DE102016112448B4

DE102016112448B4 - Valve train for an internal combustion engine and internal combustion engine

Info

Publication number: DE102016112448B4
Application number: DE102016112448.6A
Authority: DE
Inventors: Stefan Rehle; Matthias Söngen
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2018-04-05
Anticipated expiration: 2036-07-08
Also published as: DE102016112448A1

Abstract

Ventiltrieb (10) für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine, wobei die Gaswechselventile ausgehend von mindestens einer unten liegenden Nockenwelle (11) ansteuerbar sind, wobei der Ventiltrieb für je zwei anzusteuernde Gaswechselventile eines Zylinders der Brennkraftmaschine, nämlich für je zwei anzusteuernde Einlassventile und/oder für je zwei anzusteuernde Auslassventile, jeweils eine Stoßstange (23) und einen Schwinghebel (14) aufweist, wobei die jeweilige Stoßstange (23) mit dem jeweiligen Schwinghebel (14) in Wirkverbindung steht, und wobei der jeweilige Schwinghebel (14) an einem ersten Ende (15) desselben um eine Schwinghebeldrehachse (16) schwenkbar ist und an einem zweiten Ende (17) ein Rolle (18) trägt, die um einen Rollendrehachse (19) drehbar ist und auf einem Nocken (12) der Nockenwelle (11) abrollt. Die jeweilige Stoßstange (23) wirkt kipphebellos über ein jeweiliges Hydrauliksystem unter Bereitstellung variabel einstellbarer Steuerzeiten auf die jeweiligen Gaswechselventile ein.Valve gear (10) for gas exchange valves of an internal combustion engine, wherein the gas exchange valves, starting from at least one underlying camshaft (11) are controllable, wherein the valve train for each two to be controlled gas exchange valves of a cylinder of the internal combustion engine, namely for each two to be controlled intake valves and / or for each two an exhaust valve (23) and a rocker arm (14), wherein the respective bumper (23) is in operative connection with the respective rocker arm (14), and wherein the respective rocker arm (14) at a first end (15) it is pivotable about a rocking lever pivot axis (16) and at a second end (17) carries a roller (18) which is rotatable about a roller rotation axis (19) and rolls on a cam (12) of the camshaft (11). The respective bumper (23) acts without a toggle lever on the respective gas exchange valves via a respective hydraulic system while providing variably adjustable control times.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The invention relates to a valve drive for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and an internal combustion engine according to the preamble of claim 7.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft den Bereich sogenannter Großmotoren bzw. Großbrennkraftmaschinen, deren Zylinder Kolbendurchmesser von mehr als 140 mm, insbesondere von mehr als 175 mm, aufweisen. Bei solchen Großbrennkraftmaschinen handelt es sich zum Beispiel um Schiffsdieselbrennkraftmaschinen.The present invention relates to the field of so-called large engines or large combustion engines, the cylinder piston diameter of more than 140 mm, in particular more than 175 mm. Such large internal combustion engines are marine diesel engines, for example.

Bei derartigen Großbrennkraftmaschinen sind die Gaswechselventile von Zylindern der Brennkraftmaschine, nämlich die Einlassventile für Ladeluft und die Auslassventile für Abgas, von einem Ventiltrieb aus ansteuerbar, der mit mindestens einer untenliegenden Nockenwelle zusammenwirkt. Dabei trägt die oder die jeweilige unten liegende Nockenwelle für jeden Zylinder Einlassnocken zur Betätigung der Einlassventile des jeweiligen Zylinders und/oder Auslassnocken zur Betätigung der Auslassventile des jeweiligen Zylinders, wobei der Ventiltrieb für jeweils mindestens ein Einlassventil des jeweiligen Zylinders und für jeweils mindestens ein Auslassventil des jeweiligen Zylinders jeweils einen sogenannten Kipphebel, eine mit dem Kipphebel zusammenwirkende Stoßstange und einen mit der Stoßstange zusammenwirkenden Schwinghebel aufweist. Über den jeweiligen Kipphebel, die jeweilige Stoßstange und den jeweiligen Schwinghebel des Ventiltriebs ist die durch die Einlassnocken und die Auslassnocken vorgegebene Ansteuerung für die Gaswechselventile auf dieselben übertragbar.In such large internal combustion engines, the gas exchange valves of cylinders of the internal combustion engine, namely the intake valves for charge air and the exhaust valves for exhaust gas, can be controlled by a valve train which cooperates with at least one underlying camshaft. In this case, the respective underlying camshaft for each cylinder carries intake cams for actuating the intake valves of the respective cylinder and / or exhaust cams for actuating the exhaust valves of the respective cylinder, the valve train for at least one intake valve of the respective cylinder and for at least one exhaust valve of the respective each cylinder has a so-called rocker arm, cooperating with the rocker arm bumper and cooperating with the bumper rocker arm. Via the respective rocker arm, the respective bumper and the respective rocker arm of the valve train, the control for the gas exchange valves prescribed by the intake cam and the exhaust cam is transferable to the same.

So zeigt die DE 10 2005 012 081 A1 eine variable mechanische Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine mit einer Drehwinkelverstellung zwischen Kurbel- und untenliegender Nockenwelle zur Einstellung eines Ventilhubes und einer Öffnungs-, Schließ- und Steuerzeit.That's how it shows DE 10 2005 012 081 A1 a variable mechanical valve control of an internal combustion engine with a rotational angle adjustment between the crankshaft and the lower camshaft for adjusting a valve lift and an opening, closing and control time.

