DE102012112463A1

DE102012112463A1 - Variabler Ventiltrieb

Info

Publication number: DE102012112463A1
Application number: DE201210112463
Authority: DE
Inventors: Günter Vogelezang
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2014-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb für im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine angeordnete Ladungswechselventile, die zwischen einer Schließ- und einer Öffnungsstellung federbelastet über über eine Nockenwelle in unterschiedlichen Gaswechselzeiten betätigbare Stößel und/oder Nocken axial bewegbar sind, wobei die Steuerung der unterschiedlichen Gaswechselsteuerzeiten hydraulisch beaufschlagt erfolgt, und wobei ein im Zylinderkopf angeordnetes, in unterschiedliche Positionen bewegbares Öldruckrohr (1; 11; 20), das über mit Druckleitungen (4; 14; 25) radial im Öldruckrohr (1; 11; 20) angeordnete Öffnungen (2; 12; 13; 22; 23; 24) in Abhängigkeit von der Stellung des Öldruckrohres (1; 11; 20) ansteuerbare Ladungswechselventilen zugeordnete Schalttassen (3; 15; 21) zur Einstellung unterschiedlicher Gaswechselsteuerzeiten in Wirkverbindung bringbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb für im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine angeordnete Ladungswechselventile, die zwischen einer Schließ- und einer Öffnungsstellung federbelastet über eine Nockenwelle in unterschiedlichen Gaswechselsteuerzeiten betätigbare Stößel und/oder Nocken axial bewegbar sind, wobei die Steuerung der unterschiedlichen Gaswechselsteuerzeiten hydraulisch beaufschlagt erfolgt.
Ein variabler Ventiltrieb der vorgenannten Art ist aus der DE 42 06 166 A1 bekannt. Zur Betätigung der Gaswechselventile in unterschiedlichen Einlass- bzw. Auslass-Steuerzeiten wirken unterschiedliche auf der Nockenwelle angeordnete Nocken auf unterschiedliche, mit den Gaswechselventilen zusammenwirkenden Stößel zusammen. Die Steuerung erfolgt über öldruckbeaufschlagte Kolben, die die jeweils zum Einsatz kommenden Stößel freigeben oder sperren.
Bekannt ist auch ein variables Ventilhubverstellsystem mit schaltbaren Tassenstößeln, die über ein elektrohydraulisches Schaltventil angesteuert werden. Zwei ineinander liegende Stößel werden mittels eines Bolzens ver- bzw. entriegelt. Wie beim zuvor beschriebenen System kann wahlweise ein großer Nocken über einen ersten Stößel oder ein kleiner Nocken über einen zweiten Stößel auf die Gaswechselventile einwirken. Ebenso wie beim zuvor beschriebenen System erfolgt die Variation der Steuerzeiten stufenlos über einen mit der Nockenwelle zusammenwirkenden Nockenwellenversteller, der durch Verschiebung der Nocken je nach Betriebsmodus den zum Einsatz kommenden Nocken auswählt.
Die in der Praxis bewährten Systeme sind relativ aufwändig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen eingangs beschriebenen variablen Ventiltrieb im Hinblick auf Variabilität, Platzbedarf und konstruktiven Aufwand weiterzuentwickeln.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine ein in unterschiedliche Positionen bewegbares Öldruckrohr anordenbar ist, das über mit Druckleitungen in Abhängigkeit von der Stellung des Öldruckrohrs ansteuerbare Radialöffnungen im Öldruckrohr und Ladungswechselventilen zugeordneten Schalttassen zur Einstellung unterschiedlicher Gaswechselsteuerzeiten in Wirkverbindung bringbar ist.
Bei in Reihe angeordneten Zylindern können alle Schalttassen zu den Ladungswechselventilen über ein Öldruckrohr angesteuert werden. Ebenso ist es denkbar, bei in V-Form liegenden Zylindern die Ansteuerung über ein zwischen den Zylinderreihen im Wesentlichen zentral angeordnetes Öldruckrohr zu lösen.
In bevorzugter Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung kann das Öldruckrohr in unterschiedliche Positionen drehbar im Zylinderkopf angeordnet sein. Eine noch größere Variabilität lässt sich dann erreichen, wenn das Öldruckrohr zusätzlich zur Drehbarkeit zusätzlich noch axial in verschiedene Positionen verschiebbar im Zylinderkopf angeordnet ist.
Das Öldruckrohr kann in mindestens zwei Steuerungspositionen drehbar angeordnet sein. Die Öffnungen im Öldruckrohr können zylindrische Bohrungen und/oder Langlöcher sein.
Die vorstehend beschriebenen Merkmale sowie weitere Merkmale des Gegenstandes der Erfindung werden im Folgenden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt:
