DE102015216287A1 - Switchable valve train system for combustion engines - Google Patents
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- F01L2001/186—Split rocking arms, e.g. rocker arms having two articulated parts and means for varying the relative position of these parts or for selectively connecting the parts to move in unison
Abstract
Die Erfindung betrifft ein schaltbares Ventiltriebsystem (2, 2’) für Verbrennungsmotoren mit oben liegender Nockenwelle, umfassend einen von wenigstens einem drehbaren Nocken (4) betätigbaren, in zwei Stufen schaltbaren Schlepphebel (6), welcher sich mit einem ersten axialen Ende (8) auf einem Abstützelement (10) abstützt und dessen zweites axiales Ende (12) ein Gaswechselventil (14) betätigt. In Reihe mit dem Schlepphebel (6) ist ein teleskopartiges Übertragungselement (16) mit einer äußeren Hülse (16a) und einem darin axial verschiebbaren Kolben (16b) angeordnet, welches zwischen einer ersten Betriebsstufe, bei der es im ausgefahrenen Zustand verriegelbar ist, und einer zweiten Betriebsstufe, bei der es entriegelt und gegen die Kraft einer Feder einfahrbar ist, geschaltet werden kann. Bei entriegeltem Übertragungselement (16) führt das Ventiltriebsystem einen Leerhub aus, da die Bewegung des Schlepphebels (6) vom Übertragungselement (16) kompensiert wird.The invention relates to a switchable valve train system (2, 2 ') for internal combustion engines with an overhead camshaft, comprising a rocker arm (6) which can be actuated by at least one rotatable cam (4) and which can be shifted in two stages, which has a first axial end (8). on a support element (10) and the second axial end (12) actuates a gas exchange valve (14). In series with the drag lever (6) a telescopic transmission element (16) with an outer sleeve (16 a) and an axially displaceable piston (16 b) is arranged, which between a first operating stage, in which it is lockable in the extended state, and a second operating stage, in which it is unlocked and retractable against the force of a spring, can be switched. When unlocked transmission element (16), the valve train system executes a no-lift, since the movement of the finger lever (6) is compensated by the transmission element (16).
Description
Die Erfindung betrifft ein schaltbares Ventiltriebsystem für Verbrennungsmotoren mit oben liegender Nockenwelle, umfassend einen von wenigstens einem drehbaren Nocken betätigbaren, in zwei Stufen schaltbaren Schlepphebel, welcher sich mit einem ersten axialen Ende auf einem Abstützelement abstützt und dessen zweites axiales Ende ein Gaswechselventil betätigt.The invention relates to a switchable valve train system for internal combustion engines with overhead camshaft comprising an actuatable by at least one rotatable cam, switchable in two stages rocker arm, which is supported with a first axial end on a support member and the second axial end actuates a gas exchange valve.
Ein Hauptziel in der Weiterentwicklung von Verbrennungsmotoren ist die weitere Reduzierung deren Kraftstoffverbrauchs und somit die Senkung des CO2-Ausstoßes. Zusätzlich fordern zukünftige Abgasvorschriften eine weitere Reduktion der Schadstoffemissionen. Wichtige Einflussgrößen bei der verbrennungsmotorischen Optimierung sind die Reduktion der Ladungswechselarbeit, die Optimierung der Ladungsbewegung, die Beeinflussung des Restgasanteils speziell im Teillastbetrieb, die Steuerung der Temperatur bei Verdichtungsbeginn und die Dosierung der Frischgasmasse. Um diese Maßnahmen durchzuführen, sind Variabilitäten im Ventiltrieb erforderlich.A major goal in the further development of internal combustion engines is the further reduction of their fuel consumption and thus the reduction of CO 2 emissions. In addition, future emission regulations require a further reduction in pollutant emissions. Important influencing factors in the internal combustion engine optimization are the reduction of the charge exchange work, the optimization of the charge movement, the influence of the residual gas content especially in partial load operation, the control of the temperature at the start of compression and the metering of the fresh gas mass. In order to perform these measures, variabilities in the valve train are required.
Neben vollvariablen Ventilsteuerungen, bei denen die Ventile über zwischen Nockenwelle und Ventilschaft geschaltete Hydraulikkammern in einem Bereich von maximalem Ventilhub über minimalen Ventilhub bis zur Ventilhubabschaltung kontinuierlich gesteuert werden und die wegen ihres großen konstruktiven sowie baulichen Aufwandes nur für Höchstleistungsmotoren in Frage kommen, sind auch teilvariable Systeme, beispielsweise dreistufige Systeme bekannt, bei denen die Ventile in drei diskreten Betriebsstufen gesteuert werden können, beispielsweise maximalem Hub, minimalem Hub und mit Nullhub für eine Zylinderabschaltung. Diese Systeme sind im Allgemeinen sogenannte Schiebenockensysteme, bei denen die an der Steuerung beteiligten Steuerelemente einen erheblichen Herstellungsaufwand erfordern. In addition to fully variable valve controls, in which the valves are continuously controlled via interposed between the camshaft and valve stem hydraulic chambers in a range of maximum valve lift over minimum valve lift to Ventilhubabschaltung and come because of their great design and construction cost only for high-performance engines in question, are also teilvariable systems , For example, three-stage systems are known in which the valves can be controlled in three discrete operating stages, such as maximum lift, minimum lift and zero stroke for a cylinder deactivation. These systems are generally so-called sliding cam systems, in which the controls involved in the control require a considerable production effort.
