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Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen Nehmerzylinder mit einem darin verschiebbar geführten Nehmerkolben, über den ein in Schließrichtung federkraftbeaufschlagtes Gaswechselventil in dessen Öffnungsrichtung bewegbar ist, wobei der Nehmerzylinder über einen Druckspeicherkanal mit dem Speicherraum eines Druckspeichers verbunden ist und die Mündung des Druckspeicherkanals in einen Druckraum des Nehmerzylinders durch den Nehmerkolben hubabhängig verschließbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine einen derartigen Ventiltrieb aufweisende Brennkraftmaschine.
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Aus der
DE 10 2013 220 555 A1 geht ein hydraulischer Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine hervor. Dabei kann das Gaswechselventil über einen Nehmerzylinder entgegen einem Federelement in Öffnungsrichtung aus einem Ventilsitz heraus bewegt werden, indem im Nehmerzylinder ein Nehmerkolben verschiebbar geführt ist, der mit dem Gaswechselventil über ein zwischenliegendes Ventilspielausgleichselement in Kontakt steht. Der Nehmerkolben ist als Stufenkolben mit einem Bremskolbenteil ausgeführt, der in einer korrespondierenden Bohrung des Nehmerzylinders läuft und bei einer Rückbewegung des Gaswechselventils in den Ventilsitz als hydraulische Ventilbremse fungiert, um eine bestimmte Aufsetzgeschwindigkeit des Gaswechselventils in den Ventilsitz zu definieren. Dem Nehmerzylinder ist ferner ein Druckspeicher zugeordnet, über den ein Teil der im Zuge des Schließens des Gaswechselventils aus dem Nehmerzylinder verdrängten Hydraulikflüssigkeit gespeichert und im Folgenden für ein Öffnen des Gaswechselventils genutzt werden kann. Zu diesem Zweck ist der Druckspeicher über verschiedene Kanäle mit einem Druckraum des Nehmerzylinders verbunden, wobei eine Mündung eines dieser Druckspeicherkanäle durch den Nehmerkolben hubabhängig verdeckt wird.
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Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen hydraulischen Ventiltrieb mit einem Druckspeicher zu schaffen, wobei sich der Ventiltrieb durch einen geringen Herstellungsaufwand und einen guten Wirkungsgrad auszeichnen soll.
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Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Eine Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Ventiltrieb ist Gegenstand von Anspruch 6.
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Gemäß der Erfindung umfasst ein hydraulischer Ventiltrieb einen Nehmerzylinder mit einem darin verschiebbar geführten Nehmerkolben, über den ein in Schließrichtung federkraftbeaufschlagtes Gaswechselventil in dessen Öffnungsrichtung bewegbar ist, wobei der Nehmerzylinder über einen Druckspeicherkanal mit dem Speicherraum eines Druckspeichers verbunden ist und die Mündung des Druckspeicherkanals in einen Druckraum des Nehmerzylinders durch den Nehmerkolben hubabhängig verschließbar ist.
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Der erfindungsgemäße hydraulische Ventiltrieb ist prinzipiell nach Art eines Ventiltriebs ausgestaltet, wie er beispielsweise aus der
DE 10 2013 220 555 A1 bekannt ist. So umfasst dieser Ventiltrieb neben dem Nehmerzylinder auch einen Geberzylinder, der mit dem Nehmerzylinder über einen entsprechenden Druckkanal in Verbindung steht. Der Geberzylinder wird bevorzugt über einen Nocken einer Nockenwelle mittels eines zwischenliegenden Übertragungselements, insbesondere in Form eines Rollenschlepphebels, betätigt und sorgt dabei für eine entsprechende Druckbeaufschlagung des Druckkanals, was wiederum in eine Betätigung des Nehmerzylinders umgesetzt wird. Von dem Druckkanal zweigt zudem ein Druckentlastungskanal zu einem Druckentlastungsraum ab, wobei in dem Druckentlastungskanal ein Schaltventil vorgesehen ist, das bei Betätigung den Druckentlastungskanal freigibt und dementsprechend den Druckentlastungsraum mit dem Druckkanal verbindet.
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Im Rahmen der Erfindung können dem Nehmerzylinder ein oder auch mehrere Gaswechselventile zugeordnet sein, wobei der Nehmerkolben mit dem oder den Gaswechselventilen bevorzugt über ein zwischenliegendes Ventilspielausgleichselement in Verbindung steht.
