DE102008039504A1 - Four-stroke internal combustion engine, has crankcase and cylinder, where one transmission element or hydraulic valve-play compensating element is attached in component inserted in transmission element - Google Patents
Four-stroke internal combustion engine, has crankcase and cylinder, where one transmission element or hydraulic valve-play compensating element is attached in component inserted in transmission element Download PDFInfo
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach dem Vier-Takt-Verfahren mit einem Kurbelgehäuse und zumindest einem darin angeordneten Zylinder, in dem ein Arbeitskolben von einer Kurbelwelle geführt ist, mit zumindest einem den Zylinder verschließenden Zylinderkopf, dessen Ein- und Auslasskanäle von zumindest je einem mit einer Schließfeder belasteten Ein- und Auslassventil beherrscht sind, die durch von einer Nockenwelle angetriebene Übertragungselemente betätigbar sind, und mit einer Bremssteuereinrichtung, mittels der ein Druckaufbau in dem Auslasssystem, insbesondere in den Auslasskanälen, und/oder ein zusätzliches Öffnen zumindest eines Auslassventils erfolgt.reciprocating internal combustion engine after the four-stroke process with a crankcase and at least a cylinder arranged therein, in which a working piston of a crankshaft is guided, with at least one Cylinder closing cylinder head, the input and Outlet channels of at least one each with a closing spring loaded inlet and outlet valve are dominated by a camshaft driven transmission elements operable are, and with a brake control device, by means of a pressure build-up in the exhaust system, in particular in the exhaust ducts, and / or an additional opening of at least one Exhaust valve takes place.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Eine derartige gattungsbildende Hubkolbenbrennkraftmaschine ist allgemein bekannt. Bekannt sind weiterhin mehrere Systeme der Motorbremssteuerung. Ein System beinhaltet eine Abgasdrossel, die in dem Abgassystem der Hubkolbenbrennkraftmaschine angeordnet ist. Dabei muss der Motor gegen den erhöhten Druck im Abgassystem arbeiten und erbringt somit Bremsleistung.A Such generic reciprocating internal combustion engine is general known. Also known are several systems of engine brake control. A system includes an exhaust throttle that is in the exhaust system the reciprocating internal combustion engine is arranged. The engine must work and provide against the increased pressure in the exhaust system thus braking performance.
Ein
anderes System,
Es
ist weiterhin bekannt,
Es hat sich herausgestellt, dass hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselemente, in der vorliegenden Patentanmeldungen auch „HVA” genannt, nicht bzw. nicht zufrieden stellend in Verbindung mit Bremsvorrichtungen funktionieren, weil z. B. die Gefahr besteht, dass das „HVA” sich während des Bremsbetriebes ungewollt nachstellt.It it has been found that hydraulic valve clearance compensating elements, in the present patent applications also called "HVA", not or not satisfactory in connection with brake devices work, because z. For example, there is a risk that the "HVA" itself unintentionally adjusted during braking operation.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es daher, hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselemente so zu modifizieren und/oder mit einer Zusatzeinrichtung zu versehen, dass sie zum Einbau in den Ventiltrieb von Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Motorbremseinrichtung geeignet sind. Dabei soll eine Nachstellung der „HVA”, auch in Verbindung mit einer Motorbremssteuerung nicht erfolgen, damit die Ventile nach Beendigung des Motorbremsbetriebs offen stehen. Es soll unter allen Bedingungen eine betriebssichere Funktion gewährleistet sein.task The invention therefore relates to hydraulic valve clearance compensation elements so to modify and / or to provide with an additional device, that they for installation in the valve train of reciprocating internal combustion engines are suitable with motor brake device. It should be an adjustment the "HVA", also in conjunction with an engine brake control not done so that the valves after completion of the engine braking operation to be open. It should function reliably under all conditions to be guaranteed.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass in zumindest eines der Übertragungselemente oder in ein im Übertragungselement eingesetzten Bauteil zwischen Nockenwelle und zumindest einem Ein- und/oder Auslassventil ein hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichselement eingebaut ist, das einen Kolben, ein m t dem Kolben zusammenwirkendes Zylindergehäuseteil mit Hochdruckraum, eine darin eingebaute Rückstellfeder und ein Rückschlagventil aufweist, und dass eine sperrbare Leerhubeinheit vorgesehen ist, die in Serie zum Ventilspiel-Ausgleichselement geschaltet ist.The The object of the invention is achieved in that in at least one of the transmission elements or in a transmission element used between the camshaft and at least one and / or exhaust valve, a hydraulic valve clearance compensation element is incorporated, which is a piston, a m t cooperating with the piston Cylinder housing part with high-pressure chamber, a built-in Having return spring and a check valve, and that a lockable Leerhubeinheit is provided, in series connected to the valve clearance compensation element.