1 den Erfindungsgegenstand schematisch in einer ersten Steuerstellung des Öldruckrohrs;
2 das Ausführungsbeispiel nach 1 in einer zweiten, gegenüber 1 verdrehten Position des Öldruckrohrs;
3, 4 u. 5 ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung mit drei Steuerungszuständen des drehbaren Öldruckrohres und
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in einer Detaildarstellung.
Im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine und der Nockenwelle einerseits und andererseits den die Ladungswechselventile betätigenden Stößel bzw. Nocken zugeordnet (in der Zeichnung nicht dargestellt) ist ein in den 1 und 2 mit 1 bezeichnetes Öldruckrohr angeordnet. Dieses Öldruckrohr 1 ist ständig mit Drucköl beaufschlagt. Im Öldruckrohr 1 sind in einer Wandung zylindrische Bohrungen 2 angeordnet. Das Öldruckrohr 1 ist drehbar aus einer ersten Stellung (siehe Detail in 1) in eine zweite Stellung (siehe Detail in 2) im Zylinderkopf gelagert.
Durch die Verdrehung des Öldruckrohrs 1 aus der in 1 gezeigten Position, in der die Schalttassen 3 nicht mit Drucköl beaufschlagt werden, da die Druckleitungen 4 durch die Außenwand des Öldruckrohrs 1 dichtend verschlossen sind, in die in 2 gezeigte Position, in der die zylindrischen Bohrungen 2 im Öldruckrohr 1 über die Druckleitungen 4 mit dem Innenraum der Schalttassen 3 in Verbindung gebracht werden, können die Gaswechselsteuerzeiten bzw. die Ventil-Öffnungs- und/oder Schließzeiten aus einem ersten Steuerungszustand (1) in einen zweiten Steuerungszustand (2) verändert werden.
Die Ausgestaltung einer variablen Ventilsteuerung nach der Erfindung lässt es aber in einfacher Weise zu, die Variabilität z.B. auf weitere Steuerungszustände zu erweitern. Das wird nachstehend anhand der schematischen Darstellung in den 3, 4 und 5 näher erläutert.
Mit 11 ist ein Öldruckrohr bezeichnet, das in seinem Grundaufbau dem Öldruckrohr 1 nach 1 und 2 entspricht. Allerdings ist dieses Öldruckrohr 11 anstelle von in nur zwei Steuerstellungen wie in 1 und 2, in drei Steuerstellungen verdrehbar: Grundstellung nach 3 (siehe Detaildarstellung in 3); eine zweite Stellung, gezeigt in 4 (siehe ebenfalls Detaildarstellung zu 4) und eine dritte Stellung nach 5 (siehe Detaildarstellung zu 5). Im Öldruckrohr 11 sind zylindrische Bohrungen 12 oder Langlöcher 13 vorgesehen und entsprechend dem anhand der 1 und 2 Beschriebenen lassen sich durch Verdrehung des Öldruckrohrs 11 entweder eine der zylindrischen Bohrungen 12 oder ein Langloch 13 mit einer der Druckleitungen 14 in Wirkverbindung bringen. In solcher Wirkverbindung werden die den Gaswechselventilen zugeordneten Schalttassen 15 unter Druck gesetzt, um durch Einwirkung auf an sich bekannte Aktoren unterschiedliche Ventilöffnungs- und -schließzeiten indirekt bewirken zu können.
Eine noch größere Variabilität lässt sich mit einem nach der Erfindung aufgebauten Gegenstand dann erreichen, wenn das Öldruckrohr 20 (siehe 6) sowohl verdrehbar als auch in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist. In diesem Fall können zusätzlich zu zwei oder drei oder mehr Drehstellungen des Öldruckrohrs noch axial unterschiedliche Positionen eingenommen werden. Dementsprechend sind zur Herstellung der Wirkverbindung Innendruck Öldruckrohr 20 zu Schalttassen 21 im Öldruckrohr 20 nicht nur zylindrische Bohrungen 22 und radial angeordnete Langlöcher 23, sondern darüber hinaus auch axiale Nuten 24 vorzusehen, über die je nach Positionierung Öldruckaufbau in der Druckleitung 25 und damit innnerhalb der Schalttassen 21 aufgebaut werden kann.
Für den Fachmann liegen die Vorteile einer Steuerungs-vorrichtung nach der Erfindung auf der Hand. Durch die entsprechende Wahl von Dreh- und Verschiebepositionen des Öldruckrohrs und die entsprechende Anordnung von zylindrischen Bohrungen, radialen Langlöchern bzw. Axial-Nuten lassen sich unterschiedlichste Steuerungspositionen der Gaswechselventile erreichen. Da das Drucköl permanent anliegt, ist unter Umständen eine zusätzliche Schmierung der Nockenwellenlager und der verschieblichen Bauteile/Aktoren innerhalb der Schalttassen verzichtbar.
Bei einfachem und robustem Aufbau und platzsparender Unterbringung im Zylinderkopf durch eine entsprechend kompakte Ausgestaltung lassen sich durch die Lösung nach der Erfindung Ansprech- und Schaltzeiten den Anforderungen entsprechend sehr gering halten.
Bezugszeichenliste