Aus der DE 10 2004 057 438 A1 ist eine Brennkraftmaschine bzw. ein Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit einer untenliegenden Nockenwelle bekannt. So offenbart dieser Stand der Technik, dass das oder jedes Einlassventil eines jeden Zylinders der Brennkraftmaschine ausgehend von einem Einlassnocken der Nockenwelle betätigbar ist, wobei das oder jedes Einlassventil des jeweiligen Zylinders mit dem jeweiligen Einlassnocken der Nockenwelle über einen Kipphebel, eine Stoßstange und einen Schwinghebel gekoppelt ist. Ebenso ist das oder jedes Auslassventil eines jeden Zylinders ausgehend von einem Auslassnocken der untenliegenden Nockenwelle ansteuerbar, wobei das oder jedes Auslassventil des jeweiligen Zylinders mit dem jeweiligen Auslassnocken ebenfalls über einen Kipphebel, eine Stoßstange und einen Schwinghebel gekoppelt ist.From the DE 10 2004 057 438 A1 is an internal combustion engine or a valve train for an internal combustion engine with an underlying camshaft known. Thus, this prior art discloses that the or each intake valve of each cylinder of the internal combustion engine is operable from an intake cam of the camshaft, wherein the or each intake valve of the respective cylinder coupled to the respective intake cam of the camshaft via a rocker arm, a bumper and a rocker arm is. Likewise, the or each exhaust valve of each cylinder is controllable from an exhaust cam of the underlying camshaft, wherein the or each exhaust valve of the respective cylinder with the respective exhaust cam is also coupled via a rocker arm, a bumper and a rocker arm.

Demgegenüber zeigt die DE 33 00 763 A1 eine Ventilsteuerung durch eine nicht-mechanische Betätigung mittels einer hydraulischen Einrichtung.In contrast, the shows DE 33 00 763 A1 a valve control by a non-mechanical actuation by means of a hydraulic device.

Der Ventiltrieb gemäß DE 10 2004 057 438 A1 kann ein stufenloses, drehzahlunabhängiges sowie lastunabhängiges Verstellen von Ventilsteuerzeiten ermöglichen, wozu der jeweilige Schwinghebel an einem Exzenter angelenkt ist. Durch Verlagern des Exzenters um einen Exzenterwinkel kann eine Phasenverschiebung der Ventilsteuerzeiten realisiert werden.The valve gear according to DE 10 2004 057 438 A1 can enable a continuous, speed-independent and load-independent adjustment of valve timing, for which the respective rocker arm is articulated to an eccentric. By displacing the eccentric by an eccentric angle, a phase shift of the valve timing can be realized.

Nach der DE 10 2004 057 438 A1 wirkt der jeweilige Exzenter, welcher der Einstellung variabler Steuerzeiten des jeweiligen Gaswechselwechselventils dient, demnach mit dem jeweiligen Schwinghebel zusammen.After DE 10 2004 057 438 A1 acts the respective eccentric, which serves to set variable timing of the respective gas exchange changeover valve, therefore together with the respective rocker arm.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen neuartigen Ventiltrieb und eine neuartige Brennkraftmaschine zu schaffen, die bei einfachem konstruktivem Aufbau das Einstellen variabler Steuerzeiten an den Gaswechselwechselventilen der Zylinder der Brennkraftmaschine ermöglichen.On this basis, the invention is based on the object to provide a novel valve train and a novel internal combustion engine, which allow the setting of variable timing at the gas exchange changeover valves of the cylinder of the internal combustion engine with a simple structural design.

Diese Aufgabe wird durch einen Ventiltrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wirkt die jeweilige Stoßstange kipphebellos über ein jeweiliges Hydrauliksystem unter Bereitstellung variabel einstellbarer Steuerzeiten auf die jeweiligen Gaswechselventile ein.This object is achieved by a valve train according to claim 1. According to the invention, the respective bumper acts without a toggle lever on the respective gas exchange valves via a respective hydraulic system, providing variably adjustable control times.

Der erfindungsgemäße Ventiltrieb benötigt keine Kipphebel. Anstelle der Kipphebel ist in die Kraftübertragungskette ausgehend vom jeweiligen Nocken in Richtung auf die jeweiligen zu betätigenden Gaswechselventile ein Hydrauliksystem integriert, welches der Einstellung variabler Steuerzeiten für die jeweiligen Gaswechselventile dient. Das jeweilige Hydrauliksystem ist dabei zwischen die jeweilige Stoßstange und die jeweiligen anzusteuernden Gaswechselventile geschaltet. Durch den Wegfall der Kipphebel kann die Masse innerhalb der Kraftübertragungskette zwischen Nocken und Gaswechselventilen verringert werden. Die Betätigung der Gaswechselventile, nämlich die Einstellung variabler Steuerzeiten, kann daher dynamischer erfolgen.The valve train according to the invention does not require rocker arms. Instead of the rocker arm, a hydraulic system is integrated in the force transmission chain starting from the respective cam in the direction of the respective gas exchange valves to be actuated, which serves to set variable timing for the respective gas exchange valves. The respective hydraulic system is connected between the respective bumper and the respective gas exchange valves to be controlled. By eliminating the rocker arm, the mass within the power transmission chain between the cam and gas exchange valves can be reduced. The actuation of the gas exchange valves, namely the setting of variable timing, can therefore be made more dynamic.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung steht die jeweilige Stoßstange an einem ersten Ende mit dem jeweiligen Schwinghebel in Wirkverbindung und wirkt an einem gegenüberliegenden zweiten Ende mit einem Hydraulikkolben zusammen, der für jedes der jeweiligen Gaswechselventile einen Hydraulikkolbenabschnitt aufweist, der in einer Hydraulikkammer des jeweiligen Hydrauliksystems geführt ist, wobei das jeweilige Hydrauliksystem einen Hydraulikspeicher und für jedes der jeweiligen Gaswechselventile ein Schaltventil mit parallel geschaltetem Rückschlagventil aufweist. Dies ermöglicht bei einfachem konstruktivem Aufbau unter Bereitstellung eines kipphebellosen Ventiltriebs die Einstellung variabler Steuerzeiten an den Gaswechselventilen.According to an advantageous embodiment of the invention, the respective bumper is at a first end in operative connection with the respective rocker arm and cooperates at an opposite second end with a hydraulic piston, which is for each of the respective Gas exchange valves having a hydraulic piston portion which is guided in a hydraulic chamber of the respective hydraulic system, wherein the respective hydraulic system comprises a hydraulic accumulator and for each of the respective gas exchange valves, a switching valve with a parallel check valve. This allows a simple design structure to provide a control valve without toggle, the setting of variable timing on the gas exchange valves.

