DE102011051394B4

DE102011051394B4 - Variable Ventilhubvorrichtung

Info

Publication number: DE102011051394B4
Application number: DE102011051394.9A
Authority: DE
Inventors: Bosung Shin
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2017-11-09
Anticipated expiration: 2031-06-29
Also published as: CN102477876A; KR20120059248A; CN102477876B; US20120132161A1; US8677964B2; KR101234653B1; DE102011051394A1

Abstract

Variable Ventilhubvorrichtung, aufweisend: einen Nocken (10); einen Schwinghebel (20), dessen eines Ende mit einem Ventil (30) wirksam verbunden ist und der den Nocken (10) kontaktiert; einen Stützabschnitt (40), der das andere Ende des Schwinghebels (20) wahlweise abstützt; einen hydraulischen Spielsteller (50), der eine Ölzuführöffnung (55) und eine Ölauslassöffnung (56) aufweist und den Schwinghebel (20) entsprechend der Ölzuführung oder der Ölabführung wahlweise abstützt; ein Rückschlagventil (57), das die Ölauslassöffnung (56) wahlweise öffnet; und einen Steuerabschnitt, der das Rückschlagventil (57) derart steuert, dass das Rückschlagventil (57) die Ölauslassöffnung (56) wahlweise öffnen kann, wobei der hydraulische Spielsteller (50) ferner aufweist: ein Gehäuse (52); einen Plunger (54), der in dem Gehäuse (52) zum Abstützen des Schwinghebels (20) angeordnet ist; und eine Feder (53), die in dem Gehäuse (52) zum federnden Abstützen des Plungers (54) angeordnet ist, wobei der Schwinghebel (20) um den Plunger (54) schwenkt, wenn Öl über die Ölzuführöffnung (55) zugeführt wird, und wobei der Schwinghebel (20) um den Stützabschnitt (40) schwenkt, wenn die Ölauslassöffnung (56) geöffnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine variable Ventilhubvorrichtung, und insbesondere eine variable Ventilhubvorrichtung, die einen Ventilhub entsprechend dem Motorbetriebszustand mit einem einfachen System variieren kann.
Im Allgemeinen weist ein Kraftfahrzeugmotor eine Brennkammer auf, in welcher Kraftstoff verbrennt, um Leistung zu erzeugen. Die Brennkammer ist mit einem Einlassventil zum Zuführen eines den Kraftstoff enthaltenden Gasgemisches und einem Auslassventil zum Ausstoßen des verbrannten Gases versehen. Das Einlassventil und das Auslassventil öffnen und schließen die Brennkammer mittels einer Ventilhubvorrichtung, die mit einer Kurbelwelle verbunden ist.
Eine herkömmliche Ventilhubvorrichtung hat einen festgelegten Ventilhubbetrag unter Verwendung eines Nockens, der in einer vorbestimmten Form ausgebildet ist. Daher ist es unmöglich, die Menge eines Gases zu verstellen, das einzuführen oder auszulassen ist. Daher läuft der Motor nicht in seinem optimalen Zustand in verschiedenen Fahrbereichen.
Zum Beispiel sind, wenn eine Ventilhubvorrichtung derart gestaltet ist, dass sie optimal auf eine niedrige Fahrgeschwindigkeit reagiert, die Ventilöffnungszeit und der Ventilöffnungsbetrag nicht für einen Fahrzustand bei hoher Geschwindigkeit ausreichend. Im Gegensatz dazu tritt, wenn die Ventilhubvorrichtung derart gestaltet ist, dass sie optimal auf einen Fahrzustand bei hoher Geschwindigkeit reagiert, eine entgegengesetzte Erscheinung im Fahrzustand bei niedriger Geschwindigkeit auf.
Die JP 2010-196 642 A beschreibt eine variable Ventilhubvorrichtung, aufweisend einen Nocken, einen Schwinghebel, dessen eines Ende mit einem Ventil wirksam verbunden ist und der den Nocken kontaktiert, ein Gehäuse, in dem eine Ölzuführöffnung und eine Ölauslassöffnung ausgebildet sind, einen Plunger, der in dem Gehäuse zum Abstützen des Schwinghebels angeordnet ist, eine Feder, die in dem Gehäuse zum federnden Abstützen des Plungers angeordnet ist, ein Rückschlagventil, das die Ölauslassöffnung wahlweise öffnet, und einen Steuerabschnitt, der das Rückschlagventil derart steuert, dass das Rückschlagventil die Ölauslassöffnung wahlweise öffnen kann.
Mit der Erfindung wird eine variable Ventilhubvorrichtung geschaffen, bei welcher ein Ventilhub entsprechend dem Motorbetriebszustand mit einem einfachen System variiert wird.
Dies wird gemäß der Erfindung durch eine variable Ventilhubvorrichtung nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die variable Ventilhubvorrichtung gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung kann den Ventilhub entsprechend dem Motorbetriebszustand mit einem einfachen System variieren.
Außerdem können die Herstellungskosten mit einem einfachen System reduziert werden, und die relative Anzahl von Bauteilen ist gering, so dass die relative dynamische Belastung niedrig ist und die Motoreffizienz erhöht werden kann.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer variablen Ventilhubvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