Dabei wird während des Motorbremsbetriebes die Leerhubeinheit entsperrt und damit in der Weise aktiviert, dass der Leerhub das Öffnen des Ventils in der Grundkreisphase kompensiert. Im normalen, befeuerten Motorbetrieb ist dieser Leerhub nicht aktiviert und die Leerhubeinheit gesperrt.there During the engine braking operation, the idle stroke unit unlocked and thus activated in such a way that the idle stroke the opening of the valve compensated in the base circle phase. In the normal, fired Engine operation, this idle stroke is not activated and the Leerhubeinheit blocked.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die sperrbare Leerhubeinheit einen Leerhubkolben aufweist, der in einem Zylinder geführt und von zumindest einer Leerhubfeder belastet ist. Der Zylinder ist dabei Bestandteil des Kolbens oder des Zylindergehäuseteils des HVA's, wobei die Bewegungsrichtung des Leerhubkolbens parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens verläuft. Die Einrichtung „HVA” und die Leerhubeinheit kann z. B. über ein Außengewinde in einem Kipphebel eingeschraubt werden. Die Einheit kann auch ohne Zylindergehäuseteil direkt in eine Aufnahmebohrung im Kipphebel oder einem sonstigen Übertragungselement eingesetzt werden. Die Einheit kann auch in einem Stößel eines Stoßstangengetriebes angeordnet werden.In Another embodiment of the invention proposes that the lockable Leerhubeinheit has a Leerhubkolben in guided by a cylinder and at least one Leerhubfeder is charged. The cylinder is part of the piston or the cylinder housing part of the HVA, wherein the direction of movement of Leerhubkolbens parallel to the direction of movement of the piston. The device "HVA" and the Leerhubeinheit can z. B. via an external thread in a rocker arm be screwed. The unit can also without cylinder housing part directly into a receiving bore in the rocker arm or another transmission element be used. The unit can also be in a pestle a bumper gear to be arranged.
Zum Sperren der Leerhubeinheit wird vorgeschlagen, dass im Leerhubkolben zumindest ein Verriegelungsbolzen gelagert ist, der quer zur Bewegungsrichtung des Leerhubkolbens und in zumindest eine Aussparung am Zylinder verschiebbar ist. Vorzugsweise sind zwei Verriegelungsbolzen vorgesehen, zwischen denen eine Spreizfeder eingebaut ist, wobei zu den Verriegelungsbolzen passend im Zylinder zwei Aussparungen oder eine ringförmige Aussparung vorgesehen sind. Die Verriegelung erfolgt bei dieser Ausführungsform dadurch, dass die Verriegelungsbolzen die Aussparung oder Aussparungen erreichen und die Spreizfeder die Verriegelungsbolzen in diese verschiebt. Die Aussparung oder Aussparungen sind mittels eines Ölanschlusses mit einer Steuer-Öldruckquelle verbindbar, so dass bei einem Druckaufbau der oder die Verriegelungsbolzen aus der oder den Aussparung(en) verschoben werden und die Sperre der Leerhubeinheit dabei aufgehoben wird.To block the Leerhubeinheit it is proposed that at least one locking pin is mounted in the idle piston, which is displaceable transversely to the direction of movement of the Leerhubkolbens and in at least one recess on the cylinder. Preferably, two locking bolts are provided, between which a spreading spring is installed, being provided to the locking pin fitting in the cylinder two recesses or an annular recess. The locking takes place in this embodiment, characterized in that the locking pins reach the recess or recesses and the spreading spring, the Verriegelungsbol zen moves into this. The recess or recesses are connectable by means of an oil connection with a control oil pressure source, so that when a pressure builds the or the locking bolt from the recess or (s) are moved and the lock of the Leerhubeinheit is thereby canceled.