Vorzugsweise weist das jeweilige Hydrauliksystem einen Hydraulikzuleitungsanschluss und ein zwischen den Hydraulikzuleitungsanschluss und den Hydraulikspeicher geschaltetes, weiteres Rückschlagventil auf, wobei zwischen den Hydraulikspeicher und die Hydraulikkammern für jedes der jeweiligen Gaswechselventile jeweils das jeweilige Schaltventil mit parallel geschaltetem Rückschlagventil geschaltet ist.The respective hydraulic system preferably has a hydraulic supply connection and an additional check valve connected between the hydraulic supply connection and the hydraulic accumulator, wherein in each case the respective switching valve with a parallel-connected non-return valve is connected between the hydraulic accumulator and the hydraulic chambers for each of the respective gas exchange valves.

Der jeweilige Hydraulikkolben weist zwei abgestufte Hydraulikkolbenabschnitte auf, die in entsprechend abgestuften Hydraulikkammerabschnitten der jeweiligen Hydraulikkammer geführt sind, wobei ausgehend von einem ersten Hydraulikkammerabschnitt eine erste Hydraulikleitung zu einem ersten der jeweiligen Gaswechselventile über eine erste mit diesem Gaswechselventil zusammenwirkende Parallelschaltung aus Schaltventil und Rückschlagventil führt, und wobei ausgehend von einem zweiten Hydraulikkammerabschnitt eine zweite Hydraulikleitung zu einem zweiten der jeweiligen Gaswechselventile über eine zweite mit diesem Gaswechselventil zusammenwirkende Parallelschaltung aus Schaltventil und Rückschlagventil führt. Auch diese Merkmale erlauben auf besonders vorteilhafte Art und Weise die Bereitstellung eines konstruktiv einfachen, kipphebellosen Ventiltriebs unter Gewährleistung variabel einstellbarer Steuerzeiten der Gaswechselventile.The respective hydraulic piston has two graduated hydraulic piston sections, which are guided in correspondingly stepped hydraulic chamber sections of the respective hydraulic chamber, starting from a first hydraulic chamber section, a first hydraulic line leads to a first of the respective gas exchange valves via a first cooperating with this gas exchange valve parallel circuit of switching valve and check valve, and wherein, starting from a second hydraulic chamber portion, a second hydraulic line leads to a second of the respective gas exchange valves via a second cooperating with this gas exchange valve parallel circuit of switching valve and check valve. These features also allow the provision of a structurally simple, rocker-less valve drive while ensuring variably adjustable timing of the gas exchange valves in a particularly advantageous manner.

Die Baugruppen des jeweiligen Hydrauliksystems sind vorzugsweise von einem Zylinderkopf des jeweiligen Zylinders aufgenommen und/oder bereitgestellt. Pro Zylinder ist dabei typischerweise ein separater Zylinderkopf verbaut. Dies ist zur Gewährleistung einer einfachen Bauform besonders bevorzugt.The assemblies of the respective hydraulic system are preferably received and / or provided by a cylinder head of the respective cylinder. Per cylinder is typically installed a separate cylinder head. This is particularly preferred for ensuring a simple design.

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine ist in Anspruch 7 definiert.The internal combustion engine according to the invention is defined in claim 7.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:

1: eine prinzipielle Darstellung eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine; 1 : a schematic representation of a detail of a valve train of an internal combustion engine according to the invention;

2: ein alternatives Detail für 1; und 2 : an alternative detail for 1 ; and

3: eine bevorzugte konstruktive Ausführung des Ventiltriebs der 1. 3 : A preferred structural design of the valve train of 1 ,

Die hier vorliegende Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine und eine Brennkraftmaschine mit einem Ventiltrieb.The present invention relates to a valve train for an internal combustion engine and an internal combustion engine with a valve train.

Die Erfindung betrifft dabei den Bereich sogenannter Großmotoren bzw. Großbrennkraftmaschinen, deren Zylinder Kolbendurchmesser von mehr als 140 mm, insbesondere von mehr als 175 mm, aufweisen, und die mindestens eine sogenannte unten liegende Nockenwelle aufweisen, also eine Nockenwelle, die nicht im Bereich von Zylinderköpfen sondern vielmehr im Bereich eines Zylinderkurbelgehäuses verläuft. Bei solchen Großbrennkraftmaschinen handelt es sich zum Beispiel um Schiffsdieselbrennkraftmaschinen.The invention relates to the field of so-called large engines or large combustion engines whose cylinder piston diameter of more than 140 mm, in particular more than 175 mm, and which have at least one so-called lower camshaft, ie a camshaft, not in the range of cylinder heads but rather runs in the range of a cylinder crankcase. Such large internal combustion engines are marine diesel engines, for example.