Aus der
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein schaltbares Ventiltriebsystem für Verbrennungsmotoren gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 zu schaffen, welches bei einfachem konstruktiven Aufbau dreistufig arbeitet, nämlich einen minimalen Ventilhub, einen maximalen Ventilhub und eine Ventilhubabschaltung ermöglicht. Against this background, the invention has for its object to provide a switchable valve train system for internal combustion engines according to the features of the preamble of claim 1, which works in three stages with a simple design, namely a minimum valve lift, a maximum valve lift and a Ventilhubabschaltung allows.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen zu entnehmen sind.The solution of this problem arises from the features of claim 1, while advantageous embodiments and modifications of the invention can be found in the dependent claims.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich durch Überlagerung zweier zweistufiger Bewegungen, die durch einfache zweistufig schaltbare Steuerelemente verwirklicht werden können, in jedem Fall drei Bewegungsstufen darstellen lassen. The invention is based on the finding that in each case three levels of movement can be represented by superposition of two two-stage movements, which can be realized by simple two-stage switchable controls.
Demnach geht die Erfindung aus von einem schaltbaren Ventiltriebsystem für Verbrennungsmotoren mit oben liegender Nockenwelle, umfassend einen von wenigstens einem drehbaren Nocken betätigbaren, in zwei Stufen schaltbaren Schlepphebel, welcher sich mit einem ersten axialen Ende auf einem Abstützelement abstützt und dessen zweites axiales Ende ein Gaswechselventil betätigt. Accordingly, the invention is based on a switchable valve train system for internal combustion engines with overhead camshaft, comprising an actuatable by at least one rotatable cam, switchable in two stages rocker arm, which is supported with a first axial end on a support member and the second axial end actuates a gas exchange valve ,
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist dabei vorgesehen, dass in Reihe mit dem Schlepphebel ein teleskopartiges Übertragungselement mit einer äußeren Hülse und einem darin axial verschiebbaren Kolben angeordnet ist, welches zwischen einer ersten Betriebsstufe, bei der es im ausgefahrenen Zustand des Kolbens verriegelbar ist, und einer zweiten Betriebsstufe, bei der es entriegelt ist und der Kolben gegen die Kraft einer Feder in die Hülse einfahrbar ist, geschaltet werden kann. To solve the problem is provided that in series with the cam follower a telescopic transmission element is arranged with an outer sleeve and an axially displaceable piston therein, which between a first operating stage, in which it can be locked in the extended state of the piston, and a second operating stage, in which it is unlocked and the piston against the force of a spring in the sleeve is retractable, can be switched.
Damit lassen sich beispielsweise bei verriegeltem Übertragungselement über den Schlepphebel wahlweise ein minimaler Ventilhub und ein maximaler Ventilhub schalten, während durch Entriegeln des Übertragungselementes eine Ventilhubabschaltung erreicht werden kann, wie anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt wird. Thus, for example, when the transmission element is locked via the drag lever, a minimum valve lift and a maximum valve lift can be selectively switched, while unlocking the transmission element can achieve a valve lift shutdown, as illustrated by an exemplary embodiment.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das teleskopartige Übertragungselement zwischen dem Schlepphebel und dem Gaswechselventil angeordnet ist, wobei abstützelementseitig keinerlei konstruktive Änderung erforderlich ist.According to a preferred embodiment of the present invention, it is provided that the telescopic transmission element is arranged between the drag lever and the gas exchange valve, wherein the support element side no design change is required.
Falls konstruktive Vorgaben es erfordern, besteht gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung auch die Möglichkeit, das teleskopartige Übertragungselement zwischen dem Schlepphebel und dem Abstützelement anzuordnen. If design specifications require it, according to another embodiment of the invention, it is also possible to arrange the telescopic transmission element between the drag lever and the support element.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das teleskopartige Übertragungselement aus einer tassenartigen Hülse und einem tassenartigen Kolben besteht, die mit ihren Öffnungsseiten ineinander gesteckt sind, und dass im Inneren des Übertragungselementes eine die Hülse und den Kolben in Richtung ihrer ausgefahrenen Position belastende Feder sowie eine in der ausgefahrenen Position aktivierbare Verriegelungseinrichtung angeordnet sind, wobei die Federkraft dieser Feder geringer ist als die Federkraft einer am Gaswechselventil angeordneten Ventil-Rückstellfeder.According to one embodiment of the invention it is provided that the telescopic transmission element consists of a cup-like sleeve and a cup-like piston, which are inserted with their opening sides into one another, and that in the interior of the transmission element, the sleeve and the piston in the direction of its extended position stressing spring and an activatable in the extended position locking means are arranged, wherein the spring force of this spring is less than the spring force of a gas exchange valve arranged valve return spring.