Eine alternative Ausgestaltung besteht darin, dass im Leerhubkolben ein Verriegelungsmittelbolzen quer zur Bewegungsrichtung des Leerhubkolbens beweglich angeordnet ist, der einen Bund und einen verschiebbaren Entriegelungsring aufweist, die derart von einer Druckfeder belastet sind, dass der Verriegelungsmittelbolzen einerseits mit einem Verriegelungsanschlag und andererseits mit einem Verriegelungsstift in Wirkverbindung steht, wobei der Verriegelungsanschlag direkt in der Aussparung und der Verriegelungsstift mittels eines Buchse in der oder der weiteren Aussparung parallel zur Achse des Verriegelungsmittelbolzens verschiebbar gelagert sind. Bedingt durch diesen Aufbau der Verriegelungseinrichtung ist diese ohne Zufuhr von Druckmittel aus der Steuer-Öldruckquelle zu der Aussparung oder den Aussparungen entriegelt. In diesem drucklosen Zustand drückt die Druckfeder über den Entriegelungsring und den Verriegelungsmittelbolzen mit Hilfe des Bundes den Verriegelungsstift und den Verriegelungsanschlag in seine Sitze und verhindert somit die Verriegelung der Einheit. Dies ist wiederum der Zustand im Motorbremsbetrieb. Bei Druckaufbau im Anschluss der Aussparung oder der Aussparungen mittels der Steuer-Öldruckquelle erfolgt die Sperrung, wobei der Verriegelungsstift über den Verriegelungsmittelbolzen die Druckfeder komprimiert und den Verriegelungsstift und den Verriegelungsmittelbolzen in Richtung Verriegelungsanschlag verschiebt und die Einheit sperrt. Dies ist der Zustand im normalen, befeuerten Motorbetrieb.A alternative embodiment is that in Leerhubkolben a Locking device bolt transversely to the direction of movement of Leerhubkolbens movably arranged, which has a collar and a movable one Unlocking ring, which is loaded by a compression spring are that the locking means bolt on the one hand with a locking stop and on the other hand with a locking pin in operative connection stands, with the locking stop directly in the recess and the locking pin by means of a socket in the or another recess parallel to the axis of the locking means pin are slidably mounted. Due to this structure of the locking device this is without supply of pressure medium from the control oil pressure source unlocked to the recess or recesses. In this unpressurized Condition presses the compression spring over the unlocking ring and the locking means bolt with the help of the federal government, the locking pin and the locking stop in his seats and thus prevents the locking of the unit. This, in turn, is the condition during engine braking operation. When pressure builds up after the recess or recesses by means of the control oil pressure source the blocking takes place, wherein the locking pin over the locking means bolt compressed the compression spring and the locking pin and the locking means bolt moves towards the locking stop and locks the unit. This is the condition in normal, fired engine operation.
Im normalen, befeuerten Motorbetrieb funktioniert das „HVA” entsprechend seinem Prinzip des hydraulischen Spielausgleiches ohne Leerhubeinheit, da diese gesperrt ist. Die Ventilspiel-Ausgleichsfunktion wird durch den Ölvorratsraum ggf. in Verbindung mit dem Kolbenoberteil für den Ölvorratsraum gefüllt. Ein Auftreten des Ventilspiels wird durch die Rückstellfeder im Hochdruckraum und Nachsaugen von Öl aus dem Ölvorratsraum ausgeglichen. Der Spalt zwischen dem Kolben und dem Zylindergehäuseteil erzeugt eine gezielte Leckwirkung. Zwischen dem Kolbenoberteil und dem Zylindergehäuseteil ist eine Presspassung vorgesehen. Für eine Entlüftung des Ölvorratsraumes ist die Abstützscheibe mit definiertem Spiel vorgesehen.in the normal, powered engine operation, the "HVA" works accordingly his principle of hydraulic play compensation without Leerhubeinheit, since this is locked. The valve clearance compensation function is performed by the oil reservoir, possibly in conjunction with the upper piston part filled for the oil reservoir. An occurrence the valve clearance is caused by the return spring in the high-pressure chamber and ingested oil from the oil reservoir balanced. The gap between the piston and the cylinder housing part generates a targeted leak effect. Between the piston upper part and the cylinder housing part is provided with a press fit. For bleeding the oil reservoir the support disk is provided with a defined clearance.
Im Motorbremsbetrieb wird eine Entsperrung der Leerhubeinheit vorgenommen. In diesem Betriebszustand gleicht die Leerhubeinheit ein Spiel aus, das beim Öffnen eines Ventils in der Grundkreisphase des Nockens auftritt und verhindert somit ein Nachstellen des „HVA's”. Um die gewollte Funktion zu gewährleisten ist die Kraft der Leerhubfeder oder Leerhubfedern in Summe größer als die Kräfte der Rückstellfeder oder Rückstellfedern im Hochdruckraum und des Öldrucks im Hochdruckraum.in the Engine braking operation is made an unlocking of Leerhubeinheit. In this operating state, the idle unit compensates for a game, when opening a valve in the base circle phase of Cam occurs and thus prevents readjustment of the "HVA's". To ensure the desired function is the force the Leerhubfeder or Leerhubfedern in total larger as the forces of the return spring or return springs in the high-pressure chamber and the oil pressure in the high-pressure chamber.