2 und 3 Schnitte der variablen Ventilhubvorrichtung aus 1 im Hochhubmodus; und
4 und 5 Schnitte der variablen Ventilhubvorrichtung aus 1 im Niedrighubmodus.
Mit Bezug auf die 1 bis 3 weist eine variable Ventilhubvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einen Nocken 10, einen Schwinghebel 20, dessen eines Ende mit einem Ventil 30 verbunden ist und der den Nocken 10 kontaktiert, einen Stützabschnitt 40, der das andere Ende des Schwinghebels 20 wahlweise abstützt, einen hydraulischen Spielsteller 50, der eine Ölzuführöffnung 55 und eine Ölauslassöffnung 56 aufweist und den Schwinghebel 20 entsprechend der Ölzuführung oder der Ölabführung wahlweise abstützt, ein Rückschlagventil 57, das die Ölauslassöffnung 56 wahlweise öffnet, und einen Steuerabschnitt auf, der das Rückschlagventil 57 derart steuert, dass das Rückschlagventil 57 die Ölauslassöffnung 56 wahlweise öffnen kann.
Der hydraulische Spielsteller 50 weist ferner ein Gehäuse 52, einen Plunger 54, der in dem Gehäuse 52 zum Abstützen des Schwinghebels 20 angeordnet ist, und eine Feder 53 auf, die in dem Gehäuse 52 zum federnden Abstützen des Plungers 54 angeordnet ist.
Das Rückschlagventil 57 weist einen Ventilkopf 58, der in dem Gehäuse 52 zum wahlweisen Blockieren der Ölauslassöffnung 56 angeordnet ist, und einen Ventilkörper 59 auf, der mit dem Ventilkopf 58 verbunden ist und durch die Ölauslassöffnung 56 hindurchragt.
Der Steuerabschnitt drückt wahlweise den Ventilkörper 59 derart, dass der Ventilkopf 58 die Ölauslassöffnung 56 öffnen kann.
Der Steuerabschnitt weist eine Steuerwelle 60 auf, die im rechten Winkel zu dem Ventilkörper 59 an einem Motor 70 angeordnet ist und einen ersten Körper 62 mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Körper 64 mit einem zweiten Durchmesser aufweist, wobei der erste Körper 62 und der zweite Körper 64 den Ventilkörper 59 wahlweise kontaktieren.
In diesem Falle weist der Motor 70 in bekannter Weise einen Zylinderkopf, eine Ventilsteuerung und so weiter auf. Mit Bezug auf 5 sind an dem Motor 70 eine Steuerkammer 68 und eine Hydraulikölleitung 80 ausgebildet, die wahlweise Öl zu der Steuerkammer 68 hinführt oder von dieser abführt, während an der Steuerwelle 60 ein Wellenkopf 66 vorstehend ausgebildet ist, der in der Steuerkammer 68 angeordnet ist, wobei entsprechend der Zu- und Abführung von Öl über die Hydraulikölleitung 80 die Steuerwelle 60 in ihrer Längsrichtung bewegbar ist.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die 1 bis 3 der Betrieb der variablen Ventilhubvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im Hochhubmodus beschrieben.
Im Hochhubmodus wird Öl über die Ölzuführöffnung 55 zugeführt, wie in 2 gezeigt ist, und der Schwinghebel 20 schwenkt um den Plunger 54.
Wie in 3 gezeigt, kontaktiert der Ventilkörper 59 den ersten Körper 62, und der Ventilkopf 58 blockiert die Ölauslassöffnung 56.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die 4 und 5 der Betrieb der variablen Ventilhubvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im Niedrighubmodus beschrieben.
Im Niedrighubmodus steuert eine ECU (Motorsteuereinrichtung) die Zu- oder Abführung von Öl über die Hydraulikölleitung 80 derart, dass sich die Steuerwelle 60 in ihrer Längsrichtung bewegt. In diesem Falle ist der Betrieb der ECU einem technisch versierten Fachmann bekannt, so dass eine ausführliche Beschreibung weggelassen wird.
Dann kontaktiert der zweite Körper 64 den Ventilkörper 59, so dass die Ölauslassöffnung 56 geöffnet wird.
Daher wird, wie in 4 gezeigt, Druck in dem hydraulischen Spielsteller 50 freigegeben, so dass der Plunger 54 freiliegt und der Schwinghebel 20 um den Stützabschnitt 40 schwenkt.
In diesem Falle kann der Stützabschnitt 40 ein separates Element oder ein Teil des Motors 70 sein.
Wie oben beschrieben, wird im Niedrighubmodus der Hub des Ventils 30 reduziert.
Wenn der Betriebsmodus entsprechend den Motorbetriebszuständen in den Hochhubmodus gewechselt werden muss, wird Öl über die Hydraulikölleitung 80 zu- oder abgeführt, so dass sich die Steuerwelle 60 in entgegengesetzter Richtung bewegt und der erste Körper 62 den Ventilkörper 59 kontaktiert.
Dann wird der Hydraulikspielsteller 50 über die Ölzuführöffnung 55 mit Öl befüllt, und die variable Ventilhubvorrichtung wird im Hochhubmodus betrieben.