1 und 3 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Ventiltrieb, wobei 1 eine schematische Darstellung und 3 eine konstruktive Ausführung des Ventiltriebs zeigen. 1 and 3 each show a section of a valve train according to the invention, wherein 1 a schematic representation and 3 show a constructive design of the valve train.

Der Ventiltrieb 10 verfügt über eine sogenannte untenliegende Nockenwelle 11, von der in 1 und 3 eine Nocke 12 gezeigt ist. Die Nocke 12 stellt eine Steuerkontur zur Ansteuerung von Gaswechselventilen bereit, nämlich in 3 zum Ansteuern von zwei einem Zylinder zugeordneten Gaswechselventilen, wobei von diesen Gaswechselventilen in 1 und 3 Ventilkegel 13a, 13b gezeigt sind. Dann, wenn es sich bei der Nocke 12 um eine Einlassnocke handelt, handelt es sich bei den Ventilskegeln 13a, 13b um die Ventilkegel von Einlassventilen für Ladeluft. Dann hingegen, wenn es sich bei der Nocke 12 um eine Auslassnocke handelt, handelt es sich bei den Ventilkegeln 13a, 13b um Ventilkegel eines als Auslassventil für Abgas ausgebildeten Gaswechselventils. Dann, wenn ein Zylinder einer Brennkraftmaschine zwei Einlassventile für Ladeluft und zwei Auslassventile für Abgas umfasst, wirken mit diesem Zylinder zwei Anordnungen gemäß 1 und 3 zusammen, nämlich eine Anordnung, die mit den Einlassventilen und eine andere Anordnung, die mit den Auslassventilen des jeweiligen Zylinders zusammenwirkt.The valve train 10 has a so-called lower camshaft 11 from the in 1 and 3 a cam 12 is shown. The cam 12 provides a control contour for controlling gas exchange valves, namely in 3 for driving two gas exchange valves associated with a cylinder, wherein of these gas exchange valves in 1 and 3 shuttle 13a . 13b are shown. Then, when it comes to the cam 12 is an intake cam, it concerns the valve cones 13a . 13b around the poppets of intake valves for charge air. Then, on the other hand, if it is the cam 12 is an exhaust cam, it concerns with the valve cones 13a . 13b around valve cone of a gas outlet valve designed as exhaust valve for exhaust gas. Then, when one cylinder of an internal combustion engine comprises two charge air intake valves and two exhaust gas exhaust valves, two arrangements act according to this cylinder 1 and 3 together, namely an arrangement which cooperates with the inlet valves and another arrangement which cooperates with the exhaust valves of the respective cylinder.

In 1, 3 sind die Ventilkegel 13a, 13b ausgehend vom Nocken 12 über einen Schwinghebel 14, eine Stoßstange 23 sowie erfindungsgemäß über ein Hydrauliksystem kipphebellos betätigbar.In 1 . 3 are the poppets 13a . 13b starting from the cam 12 via a rocker arm 14 a bumper 23 and according to the invention via a hydraulic system kipphebellos actuated.

Der Schwinghebel 14 ist an einem ersten Ende 15 um eine Schwinghebeldrehachse 16 schwenkbar gelagert. An einem gegenüberliegenden zweiten Ende 17 nimmt der Schwinghebel 14 eine Rolle 18 auf, die am Schwinghebel 14 über eine Rollendrehachse 19 drehbar gelagert ist und die auf dem Nocken 12 der Nockenwelle 11 abrollt. The rocker arm 14 is at a first end 15 around a swing lever pivot axis 16 pivoted. At an opposite second end 17 takes the rocker arm 14 a role 18 on, on the rocker arm 14 over a roller rotation axis 19 is rotatably mounted and on the cam 12 the camshaft 11 rolls.

Die Stoßstange 23 wirkt mit einem ersten Ende 20 mit dem Schwinghebel 14 zusammen, wobei dieses erste Ende 20 der Stoßstange 23 am zweiten Ende 17 des Schwinghebels 14 gegenüberliegend zur Rolle 18 am Schwinghebel 14 anliegt. An einem gegenüberliegenden zweiten Ende 21 trägt die Stoßstange 23 einen Hydraulikkolben 22 des Hydrauliksystems, welches der Bereitstellung variabel einstellbarer Steuerzeiten für die Gaswechselventile, nämlich für die Ventilkegel 13a, 13b der jeweiligen Gaswechselventile, dient.The bumper 23 works with a first end 20 with the rocker arm 14 together, this first end 20 the bumper 23 at the second end 17 of the rocker arm 14 opposite to the roll 18 on the rocker arm 14 is applied. At an opposite second end 21 carries the bumper 23 a hydraulic piston 22 the hydraulic system, which is the provision of variably adjustable timing for the gas exchange valves, namely for the valve plug 13a . 13b the respective gas exchange valves, serves.