Bei Beginn des Motorbremsbetriebes wird die Sperrung der Leerhubeinheit aufgehoben. Durch die Belastung des Ventiltriebes in der Hubphase ist die Sperreinrichtung, d. h. der/die Verriegelungsbolzen oder der Verriegelungsmittelbolzen querkraftfrei, so dass eine leichte Auflösung der Sperre erfolgen kann. In der Grundkreisphase des Nockens ist eine Entriegelung durch die Belastung der Leerhubfeder oder der Leerhubfedern nur mit erhöhtem Steueröldruck oder erhöhter Federkraft zu gewährleisten. Nach Beendigung des Motorbremsbetriebes wird die Leerhubeinheit wieder gesperrt. Während der Hubphase des Ventiltriebes und der daraus resultierenden Belastung der Schließfeder(n) der Gaswechselventile werden die Leerhubfeder(n) komprimiert und die Verriegelungsbolzen verriegeln bei entsprechendem Steueröldruck oder bei entsprechender Kraft der Druckfeder. Um eine Abstimmung des Verriegelungsspiels in der Montage zu vereinfachen, kann eine Einstellscheibe zwischen dem Leerhubkolben und dem Kolben oder Zylindergehäuseteil eingebaut werden.at The beginning of the engine braking operation is the blockage of Leerhubeinheit canceled. Due to the load of the valve gear in the lifting phase is the locking device, d. H. the locking bolt or bolts the locking means bolt without lateral force, so that a slight Resolution of the lock can be done. In the base circle phase the cam is an unlocking by the load of the Leerhubfeder or the Leerhubfedern only with increased control oil pressure or to ensure increased spring force. To Termination of the engine braking operation is the Leerhubeinheit again blocked. During the lifting phase of the valve train and the Resulting load of the closing spring (s) of the Gas exchange valves, the Leerhubfeder (s) are compressed and the Lock locking bolt with corresponding control oil pressure or with appropriate force of the compression spring. To vote can simplify the locking clearance in the assembly, a Adjustment disc between the Leerhubkolben and the piston or cylinder housing part to be built in.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Leerhubkolben einen Kugelkopf aufweist, der mit einer Kugelpfanne nach Art eines Elefantenfußes in Wirkverbindung steht und dass die Leerhubfeder(n) zwischen der Kugelpfanne und dem Kolben oder dem Zylindergehäuseteil eingebaut ist. Dadurch wird Bauraum im Inneren der Leerhubeinheit gespart. Die Kugelpfanne kann dabei direkt mit dem Gaswechseiventil oder einer Brücke zwischen zwei Gaswechselventilen in Wirkverbindung stehen.In Another embodiment of the invention is proposed that the Leerhubkolben having a ball head, with a ball socket in the manner of an elephant foot is in operative connection and that the Leerhubfeder (s) between the ball socket and the piston or the cylinder housing part is installed. As a result, space is saved inside the Leerhubeinheit. The ball socket can directly with the gas exchange valve or a bridge between two Gas exchange valves are in operative connection.
Um die Auswärtsbewegung des Leerhubkolbens aus dem Kolben oder dem Zylindergehäuseteil zu verhindern bzw. zu begrenzen, ist ein Anschlag vorgesehen, der vorzugsweise einen Sicherungsring in einer Nut des Leerhubkolbens aufweist, der mit einer Anschlagschulter im Zylinder in Wirkverbindung steht.Around the outward movement of Leerhubkolbens from the piston or to prevent or limit the cylinder housing part, a stop is provided, which preferably has a retaining ring in a groove of Leerhubkolbens having a stop shoulder in the cylinder is in operative connection.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:to Further explanation of the invention is based on the drawings referenced, in which embodiments of the invention are shown simplified. Show it:
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings
In
den
Der
Kolben
An
die Aussparung
Das
Ausführungsbeispiel gemäß
Im
Ausführungsbeispiel gemäß
In
den Ausführungsbeispielen gemäß den
Die
Kraft der Druckfeder
- 11
- ZylindergehäuseteilCylinder housing part
- 22
- Kolbenpiston
- 33
- HochdruckraumHigh-pressure chamber
- 44
- KolbenoberteilPiston crown
- 55
- Abstützscheibesupport disk
- 66
- Anschlussconnection
- 77
- Rückschlagventilcheck valve
- 7a7a
- RückstellfederReturn spring
- 88th
- ÖlvorratsraumOil reservoir
- 99
- Leerhubkolbenidle stroke piston
- 1010
- Kugelpfanneball socket
- 1111
- EinstellscheibeFocusing
- 1212
- LeerhubfedernLeerhubfedern
- 12a12a
- LeerhubfederLeerhubfeder
- 1313
- Sicherungsringcirclip
- 1414
- Verriegelungsbolzenlocking bolt
- 1515
- Aussparungrecess
- 1616
- Spreizfedersplay
- 1717
- Ölanschlussoil port
- 1818
- Kappecap
- 1919
- VerriegelungsmittelbolzenLocking center bolt
- 2020
- Entriegelungsringunlocking
- 20a20a
- BundFederation
- 2121
- Druckfedercompression spring
- 2222
- Verriegelungsanschlaglock Catch
- 2323
- Verriegelungsstiftlocking pin
- 2424
- BuchseRifle
- 2525
- Hilfsringauxiliary ring
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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