DE102008054011A1 - Valve gear of an internal combustion engine with a disconnectable support element - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen ist ein Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine mit einem abschaltbaren Abstützelement (2), welches ein in eine Aufnahme (3) eines Zylinderkopfes (4) eingebautes topfartiges Gehäuse (5) hat, in dem ein axial verschiebbarer Druckkolben (7) verläuft, auf dessen Kopf (9) ein Schlepphebel (11) gelagert ist, wobei der Druckkolben (7) zur Darstellung eines vollen Ventilhubes kraftschlüssig auf einer Hydraulikmittelsäule (12) abgestützt ist, die in einem Hochdruckraum (13) zwischen dessen Unterstirn (14) und einem Boden (15) des Gehäuses (5) verläuft, wobei mit einer Absteueröffnung (16) aus dem Hochdruckraum (13) zusammenwirkende Absteuermittel (17) zum wahlweisen Entlasten der Hydraulikmittelsäule (12) bei Nockenhub vorgesehen sind, so dass ein 0-Ventilhub vorliegt, wobei die Absteueröffnung (16) als Durchtritt in der Unterstirn (14) des Druckkolbens (7) vorliegt, wobei Bestandteile der Absteuermittel (17) ein Ventilschließkörper (18) an der Absteueröffnung (16), ein extern ansteuerbares Beaufschlagungsmittel (19) für den Ventilschließkörper (18) sowie ein Druckspeicher (20) im Druckkolben (7) für das abgesteuerte Hydraulikmittel sind, welcher Druckspeicher (20) unmittelbar oberhalb der Unterstirn (14) des Druckkolbens (7) verläuft und von einem scheibenartigen Druckkissen (21) in Kopfrichtung begrenzt ist, dass von zumindest einer Druckfeder (22) in Druckspeicherrichtung beaufschlagt ist.Proposed is a valve train (1) of an internal combustion engine with a shut-off support element (2), which has a pot-shaped housing (5) built into a receptacle (3) of a cylinder head (4), in which an axially displaceable pressure piston (7) extends whose head (9) a drag lever (11) is mounted, wherein the pressure piston (7) for displaying a full valve is frictionally supported on a hydraulic fluid column (12) in a high-pressure chamber (13) between the lower end (14) and a bottom (15) of the housing (5) extends, wherein with a Absteueröffnung (16) from the high-pressure chamber (13) cooperating Absteuermittel (17) for selectively relieving the Hydraulikmittelsäule (12) are provided at Nockenhub, so that there is a 0-valve lift, wherein the Absteueröffnung (16) is present as a passage in the lower end (14) of the pressure piston (7), wherein components of the Absteuermittel (17) a valve closing body (18) at the Absteueröffnung (16) , an externally controllable biasing means (19) for the valve closing body (18) and a pressure accumulator (20) in the pressure piston (7) for the controlled hydraulic fluid are, which pressure accumulator (20) immediately above the lower end (14) of the pressure piston (7) extends and is limited by a disc-like pressure pad (21) in the direction of head, that is acted upon by at least one compression spring (22) in the pressure storage direction.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem abschaltbaren Abstützelement, welches ein in eine Aufnahme eines Zylinderkopfes eingebautes topfartiges Gehäuse mit einer Bohrung hat, in der ein axial verschiebbarer Druckkolben verläuft, auf dessen einen Rand des Gehäuses überragenden Kopf ein von einem Hubnocken betätigter Schlepphebel gelagert ist, wobei der Druckkolben zur Darstellung eines vollen Ventilhubes kraftschlüssig auf einer Hydraulikmittelsäule abgestützt ist, die in einem Hochdruckraum zwischen dessen Unterstirn und einem Boden des Gehäuses verläuft, wobei mit einer Absteueröffnung aus dem Hochdruckraum zusammenwirkende Absteuermittel zum wahlweisen Entlasten der Hydraulikmittelsäule bei Nockenhub vorgesehen sind, so dass ein 0-Ventilhub vorliegt.The The invention relates to a valve train of an internal combustion engine with a disconnectable support element, which in a Picture of a cylinder head built-in pot-like housing having a bore in which an axially displaceable plunger runs, projecting on one edge of the housing Head mounted by a lift cam operated rocker arm is, wherein the pressure piston to represent a full valve lift frictionally is supported on a hydraulic column, in a high pressure room between the forearm and one Bottom of the housing runs, with a discharge opening from the high pressure chamber cooperating Absteuermittel for optional Relieving the hydraulic column provided at Nockenhub are, so that there is a 0-valve lift.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die