Der Hydraulikkolben 22, der mit dem Ende 21 der Stoßstange 23 zusammenwirkt, weist für jedes der jeweiligen anzusteuernden Gaswechselventile einen Hydraulikkolbenabschnitt 22a, 22b auf, der in einer Hydraulikkammer 24 des Hydrauliksystems geführt ist. Gemäß 1, 3 weist der Hydraulikkolben 22 zwei abgestufte Hydraulikkolbenabschnitte 22a, 22b auf, die in der entsprechend abgestuften Hydraulikkammer 24 mit entsprechend abgestuften Hydraulikkammerabschnitten 24a, 24b geführt sind. Ausgehend von dem ersten Hydraulikkammerabschnitt 24a ist über eine erste Hydraulikleitung 25a der Ventilkegel 13a eines ersten Gaswechselventils mit Hydrauliköl beaufschlagbar, wobei ausgehend vom zweiten Hydraulikkammerabschnitt 24b über eine zweite Hydraulikleitung 25b der Ventilkegel 13b des zweiten Gaswechselventils mit Hydrauliköl beaufschlagt werden kann.The hydraulic piston 22 that with the end 21 the bumper 23 cooperates, has a hydraulic piston section for each of the respective gas exchange valves to be controlled 22a . 22b up in a hydraulic chamber 24 of the hydraulic system is guided. According to 1 . 3 points the hydraulic piston 22 two graduated hydraulic piston sections 22a . 22b on that in the appropriately graduated hydraulic chamber 24 with correspondingly graduated hydraulic chamber sections 24a . 24b are guided. Starting from the first hydraulic chamber section 24a is via a first hydraulic line 25a the valve cone 13a a first gas exchange valve acted upon by hydraulic oil, starting from the second hydraulic chamber section 24b via a second hydraulic line 25b the valve cone 13b can be acted upon by the second gas exchange valve with hydraulic oil.

Das jeweilige Hydrauliköl bzw. der jeweilige Hydraulikdruck wirkt auf den Gaswechselventilen bzw. den Ventilkegeln 13a, 13b der Gaswechselventile zugeordnete Kolben 26a, 26b ein, um abhängig vom auf diese Kolben 26a, 26b wirkenden Hydraulikdruck sowie abhängig von Federkräften von Federelementen 27a, 27b, die mit den Ventilkegeln 13a, 13b zusammenwirken, die Ventilkegel 13a, 13b zum Öffnen und Schließen des jeweiligen Gaswechselventils zu verlagern.The respective hydraulic oil or the respective hydraulic pressure acts on the gas exchange valves or the valve cones 13a . 13b the gas exchange valves associated piston 26a . 26b to depend on these pistons 26a . 26b acting hydraulic pressure and depending on spring forces of spring elements 27a . 27b that with the valve cones 13a . 13b interact, the valve cone 13a . 13b to shift to open and close the respective gas exchange valve.

Das mit den Gaswechselventilen bzw. den Ventilkegeln 13a, 13b dieser Gaswechselventile zusammenwirkende Hydrauliksystem, welches zwischen die Ventilkegel 13a, 13b und die Stoßstange 23 geschaltet ist, verfügt weiterhin über einen Hydraulikspeicher 28, und einen Hydraulikzuleitungsanschluss 29, ein zwischen den Hydraulikzuleitungsanschluss 29 und den Hydraulikspeicher 28 geschaltetes Rückschlagventil 30 sowie für jedes der jeweils zu betätigenden Gaswechselventile und damit für jeden der zu betätigenden Ventilkegel 13a, 13b eine Parallelschaltung aus einem elektrisch ansteuerbaren Schaltventil 31a, 31b und einem Rückschlagventil 32a, 32b, wobei die jeweilige Parallelschaltung aus dem Schaltventil 31a, 31b sowie Rückschlagventil 32a, 32b zwischen den Hydraulikspeicher 28 und die jeweilige Hydraulikkammer 24a, 24b geschaltet ist.The with the gas exchange valves or the valve cones 13a . 13b This gas exchange valves cooperating hydraulic system, which between the valve cone 13a . 13b and the bumper 23 is switched on, also has a hydraulic accumulator 28 , and a hydraulic supply port 29 , one between the hydraulic supply connection 29 and the hydraulic accumulator 28 switched check valve 30 and for each of the respective gas exchange valves to be actuated and thus for each of the valve cone to be actuated 13a . 13b a parallel connection of an electrically controllable switching valve 31a . 31b and a check valve 32a . 32b , wherein the respective parallel circuit of the switching valve 31a . 31b and check valve 32a . 32b between the hydraulic accumulators 28 and the respective hydraulic chamber 24a . 24b is switched.

Die Rückschlagventile 32a, 32b sind derart zu den Schaltventilen 31a, 31b parallel geschaltet, dass über dieselben zwar ausgehend vom Hydraulikspeicher 28 Hydrauliköl in Richtung auf die Hydraulikkammerabschnitte 24a, 24b strömen kann, in umgekehrter Richtung dieselben jedoch schließen, sodass in umgekehrter Richtung über die Rückschlagventile 32a, 32b kein Hydrauliköl ausgehend von den Hydraulikkammerabschnitten 24a, 24b in Richtung auf den Hydraulikspeicher 28 strömen kann.The check valves 32a . 32b are so to the switching valves 31a . 31b connected in parallel, that over the same, although starting from the hydraulic accumulator 28 Hydraulic oil in the direction of the hydraulic chamber sections 24a . 24b can flow in the reverse direction but close the same, so in the opposite direction via the check valves 32a . 32b no hydraulic oil from the hydraulic chamber sections 24a . 24b in the direction of the hydraulic accumulator 28 can flow.