Claims

Variable Ventilhubvorrichtung, aufweisend: einen Nocken (10); einen Schwinghebel (20), dessen eines Ende mit einem Ventil (30) wirksam verbunden ist und der den Nocken (10) kontaktiert; einen Stützabschnitt (40), der das andere Ende des Schwinghebels (20) wahlweise abstützt; einen hydraulischen Spielsteller (50), der eine Ölzuführöffnung (55) und eine Ölauslassöffnung (56) aufweist und den Schwinghebel (20) entsprechend der Ölzuführung oder der Ölabführung wahlweise abstützt; ein Rückschlagventil (57), das die Ölauslassöffnung (56) wahlweise öffnet; und einen Steuerabschnitt, der das Rückschlagventil (57) derart steuert, dass das Rückschlagventil (57) die Ölauslassöffnung (56) wahlweise öffnen kann, wobei der hydraulische Spielsteller (50) ferner aufweist: ein Gehäuse (52); einen Plunger (54), der in dem Gehäuse (52) zum Abstützen des Schwinghebels (20) angeordnet ist; und eine Feder (53), die in dem Gehäuse (52) zum federnden Abstützen des Plungers (54) angeordnet ist, wobei der Schwinghebel (20) um den Plunger (54) schwenkt, wenn Öl über die Ölzuführöffnung (55) zugeführt wird, und wobei der Schwinghebel (20) um den Stützabschnitt (40) schwenkt, wenn die Ölauslassöffnung (56) geöffnet ist.
Variable Ventilhubvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Rückschlagventil (57) aufweist: einen Ventilkopf (58), der in dem Gehäuse (52) zum wahlweisen Blockieren der Ölauslassöffnung (56) angeordnet ist; und einen Ventilkörper (59), der mit dem Ventilkopf (58) verbunden ist und durch die Ölauslassöffnung (56) hindurchragt.
Variable Ventilhubvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Steuerabschnitt den Ventilkörper (59) wahlweise derart drückt, dass der Ventilkopf (58) die Ölauslassöffnung (56) öffnen kann.
Variable Ventilhubvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Steuerabschnitt eine Steuerwelle (60) aufweist, die im rechten Winkel zu dem Ventilkörper (59) an einem Motor (70) angeordnet ist und einen ersten Körper (62) mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Körper (64) mit einem zweiten Durchmesser aufweist, wobei der erste Körper (62) und der zweite Körper (64) den Ventilkörper (59) wahlweise kontaktieren.
Variable Ventilhubvorrichtung nach Anspruch 4, wobei: eine Steuerkammer (68) und eine Hydraulikölleitung (80) an dem Motor (70) ausgebildet sind, und die Hydraulikölleitung (80) wahlweise Öl zu der Steuerkammer (68) hinführt oder von dieser abführt; ein Wellenkopf (66) an der Steuerwelle (60) vorstehend ausgebildet ist und in der Steuerkammer (68) angeordnet ist; und die Steuerwelle (60) in ihrer Längsrichtung entsprechend der Zu- und Abführung von Öl der Hydraulikölleitung (80) bewegbar ist.