associated gate element by pressing his Actuator moved transversely to the camshaft, preferably radially to the axis of rotation of the camshaft to approximate it to the cam carrier. After approach preferably semi-annular Gate element to the cam carrier occurs in the first displacement position over the cam carrier projecting Engagement element due to the rotation of the camshaft and the cam carrier with the beginning of the first groove of the curve backdrop in engagement with the it over a rotation angle of preferably 180 degrees remains engaged. There the gate element during the engagement in the axial direction of the camshaft immovable is held and since the axial Erstre ckung of the groove along the Inner side of the engagement element the center distance of the adjacent Cam profile corresponds to the cam carrier with the engagement element along the camshaft in the adjacent second displacement position emotional. In the second displacement position, the engagement element occurs at the end of the first groove out of this and turns along with the cam support by another 180 degrees, whereby it does not engage with the curve scenery stands. After a full revolution of the camshaft is therefore the Engagement element opposite the beginning of the second groove, so that during it a subsequent rotation the camshaft is moved 180 degrees through the second groove becomes. Their axial extent also corresponds to the center distance of adjacent cam profiles, so that the cam carrier during the engagement in the adjacent third shift position is moved. Upon reaching this Displacement position is the link element by re-actuation of the Actuator again moved away from the camshaft, so that the cam carrier in the third shift position remains.
Wenn der Nockenträger in der zweiten Verschiebestellung bleiben soll, wird das Kulissenelement bereits nach einer einzigen 180 Drehung der Nockenwelle wieder von dieser weg bewegt, nachdem sich das Eingriffselement durch die erste Nut hindurch bewegt hat.If the cam carrier should remain in the second displacement position, the gate element after only a single 180 turn of the cam again from this moves away after the engagement element through the first Nut has moved through.
Um
den Nockenträger
in der gewünschten Verschiebestellung
festzuhalten, können
zwischen dem Nockenträger
und der Nockenwelle Rastmittel vorgesehen sein, ähnlich wie in der eingangs
genannten
Die Rückstellung des Nockenträgers erfolgt in analoger Weise wie beim eingangs genannten Stand der Technik mit Hilfe eines weiteren, neben der Nockenwelle axial unverschiebbar im Zylinderkopfgehäuse untergebrachten Kulissenelements, das ebenfalls quer zur Nockenwelle beweglich ist. Die Kurvenkulisse dieses Kulissenelements weist ebenfalls zwei in Umfangsrichtung und in axialer Richtung verlaufende Nuten auf, die sich in einem axialen Abstand nebeneinander her erstrecken und vorzugsweise Teile oder Hälften von zwei Schraubenwindungen bilden, jedoch mit gegensinniger Richtung wie bei dem anderen Kulissenelement.The provision of the cam carrier takes place in an analogous manner as in the aforementioned state of Technology with the help of another, in addition to the camshaft axially immovable in the cylinder head housing housed gate element, which is also transverse to the camshaft is mobile. The curves of this backdrop element also has two circumferentially and axially extending grooves on, which extend at an axial distance side by side and preferably parts or halves form of two helical turns, but in the opposite direction as with the other gate element.