Im ausgefahrenen, verriegelten Zustand überträgt das Übertragungselement die Bewegung des zweistufig schaltbaren Schlepphebels auf das Ventil, wobei eine erste Stufe den minimalen Ventilhub und die zweite Stufe den maximalen Ventilhub erzeugt. Bei entriegeltem Übertragungselement führt das Ventiltriebsystem einen Leerhub aus, da der Kolben infolge der unterschiedlichen Federkräfte der Feder des Übertragungselementes einerseits und der Ventil-Rückstellfeder andererseits in die Hülse gedrückt wird und damit den Hub der Hülse und somit des Schlepphebels kompensiert, ohne dass das Ventil betätigt wird. In the extended, locked state, the transmission element transmits the movement of the two-stage switchable rocker arm to the valve, wherein a first stage generates the minimum valve lift and the second stage the maximum valve lift. When unlocked transmission element, the valve train system performs a no-lift, since the piston is pressed due to the different spring forces of the spring of the transmission element on the one hand and the valve return spring on the other hand into the sleeve and thus compensates for the stroke of the sleeve and thus of the finger lever without the valve actuated becomes.
Schließlich kann alternativ zu der gerade genannten Ausführungsform eine weitere Variante realisiert werden, gemäß der vorgesehen ist, dass das teleskopartige Übertragungselement aus einer tassenartigen Hülse und einem tassenartigen Kolben besteht, die mit ihren Öffnungsseiten ineinander gesteckt sind, dass im Inneren des Übertragungselementes eine in der ausgefahrenen Position aktivierbare Verriegelungseinrichtung angeordnet ist, und dass eine die Hülse in Richtung der ausgefahrenen Position des Übertragungselements belastende Feder zwischen der Hülse und dem Zylinderkopf angeordnet ist.Finally, as an alternative to the embodiment just mentioned, a further variant can be realized according to which it is provided that the telescopic transmission element consists of a cup-like sleeve and a cup-like piston which are inserted with their opening sides into one another in the interior of the transmission element Position activatable locking device is arranged, and that a sleeve loading the sleeve in the direction of the extended position of the transmission element between the sleeve and the cylinder head is arranged.
Die Erfindung lässt sich anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutern. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigtThe invention can be further explained with reference to an embodiment. For this purpose, the description is accompanied by a drawing. In this shows
Das in
Zwischen dem Schlepphebel
Der schaltbare Schlepphebel
In einer ersten, in
In der
In
Außerdem ist in
Bei einer gleichwirkenden Konstruktion, bei welcher die Hülse
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Ventiltriebsystem Valve train system
- 2’2 '
- Ventiltriebsystem Valve train system
- 44
- Nocken, Nockenpaket Cam, cam package
- 66
- Schlepphebel cam follower
- 6a6a
- Innenhebel des Schlepphebels Inner lever of the rocker arm
- 6b6b
- Außenhebel des Schlepphebels External lever of the rocker arm
- 88th
- Erstes axiales Ende des Schlepphebels First axial end of the rocker arm
- 1010
- Abstützelement supporting
- 1212
- Zweites axiales Ende des Schlepphebels Second axial end of the rocker arm
- 1414
- Gaswechselventil Gas exchange valve
- 1515
- Ventilsitz am Zylinderkopf Valve seat on the cylinder head
- 1616
- Übertragungselement transmission element
- 16a16a
- Hülse des Übertragungselements Sleeve of the transmission element
- 16b16b
- Kolben des Übertragungselements Piston of the transmission element
- 1717
- Feder innerhalb des Übertragungselements Spring within the transmission element
- 1818
- Schwenkachse swivel axis
- 1919
- Feder außerhalb des Übertragungselements Spring outside of the transmission element
- 2020
- Kontaktfläche des Innenhebels Contact surface of the inner lever
- 2222
- Kontaktfläche des Außenhebels Contact surface of the outer lever
- 2424
- Übertragungselement transmission element
- 2626
- Abstützelement supporting
- 2828
- Schlepphebel cam follower
- 3030
- Gaswechselventil Gas exchange valve
- 3232
- Nocken, Nockenpaket Cam, cam package
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102010010732 A1 [0004] DE 102010010732 A1 [0004]
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015216287.7A DE102015216287A1 (en) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Switchable valve train system for combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015216287.7A DE102015216287A1 (en) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Switchable valve train system for combustion engines |
Publications (1)
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---|---|
DE102015216287A1 true DE102015216287A1 (en) | 2016-08-04 |
Family
ID=56410497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102015216287.7A Ceased DE102015216287A1 (en) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Switchable valve train system for combustion engines |
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-
2015
- 2015-08-26 DE DE102015216287.7A patent/DE102015216287A1/en not_active Ceased
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Legal Events
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