Der vorgenannten Lösung sind mehrere Nachteile immanent. Die Verdrehansteuerung des Gehäuses erweist sich als ungenau und beansprucht einen relativ großen Bauraum in Querrichtung im Zylinderkopf, welcher Bauraum in der Regel äußerst beengt ist bzw. nicht zur Verfügung steht. Das Abstützelement erweist sich aufgrund der hohen Hydraulikmittelsäule als relativ unsteif im Normalbetrieb, so dass mit einem unerwünscht hohen Einsinken des Abstützelements zu rechnen ist. Dieses Einsinken muss durch eine entsprechende Nockenkonturgestaltung vorgehalten werden und verstärkt sich zudem bei auftretender Ölverschäumung weiter. Im Falle einer gewünschten Absteuerung der Hydraulikmittelsäule muss das Hydraulikmittel aus dem Element heraus in die Zuleitung im Zylinderkopf verlagert werden. Gerade bei sehr hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine dürfte das zur Verfügung stehende Zeitfenster hierbei nicht ausreichen. Des weiteren wird festgestellt, dass je Abstützelement zwei Hydraulikmittelleitungen im Zylinderkopf vorzusehen sind, was den Bauaufwand erhöht.Of the The above solution immanent several disadvantages. The Verdrehansteuerung the housing proves to be inaccurate and takes up a relatively large space in the transverse direction in the cylinder head, which space usually extremely is cramped or not available. The support element proves to be due to the high hydraulic column relatively stiff in normal operation, so with an undesirable high sinking of the support element is expected. This Subsidence must be maintained by a corresponding cam contour design become stronger and moreover with occurring foaming of the oil further. In the case of a desired control of the hydraulic column the hydraulic fluid must be expelled from the element into the supply line be displaced in the cylinder head. Especially at very high speeds the internal combustion engine is likely to be available standing time windows are not sufficient. Furthermore, will found that each support element two hydraulic fluid lines be provided in the cylinder head, which increases the construction cost.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Ventiltrieb der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind.task The invention is therefore a valvetrain of the aforementioned type to create, in which the identified disadvantages are eliminated.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Absteueröffnung als Durchtritt in der Unterstirn des Druckkolbens vorliegt, wobei Bestandteile der Absteuermittel ein Ventilschließkörper an der Absteueröffnung, ein extern ansteuerbares Beaufschlagungsmittel für den Ventilschließkörper sowie ein Druckspeicher im Druckkolben für das abgesteuerte Hydraulikmittel sind, welcher Druckspeicher unmittelbar oberhalb der Unterstirn des Druckkolbens verläuft und von einem scheibenartigen Druckkissen in Kopfrichtung begrenzt ist, das von zumindest einer Druckfeder in Druckspeicherrichtung beaufschlagt ist.According to the invention This object is achieved in that the Absteueröffnung is present as a passage in the lower end of the pressure piston, wherein constituents the Absteuermittel a valve closing body the Absteueröffnung, an externally controllable Beaufschlagungsmittel for the valve closing body and a Accumulator in the pressure piston for the diverted hydraulic fluid are, which accumulator immediately above the forehead of the pressure piston and of a disc-like Pressure pad is limited in the head direction, that of at least one Compressive spring is acted upon in the pressure storage direction.