Auf den Hydraulikkolben 22, der an dem Ende 21 der Stoßstange 23 an der Stoßstange 23 angreift, wirkt gegenüberliegend zur Stoßstange 23 ein Federelement 33 ein. Dieses Federelement 33 drückt über den Hydraulikkolben 22 die Stoßstange 23 mit ihrem Ende 20 gegen den Schwinghebel 14.On the hydraulic piston 22 who is at the end 21 the bumper 23 at the bumper 23 attacks, acts opposite to the bumper 23 a spring element 33 one. This spring element 33 pushes over the hydraulic piston 22 the bumper 23 with her end 20 against the rocker arm 14 ,

Um über den Nocken 12 und den Schwinghebel 14 die Stoßstange 23 mit ihrem Ende 21 weiter in die Hydraulikkammer 24 hinein zu bewegen, müssen die Stoßstange 23 und der Hydraulikkolben 22 bedingt durch die Kontur des Nockens 12 entgegen der Federkraft des Federelements 33 verlagert werden.To over the cam 12 and the rocker arm 14 the bumper 23 with her end 21 further into the hydraulic chamber 24 to move in, have the bumper 23 and the hydraulic piston 22 conditioned by the contour of the cam 12 against the spring force of the spring element 33 be relocated.

Ein weiteres Federelement 34 wirkt mit dem Hydraulikspeicher 28 zusammen, welches gegen ein den Hydraulikspeicher 28 zumindest abschnittsweise begrenzendes Element 35 drückt und dessen Federkraft das im Hydraulikspeicher 28 befindliche Hydrauliköl aus demselben drückt.Another spring element 34 works with the hydraulic accumulator 28 together, which against a hydraulic accumulator 28 at least partially limiting element 35 presses and its spring force in the hydraulic accumulator 28 hydraulic oil presses out of the same.

Im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 sind die beiden elektrisch ansteuerbaren Schaltventile 31a, 31b von zwei 2/2-Wegeventilen bereitgestellt, also von zwei hardwareseitig getrennten Ventilen. Im Unterschied hierzu ist es, wie 2 zeigt auch möglich, dass diese beiden Schaltventile 31a, 31b hardwareseitig von einem gemeinsamen Ventil bereitgestellt sind, nämlich von einem 4/2-Wegeventil.In the embodiment of 1 and 2 are the two electrically controllable switching valves 31a . 31b provided by two 2/2-way valves, so of two hardware-separated valves. In contrast, it is how 2 also shows possible that these two switching valves 31a . 31b Hardware are provided by a common valve, namely a 4/2-way valve.

Mit dem obigen Ventiltrieb 10 können auf konstruktiv einfache Art und Weise kipphebellos Ventilstößel von Gaswechselventilen von Zylindern einer Brennkraftmaschine angesteuert werden, und zwar unter Bereitstellung variabel einstellbarer Steuerzeiten für die jeweiligen anzusteuernden Gaswechselventile. Hierzu ist in der Kraftübertragungskette zwischen Nocken 12 und den Gaswechselventilen, und zwar zwischen die Stoßstange 23 und die Ventilkegel 13a, 13b der jeweiligen Gaswechselventile, das Hydrauliksystem geschaltet, welches kipphebellos variabel einstellbare Steuerzeiten für die Gaswechselventile ermöglicht. Durch die gewählte konstruktive Ausführung des Hydrauliksystems können die vom jeweiligen Hydrauliksystem anzusteuernden Ventile synchron betätigt werden. Die Schaltventile 31a, 31b können stromlos offen oder auch stromlos geschlossen sein. Dieselben können elektrisch oder auch hydraulisch vorgesteuert betätigt sein.With the above valvetrain 10 can be controlled in a structurally simple manner toggle valve stem of gas exchange valves of cylinders of an internal combustion engine, namely to provide variably adjustable timing for the respective gas exchange valves to be controlled. This is in the power transmission chain between cams 12 and the gas exchange valves, between the bumper 23 and the poppets 13a . 13b the respective gas exchange valves, the Hydraulic system switched, which allows toggle-free variable adjustable control times for the gas exchange valves. Due to the selected structural design of the hydraulic system, the valves to be controlled by the respective hydraulic system can be actuated synchronously. The switching valves 31a . 31b can be normally open or de-energized closed. The same can be actuated electrically or hydraulically pilot operated.

Das Hydrauliksystem ist vorzugsweise in einen Zylinderkopf 36 der Zylinder der Brennkraftmaschine integriert bzw. der Zylinderkopf 36 des jeweiligen Zylinders nimmt die Baugruppen des Hydrauliksystems auf. So ist in 3 die Hydraulikkammer 24, die mit dem Hydraulikkolben 22 zusammenwirkt, vom Zylinderkopf 36 bereitgestellt. Auch die Hydraulikleitungen 25a und 25b sind in den Zylinderkopf 36 integriert. Die Rückschlagventile 30, 32a, 32b sind ebenfalls in den Zylinderkopf 36 integriert. Ferner nimmt der Zylinderkopf 36 die Schaltventile 31a, 31b und den Hydraulikspeicher 28 auf. Ferner sind die Kolben 26a, 26b, die mit den Ventilkegeln 13a, 13b zusammenwirken, in entsprechenden Ausnehmungen geführt, die in den Zylinderkopf 36 integriert.The hydraulic system is preferably in a cylinder head 36 integrated the cylinder of the internal combustion engine or the cylinder head 36 of the respective cylinder takes on the modules of the hydraulic system. So is in 3 the hydraulic chamber 24 that with the hydraulic piston 22 interacts, from the cylinder head 36 provided. Also the hydraulic lines 25a and 25b are in the cylinder head 36 integrated. The check valves 30 . 32a . 32b are also in the cylinder head 36 integrated. Furthermore, the cylinder head takes 36 the switching valves 31a . 31b and the hydraulic accumulator 28 on. Further, the pistons 26a . 26b that with the valve cones 13a . 13b interact, guided in corresponding recesses, in the cylinder head 36 integrated.