Die Betätigung der Stellorgane zur Annäherung eines oder mehrerer Kulissenelemente an die Nockenwelle erfolgt bevorzugt hydraulisch, indem eine Zylinder/Kolben- Anordnung des Stellorgans mit Motoröl unter Druck beaufschlagt wird, um das oder die gewünschten Kulissenelemente quer zur Drehachse der Nockenwelle zu bewegen. Die Annäherung der Kulissenelemente kann dabei entgegen der Kraft einer Rückstellfeder erfolgen, die für eine Rückstellung der Kulissenelemente sorgt. Alternativ können jedoch auch Stellorgane mit einer doppeltwirkenden Zylinder/Kolben-Anordnung oder mit einem mit Strom beaufschlagbaren Elektromagneten oder mechanisch betätigte Stellorgane mit parallel zur Drehachse der Nockenwelle verschiebbaren Keilflächen verwendet werden, die mit entsprechenden Keilflächen der Kulissenelemente in Eingriff treten. Die zuletzt genannte Anordnung benötigt sehr wenig radialen Bauraum und hat darüber hinaus den Vorteil, dass die Verschiebung sämtlicher Nockenträger auf der Nockenwelle zumindest in einer Richtung mittels eines einzigen Stellorgans vorgenommen werden kann.The activity the actuators to approach one or more link elements takes place on the camshaft preferably hydraulically, by a cylinder / piston arrangement of the actuator with engine oil pressurized to the desired one or more To move link elements transversely to the axis of rotation of the camshaft. The approach the link elements can thereby counter to the force of a return spring done for a provision the scenery elements ensures. Alternatively, however, also actuators with a double-acting cylinder / piston arrangement or with a electromagnets which can be acted upon by electricity or mechanically actuated actuators used with parallel to the axis of rotation of the camshaft sliding wedge surfaces be with corresponding wedge surfaces of the gate elements in Intervene. The latter arrangement requires a lot little radial space and has the additional advantage that the shift of all cam support on the camshaft in at least one direction by means of a single Actuator can be made.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:in the The following is the invention with reference to an illustrated in the drawing embodiment explained in more detail. It demonstrate:
Bei
dem in der Zeichnung nur teilweise dargestellten Ventiltrieb für eine Mehrzahl
von Einlassventilen
Wie
am besten in
Wie
am besten in
Wie
am besten in den
Jede
der beiden Nockenprofilgruppen
Von
den drei Nockenprofilen
Die
axiale Verschiebung der Nockenträger
Wie
am besten in
Um
die axiale Verschiebung der Nockenträger
Die
zwei halbringförmigen
Kulissenelemente
Wie
am besten in
Die
Kulissenelemente
Durch
den Eingriff des Bolzens
Die
eintrittsseitigen Stirnenden der Nuten
- 11
- Einlassventilintake valve
- 22
- Einlassventilintake valve
- 33
- Einlassventilintake valve
- 44
- Einlassventilintake valve
- 55
- Nockenwellecamshaft
- 66
- Nockenträgercam support
- 77
- Nockenträgercam support
- 88th
- NockenprofilgruppeCam profile group
- 99
- NockenprofilgruppeCam profile group
- 1010
- RollenschlepphebelRoller cam
- 1111
- Rollerole
- 1212
- Ventiltellervalve disc
- 1313
- Ventilgliedvalve member
- 1414
- Ventilfedervalve spring
- 1515
- VentilspielausgleichselementLash adjuster
- 1616
- Lagercamp
- 1717
- Lagerbockbearing block
- 1818
- Nockenprofilcam profile
- 1919
- Nockenprofilcam profile
- 2020
- GrundkreisprofilBase circle profile
- 2121
- Drehachse Nockenwelleaxis of rotation camshaft
- 2222
- GrundkreisabschnittBase circle portion
- 2323
- Innenverzahnung Nockenträgerinternal gearing cam support
- 2424
- Außenverzahnung Nockenwelleexternal teeth camshaft
- 2525
- erweitertes Stirnende Nockenträgerexpanded Frontal cam carrier
- 2626
- erweitertes Stirnende Nockenträgerexpanded Frontal cam carrier
- 2727
- überstehender Eingriffsbolzenprotruding engagement pin
- 2828
- Kurvenkulissecurve backdrop
- 2929
- Kulissenelementlink element
- 3030
- Kulissenelementlink element
- 3131
- Nutgroove
- 3232
- Nutgroove
- 3333
- Stellorganactuator
- 3434
- RückstellfederReturn spring
- 3535
- Ringspaltannular gap
- 3636
- Trennwandpartition wall
Claims (21)
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DE200710010152 DE102007010152A1 (en) | 2007-03-02 | 2007-03-02 | Valve drive for inlet valves of cylinders of internal-combustion engine, has device for axial movement of cam carrier exhibiting contact bolts projecting over cam carrier and crank unit movable transverse to cam shaft by actuator |
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Legal Events
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