Somit liegt ein Ventiltrieb mit einem kompakt bauenden, abschaltbaren Abstützelement vor, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind. Das aus dem Hochdruckraum abzusteuernde Hydraulikmittel wird im gewünschten Abschaltfall somit einfach ”intern” in einen vom Druckkolben umschlossenen Druckspeicher geleitet. Im Gegensatz zum eingangs genannten Stand der Technik ist nur eine Ölzuleitung zum Abstützelement notwendig. Gleichzeitig wird festgestellt, dass sich der Ventiltrieb auch im Normalmodus (Zuschaltbetrieb) als relativ steif erweist. Die Ansteuerung des Schließkörpers (vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich Kugel) über das bevorzugt als Stange o. dgl. ausgebildete Beaufschlagungsmittel erweist sich als relativ einfach und technisch gut beherrschbar. Das Beaufschlagungsmittel kann den Kopf des Druckkolbens durchragen und an seinem Ende von einem elektromagnetischen Akttor beaufschlagt sein, der bspw. seitlich am Zylinderkopf befestigt ist.Consequently is a valve train with a compact build, disconnectable Supporting element, in which the disadvantages indicated are eliminated. The abzusteuernde from the high pressure chamber hydraulic fluid becomes in the desired disconnection case thus simply "internally" in passed a pressure accumulator enclosed by the pressure piston. In contrast for the above-mentioned prior art is only one oil supply to Supporting element necessary. At the same time it is stated that the valve train is also in normal mode (connection operation) proves to be relatively stiff. The activation of the closing body (preferably, but not exclusively ball) over preferably as a rod o. The like. Formed Beaufschlagungsmittel proves to be relatively easy and technically easy to control. The urging means may protrude through the head of the plunger and acted upon at its end by an electromagnetic Akttor be, for example, is laterally attached to the cylinder head.
Die Kraft der auf das Druckkissen wirkenden Druckfeder (bspw. wenigstens eine das Beaufschlagungsmittel umfassende Schraubendruckfeder) ist so stark bemessen, dass im Abschaltfall bei ablaufender Nockenflanke ein ausreichend schnelles Entleeren des Druckspeichers in Richtung Hochdruckraum erfolgt und somit der Schlepphebel an der ablaufenden Nockenflanke verbleibt. Die interne Anordnung des Druckspeichers garantiert, dass das zuvor im Hochdruckraum akkumulierte Hydraulikmittel ausreichend schnell in den Druckraum abgesteuert wird. Ein Rückschlagventil im Boden des Gehäuses dient lediglich einem Nachsaugen von Leckage. Ggf. kann das Abstützelement komplett hydraulisch autark wirkend ausgebildet sein.The force of the pressure spring acting on the pressure pad (eg, at least one helical compression spring comprising the urging means) is so strongly dimensioned that a sufficiently rapid emptying of the pressure accumulator in the direction of the high-pressure space occurs during the shutdown case when the cam flank is running, thus leaving the drag lever on the running cam flank. The internal arrangement of the accumulator guarantees that the previously accumulated in the high-pressure chamber hydraulic fluid from reaching quickly dissipated in the pressure chamber. A check valve in the bottom of the housing serves only to suck in leakage. Possibly. the support element can be designed completely hydraulically self-sufficient.
Zwar soll das Abstützelement im Ventiltrieb vorzugsweise als abschaltbar vorliegen. Denkbar und vorgesehen ist es jedoch auch, hierüber eine Hubumschaltung darzustellen. So kann der Ventilschließkörper auch nach anfänglichem Nockenhub geöffnet werden, so dass hierüber der verbleibende Nockenhub bis Nockenspitze ”abgeschnitten” wird oder der Ventilhub wird unmittelbar zu Beginn abgeschnitten, wobei durch frühes Schließen des Ventilschließkörpers eine Resthub bis Nockenspitze erzeugt wird.Though should the support element in the valve train preferably as can be switched off. However, it is also conceivable and planned to represent a Hubumschaltung over it. So can the Valve body also after initial Nockenhub be opened so that over here the remaining cam lift is "cut off" to cam tip or the valve lift is cut off immediately at the beginning, passing through early closing of the valve closing body a Resthub to cam tip is generated.