Durch eine entsprechende Ansteuerung der Schaltventile 31a, 31b kann der in den Hydraulikkammerabschnitten 24a, 24b und damit letztendlich der auf die Hydraulikkolben 26a, 26b und damit der auf die Ventilkegel 13a, 13b wirkende Hydraulikdruck definiert eingestellt werden, um abweichend von der durch die Kontur des Nockens 12 vorgegebenen Ansteuerung der Gaswechselventile, nämlich der Ventilkegel 13a, 13b der Gaswechselventile, variable Steuerzeiten für dieselben zu gewährleisten, und zwar im Hinblick auf ein verzögertes Öffnen der Gaswechselventile und/oder ein verfrühtes Schließen der Gaswechselventile.By a corresponding control of the switching valves 31a . 31b can the in the hydraulic chamber sections 24a . 24b and ultimately the hydraulic piston 26a . 26b and thus the on the valve cone 13a . 13b Actual hydraulic pressure can be set to deviate from the contour of the cam 12 predetermined control of the gas exchange valves, namely the valve plug 13a . 13b the gas exchange valves to ensure variable timing for the same, with regard to a delayed opening of the gas exchange valves and / or premature closing of the gas exchange valves.

Die Schaltventile 31a, 31b werden vorzugsweise elektrisch angesteuert, um in einer Schaltstellung den Hydraulikspeicher 28 in beiden Strömungsrichtungen mit dem jeweiligen Hydraulikkammerabschnitt 24a, 24b zu koppeln, und um in einer anderen Schaltstellung diese Kopplung in beiden Strömungsrichtungen aufzuheben, wobei dann in dieser anderen Schaltstellung der Hydraulikspeicher 28 lediglich über das jeweilige parallel zum jeweiligen Schaltventil 31a, 31b geschaltete Rückschlagventil 32a, 32b in einer Strömungsrichtung mit dem jeweiligen Hydraulikkammerabschnitt 24a, 24b gekoppelt ist.The switching valves 31a . 31b are preferably electrically controlled to the hydraulic accumulator in a switching position 28 in both directions of flow with the respective hydraulic chamber section 24a . 24b to couple, and to cancel in another switching position, this coupling in both flow directions, in which case in this other switching position of the hydraulic accumulator 28 only via the respective parallel to the respective switching valve 31a . 31b switched check valve 32a . 32b in a flow direction with the respective hydraulic chamber portion 24a . 24b is coupled.

Das jeweilige Rückschlagventil 32a, 32b lässt eine Ölströmung vom Hydraulikspeicher 28 in den jeweiligen Hydraulikkammerabschnitt 24a, 24b zu, unterbindet jedoch eine entgegengesetzte Strömung vom jeweiligen Hydraulikkammerabschnitt 24a, 24b in den Hydraulikspeicher 28. Das Rückschlagventil 30 ist derart zwischen den Hydraulikzuleitungsanschluss 29 und den Hydraulikspeicher 28 geschaltet, dass zwar ausgehend vom Hydraulikzuleitungsanschluss 29 Hydrauliköl in den Hydraulikspeicher 28 fließen kann, jedoch nicht umgekehrt ausgehend vom Hydraulikspeicher 28 in den Hydraulikzuleitungsanschluss 29.The respective check valve 32a . 32b lets an oil flow from the hydraulic accumulator 28 in the respective hydraulic chamber section 24a . 24b but prevents an opposite flow from the respective hydraulic chamber portion 24a . 24b in the hydraulic accumulator 28 , The check valve 30 is so between the hydraulic supply port 29 and the hydraulic accumulator 28 switched, that starting from the hydraulic supply port 29 Hydraulic oil in the hydraulic accumulator 28 can flow, but not vice versa, starting from the hydraulic accumulator 28 into the hydraulic supply connection 29 ,

Durch entsprechende Ansteuerung der Schaltventile 31a, 31b können gegenüber dem vom Nocken 12 bereitgestellten Öffnungsverhalten und Schließverhalten des jeweiligen Gaswechselventils variable Steuerzeiten eingestellt werden. Im unbestromten Zustand nimmt das jeweilige Schaltventil 31a, 31b die in 1 gezeigte Schaltstellung ein, in welcher der Hydraulikspeicher 28 und der jeweilige Hydraulikkammerabschnitt 24a, 24b lediglich über das jeweilige Rückschlagventil 32a, 32b in einer Strömungsrichtung koppelt sind. Im bestromten Zustand nimmt das jeweilige Schaltventil 31a, 31b die andere Schaltstellung ein, in welcher dann der Hydraulikspeicher 28 und der jeweilige Hydraulikkammerabschnitt 24a, 24b in beiden Strömungsrichtungen gekoppelt sind. Hydrauliköl kann im Hydraulikspeicher 28 gespeichert und ausgehend vom Hydraulikspeicher 28 dem jeweiligen Hydraulikkammerabschnitt 24a, 24b zugeführt werden. Ein Federelement drückt das jeweilige Schaltventil 31a, 31b im unbestromten Zustand in die in 1 gezeigte Schaltstellung. 1 zeigt weiterhin einen Aktuator 37a, 37b zur Bestromung des jeweiligen Schaltventils 31a, 31b und eine Entlüftung 38 für den Hydraulikspeicher 28.By appropriate control of the switching valves 31a . 31b can be compared to the cam 12 provided opening behavior and closing behavior of the gas exchange valve variable control times are set. In de-energized state takes the respective switching valve 31a . 31b in the 1 shown switching position, in which the hydraulic accumulator 28 and the respective hydraulic chamber portion 24a . 24b only via the respective check valve 32a . 32b are coupled in a flow direction. When energized, the respective switching valve takes 31a . 31b the other switching position, in which then the hydraulic accumulator 28 and the respective hydraulic chamber portion 24a . 24b are coupled in both flow directions. Hydraulic oil can be stored in the hydraulic accumulator 28 stored and starting from the hydraulic accumulator 28 the respective hydraulic chamber section 24a . 24b be supplied. A spring element presses the respective switching valve 31a . 31b in the de-energized state in the in 1 shown switching position. 1 also shows an actuator 37a . 37b for energizing the respective switching valve 31a . 31b and a vent 38 for the hydraulic accumulator 28 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Ventiltriebvalve train
1111: Nockenwellecamshaft
1212: Nockecam
13a, 13b13a, 13b: Ventilkegelshuttle
1414: Schwinghebelrocker
1515: EndeThe End
1616: SchwinghebelschwenkachseRocker pivot axis
1717: EndeThe End
1818: Rollerole
1919: RollendrehachseRoller rotation axis
2020: EndeThe End
2121: EndeThe End
2222: Hydraulikkolbenhydraulic pistons
22a, 22b22a, 22b: HydraulikkolbenabschnittHydraulic piston section
2323: Stoßstangebumper
2424: Hydraulikkammerhydraulic chamber
24a, 24b24a, 24b: HydraulikkammerabschnittHydraulic chamber section
25a, 25b25a, 25b: Hydraulikleitunghydraulic line
26a, 26b26a, 26b: Kolbenpiston
27a, 27b27a, 27b: Federelementspring element
2828: Hydraulikspeicherhydraulic accumulator
2929: Hydraulikanschlusshydraulic connection
3030: Rückschlagventilcheck valve
31a, 31b31a, 31b: Schaltventilswitching valve
32a, 32b32a, 32b: Rückschlagventilcheck valve
3333: Federelementspring element
3434: Federelementspring element
3535: Elementelement
3636: Zylinderkopfcylinder head
37a, 37b37a, 37b: Aktuatoractuator
3838: Entlüftungvent