1: Öldruckrohr
2: Zylindrische Bohrung
3: Schalttasse
4: Druckleitung
11: Öldruckrohr
12: Zylindrische Bohrung
13: Langloch, radial
14: Druckleitung
15: Schalttasse
20: Öldruckrohr
21: Schalttasse
22: Zylindrische Bohrung
23: Langloch, radial
24: Axial-Nut
25: Druckleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4206166 A1 [0002]

Claims

Variabler Ventiltrieb für im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine angeordnete Ladungswechselventile, die zwischen einer Schließ- und einer Öffnungsstellung federbelastet über über eine Nockenwelle in unterschiedlichen Gaswechselzeiten betätigbare Stößel und/oder Nocken axial bewegbar sind, wobei die Steuerung der unterschiedlichen Gaswechselsteuerzeiten hydraulisch beaufschlagt erfolgt, gekennzeichnet durch ein im Zylinderkopf angeordnetes, in unterschiedliche Positionen bewegbares Öldruckrohr (1; 11; 20), das über mit Druckleitungen (4; 14; 25) radial im Öldruckrohr (1; 11; 20) angeordnete Öffnungen (2; 12; 13; 22; 23; 24) in Abhängigkeit von der Stellung des Öldruckrohres (1; 11; 20) ansteuerbare Ladungswechselventilen zugeordnete Schalttassen (3; 15; 21) zur Einstellung unterschiedlicher Gaswechselsteuerzeiten in Wirkverbindung bringbar ist.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Ladungswechselventilen zugeordnete Schalttassen (3; 15; 21) von in Reihe liegenden Zylindern über ein Öldruckrohr (1; 11; 20) anschließbar sind.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Ladungswechselventilen zugeordnete Schalttassen (3; 15; 21) von in V-Form angeordneten Zylindern über ein Öldruckrohr (1; 11; 20) ansteuerbar sind.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Öldruckrohr (1; 11; 20) in unterschiedliche Positionen drehbar im Zylinderkopf angeordnet ist.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Öldruckrohr (20) in unterschiedliche Positionen dreh- und axialverschiebbar im Zylinderkopf angeordnet ist.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Öldruckrohr (1; 11) in mindestens zwei Steuerungspositionen drehbar ist.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (2; 12; 13; 22; 23; 24) zylindrische Bohrungen (2; 12; 22) und/oder Langlöcher (13; 23; 24) sind.