Unteranspruch 2 betrifft ein zweckmäßiges Verfahren zum Betreiben eines Ventiltriebs nach dem Hauptanspruch. Es wird dargestellt, dass im Fall eines gewünschten 0-Ventilhubs vor oder unmittelbar mit Nockenanlauf der Ventilschließkörper über das Beaufschlagungsmittel betätigt wird, so dass das im Hochdruckraum zuvor akkumulierte Hydraulikmittel in den Druckraum des Druckkolbens abgesteuert wird, wobei gleichzeitig der Druckkolben auf sein Blockmaß absinkt. Das Gaswechselventil bleibt somit geschlossen. Das Beaufschlagungsmittel kann nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung auch über die Nockenspitze hinaus geöffnet bleiben, so dass das im Druckraum akkumulierte Hydraulikmittel über das druckfederbeaufschlagte Druckkissen in den Hochdruckraum zurückfließt, wobei hierdurch der Druckkolben mit aufliegendem Schlepphebel in Nockenrichtung rückverlagert wird.under claim 2 relates to a convenient method of operation a valvetrain according to the main claim. It is shown that in the case of a desired 0-valve lift before or immediately with Cam start of the valve closing body via the Beaufschlagungsmittel is actuated, so that in the high-pressure chamber previously accumulated hydraulic fluid in the pressure chamber of the pressure piston is reduced, at the same time the pressure piston drops to its block size. The gas exchange valve thus remains closed. The charge agent can according to an expedient variant of the invention also on the cam tip stay out open so that the in Pressure chamber accumulated hydraulic fluid through the spring loaded Pressure pad flows back into the high-pressure chamber, whereby thereby the pressure piston with overlying drag lever in the cam direction is relocated.
Denkbar und vorgesehen ist es, den Druckkolben mit aufliegendem Schlepphebel im Abschaltfall auch ”abgesunken” zu belassen, so dass der entsprechenden Nocken quasi leer durchläuft. Als deutlich zweckmäßiger wird jedoch eine permanente Rückführung des Druckkolbens im Abschaltfall angesehen.Conceivable and it is provided, the pressure piston with overlying rocker arm in the case of disconnection, also "to sink", so that the corresponding cam passes virtually empty. As clearly expedient, however, is a permanent return considered the pressure piston in the shutdown case.
Soll das Gaswechselventil wieder zugeschaltet werden, wird mit Erreichen des Nockengrundkreises der Ventilschließkörper über sein Beaufschlagungsmittel verschlossen, so dass der Druckkolben sich kraftschlüssig auf der im Hochdruckraum akkumulierten Hydraulikmittelsäule abstützt. Das Gaswechselventil vollzieht mit anschließender Nockenanlaufflanke einen regulären Hub und das Abstützelement wirkt hydraulisch in an sich bekannter Art und Weise (hydraulischer Spielausgleich). Jedoch ist es auch vorgesehen, einen Ventiltrieb zu schaffen, dessen Abstützelement nicht über eine hydraulische Spielausgleichsfunktion verfügt.Should the gas exchange valve will be switched back on, will be reached of the cam base circle of the valve closing body its pressurizing agent is closed, so that the pressure piston force fit on the accumulated in the high pressure chamber Supported hydraulic column. The gas exchange valve completes a regular with subsequent cam start edge Stroke and the support element acts hydraulically in itself known manner (hydraulic clearance compensation). However, that is it is also intended to provide a valvetrain whose support element does not have a hydraulic play compensation function.
Ein weiterer Unteranspruch bezieht sich auf eine zweckmäßige Ausbildung und Anordnung des Ventilschließkörpers. So soll dieser als Kugel ausgebildet sein und an einer Hochdruckraumseite der Absteueröffnung liegen. Gegebenenfalls kann dieser Schließkörper auch druckspeicherseitig positioniert oder als Plattenventil o. dgl. ausgebildet sein.One further subclaim relates to an appropriate Training and arrangement of the valve closing body. So this should be designed as a ball and on a high-pressure chamber side the Absteueröffnung lie. Optionally, this closing body also positioned on the accumulator side or as a plate valve o. Like. Be formed.