Claims

Valve train ( 10 ) for gas exchange valves of an internal combustion engine, wherein the gas exchange valves starting from at least one underlying camshaft ( 11 ) are controllable, wherein the valve drive for each two to be controlled gas exchange valves of a cylinder of the internal combustion engine, namely for each two to be controlled intake valves and / or for each two to be controlled exhaust valves, each a bumper ( 23 ) and a rocker arm ( 14 ), wherein the respective bumper ( 23 ) with the respective rocker arm ( 14 ) is in operative connection, and wherein the respective rocker arm ( 14 ) at a first end ( 15 ) of the same about a swing lever pivot axis ( 16 ) is pivotable and at a second end ( 17 ) a role ( 18 ), which around a roller rotation axis ( 19 ) is rotatable and on a cam ( 12 ) of the camshaft ( 11 ) rolls, characterized in that the respective bumper ( 23 ) acts on the respective gas exchange valves without a rocker arm via a respective hydraulic system while providing variably adjustable control times.

Valve gear according to claim 1, characterized in that the respective bumper ( 23 ) at a first end ( 20 ) with the respective rocker arm ( 14 ) is in operative connection and at an opposite second end ( 21 ) with a hydraulic piston ( 22 ) cooperates, for each of the respective gas exchange valves to be controlled a hydraulic piston section ( 22a . 22b ), which in a hydraulic chamber ( 24 ) of the respective hydraulic system is guided, the respective hydraulic system a hydraulic accumulator ( 28 ) and for each of the respective gas exchange valves to be controlled, a switching valve ( 31a . 31b ) with parallel check valve ( 32a . 32b ) having.

Valve gear according to claim 2, characterized in that the respective hydraulic system has a hydraulic supply connection ( 29 ) and between the hydraulic supply connection ( 29 ) and the hydraulic accumulator ( 28 ), another check valve ( 30 ), and that between the hydraulic accumulator ( 28 ) and the hydraulic chamber ( 24 ) for each of the respective gas exchange valves to be controlled in each case the respective switching valve ( 31a . 31b ) with parallel check valve ( 32a . 32b ) is switched.

Valve gear according to claim 2 or 3, characterized in that the respective hydraulic piston ( 22 ) two stepped hydraulic piston sections ( 22a . 22b ), which in correspondingly stepped hydraulic chamber sections ( 24a . 24b ) of the respective hydraulic chamber ( 24 ) are guided, starting from a first hydraulic chamber section ( 24a ) a first hydraulic line ( 25a ) to a first of the respective gas exchange valves via a first with this gas exchange valve cooperating parallel circuit of switching valve ( 31a ) and check valve ( 32a ), starting from a second hydraulic chamber section ( 24b ) a second hydraulic line ( 25b ) to a second of the respective gas exchange valves via a second cooperating with this gas exchange valve parallel circuit of switching valve ( 31b ) and check valve ( 32b ) leads.

Valve gear according to one of claims 2 to 4, characterized in that the hydraulic piston ( 22 ) of the respective hydraulic system on the one hand by the respective bumper ( 23 ) and on the other hand by a spring element ( 33 ) is acted upon.

Valve gear according to one of claims 2 to 5, characterized in that assemblies of the respective hydraulic system of a cylinder head ( 36 ) of the respective cylinder are received and / or provided.

Internal combustion engine, in particular a marine diesel engine, having at least one cylinder, the cylinder or cylinders each having inlet valves and exhaust valves as gas exchange valves, the inlet valves and the exhaust valves of the or each cylinder being connected via at least one camshaft ( 11 ) cooperating valve drive ( 10 ) are controllable, characterized in that the valve train ( 10 ) is designed according to one of claims 1 to 6.