Ein weiterer Unteranspruch bezieht sich auf eine bevorzugte Ausbildung der wesentlichen Bauteile des Druckspeichers im Druckraum. So wird über eine ineinander geschachtelte Hülsenkonstruktion eine hervorragende Abdichtung des Hochdruckraums gewährleistet. Gleichzeitig kann über eine zwischen der Stange als Beaufschlagungsmittel und dem Druckkissen eingespannte Tellerfeder dafür gesorgt werden, dass der Ventilschließkörper bei inaktivem Aktor seine geschlossene Stellung an der Absteueröffnung hält. Es kann auch vorgesehen sein, die geschlossene Stellung des Ventilschließkörpers über den Aktor zu gewährleisten.One further dependent claim relates to a preferred training the main components of the pressure accumulator in the pressure chamber. So will about one nested shell construction a superb Seal the high-pressure chamber guaranteed. simultaneously can use one between the rod as a pressurizing agent and the pressure pad clamped disc spring ensured be that the valve closing body inactive Actuator its closed position at the Absteueröffnung holds. It can also be provided, the closed position of the valve closing body via the actuator to ensure.
Anstelle der ineinander geschachtelten Hülsenkonstruktion ist es auch denkbar, als Druckkissen lediglich eine ausreichende radial abgedichtete Scheibe, einen Kolben oder Ähnliches zu applizieren.Instead of it is the nested shell construction also conceivable as a pressure pad only a sufficient radial sealed disc, a piston or the like to apply.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description the drawing
Zwischen
einer Unterstirn
Der
zweigeteilte Druckkolben
Das
Beaufschlagungsmittel
Wie
die Figuren zudem offenbaren, ist das Beaufschlagungsmittel
Innerhalb
des Blechzylinders
Zwischen
einer Unterseite des Druckkissens
Zur
Funktion:
Soll
das Gaswechselventil abgeschaltet werden, so wird mit Ablauf einer
Nockengrundkreisphase (s.
Nachdem
der Druckspeicher
Ist
ein voller Ventilhub gewünscht, so wird mit beginnendem
Nockengrundkreis der Ventilschließkörper
- 11
- Ventiltriebvalve train
- 22
- Abstützelementsupporting
- 33
- Aufnahmeadmission
- 44
- Zylinderkopfcylinder head
- 55
- Gehäusecasing
- 66
- Bohrungdrilling
- 77
- Druckkolbenpressure piston
- 88th
- Randedge
- 99
- Kopfhead
- 1010
- Hubnockenlift cams
- 1111
- Schlepphebelcam follower
- 1212
- HydraulikmittelsäuleHydraulic fluid column
- 1313
- HochdruckraumHigh-pressure chamber
- 1414
- Unterstirnunder head
- 1515
- Bodenground
- 1616
- Absteueröffnungspill port
- 1717
- AbsteuermittelAbsteuermittel
- 1818
- VentilschließkörperValve closing body
- 1919
- Beaufschlagungsmittelbiasing
- 2020
- Druckspeicheraccumulator
- 2121
- Druckkissencaul
- 2222
- Druckfedercompression spring
- 2323
- Ringanschlagannular stop
- 2424
- Bohrungdrilling
- 2525
- Rückschlagventilcheck valve
- 25a25a
- Zuleitungsupply
- 2626
- Druckfedercompression spring
- 2727
- Außenmantelouter sheath
- 2828
- Leckspaltleakage gap
- 2929
- Körperbody
- 3030
- TellerPlate
- 3131
- Kragencollar
- 31b31b
- Innenseiteinside
- 3232
- Blechzylindermetal cylinder
- 3333
- nicht vergebenNot forgive
- 3434
- Federelementspring element
- 3535
- Ringkragengorget
- 3636
- Hülseshell
- 3737
- Außenmantelouter sheath
- 3838
- Rohransatzpipe extension
- 3939
- Innenmantelinner sheath
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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