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Über den Druckspeicher kann im Zuge des Schließens des Gaswechselventils ein Teil der über den Nehmerkolben verdrängten Hydraulikflüssigkeit gespeichert werden, wobei die gespeicherte Hydraulikflüssigkeit im Folgenden für ein nachfolgendes Öffnen des Gaswechselventils nutzbar ist. Denn sobald sich der Druck im Druckkanal zwischen Geberzylinder und Nehmerzylinder unter ein bestimmtes Maß verringert, wird das Federelement des Gaswechselventils dieses in Schließrichtung bewegen und den Nehmerkolben entsprechend mitführen, der dabei Hydraulikflüssigkeit aus dem Nehmerzylinder verdrängt. Solange der Nehmerkolben noch nicht die Mündung des Druckspeicherkanals verschließt, wird die Hydraulikflüssigkeit in den Druckspeicher gefördert. Die Verbindung des Druckspeichers zum Druckraum des Nehmerzylinders wird dann ab Verschließen der Mündung unterbrochen, so dass insbesondere gewährleistet werden kann, dass der dann im Druckspeicher vorherrschende Druck nicht auf den Nehmerkolben einwirken und es zu einer ungewollten Betätigung des Gaswechselventils kommen kann.
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Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass ein Ventil am Nehmerzylinder vorgesehen ist, das bei einem Verschließen des Druckspeicherkanals durch den Nehmerkolben öffnet und dabei eine Mündung eines Kanals in den Druckraum freigibt. Mit anderen Worten ist der Nehmerzylinder mit einem Ventil ausgestattet, das einen in den Nehmerzylinder mündenden Kanal freigibt, nachdem der Nehmerkolben den Druckspeicherkanal verschlossen hat.
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Eine derartige Ausgestaltung eines Ventiltriebs hat den Vorteil, dass das Entweichen von Hydraulikflüssigkeit aus dem Nehmerzylinder ermöglicht wird, nachdem die Befüllung des Druckspeichers unterbrochen wurde. Dementsprechend kann ein gedrosseltes Abströmen der Hydraulikflüssigkeit aus dem Nehmerzylinder realisiert und damit die Funktion einer hydraulischen Ventilbremse verwirklicht werden, die die Aufsetzgeschwindigkeit des Gaswechselventils in seinen Ventilsitz beim Schließen definiert. Dabei lassen sich die Befüllung des Druckspeichers sowie das im Anschluss an die Befüllung stattfindende Abströmen von Hydraulikflüssigkeit aus dem Nehmerzylinder mit einer niedrigen Anzahl an Komponenten und damit mit niedrigem Herstellungsaufwand realisieren. Zudem zeichnet sich dieser Ventiltrieb durch einen guten Wirkungsgrad aus.
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Bei der
DE 10 2013 220 555 A1 wird zwar auch eine Befüllung eines Druckspeichers verwirklicht und zudem die Funktion einer hydraulischen Ventilbremse realisiert, hierfür ist aber eine höhere Anzahl an Komponenten notwendig, so dass hier ein höherer Herstellungsaufwand vorliegt. Aufgrund der Art und Weise, wie die Befüllung des Druckspeichers vorgenommen wird, ist der Wirkungsgrad zudem niedriger als bei dem erfindungsgemäßen System.
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Im Rahmen der Erfindung gibt das Ventil den Kanal bei einem Verschließen des Druckspeicherkanals frei, wobei dies bevorzugt unmittelbar dann erfolgt, sobald der Nehmerkolben den Druckspeicherkanal verschlossen hat. Erfindungsgemäß ist es aber auch denkbar, dass das Öffnen des Ventils ggf. unter einem geringen Versatz zum oder überschneidend mit dem Verschließen des Druckspeicherkanals erfolgt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung liegt das Ventil stirnseitig zum Nehmerkolben und umfasst einen Kolben, der in Richtung des Nehmerkolbens in eine Schließstellung vorgespannt ist und in dieser Schließstellung die Mündung des Kanals in den Druckraum verschließt. An dem Kolben schließt sich dann eine in Richtung des Nehmerkolbens weisende Kolbenstange an, die mit dem Nehmerkolben nach dem Verschließen des Druckspeicherkanals durch den Nehmerkolben in Kontakt tritt und dies bis zur erneuten Freigabe des Druckspeicherkanals in ein Abheben des Kolbens aus seiner Schließstellung umsetzt. Das Ventil wird also in diesem Fall mechanisch über den Nehmerkolben ab einem bestimmten Hub desselbigen geöffnet, wobei dies insbesondere dann vorliegt, sobald der Nehmerkolben den Druckspeicherkanal vollständig verschlossen hat. Ab diesem Zeitpunkt hebt der Nehmerkolben im Zuge seines weiteren Hubes bis zur erneuten Freigabe des Druckspeicherkanals den Kolben des Ventils aus seiner Schließstellung und ermöglicht somit das Abströmen von Hydraulikflüssigkeit in den Kanal. Ein Öffnen des Ventils erfolgt also immer in Abhängigkeit des Hubs des Nehmerkolbens und damit auch angepasst an die unterbrochene Speisung des Druckspeichers. Im Sinne der Erfindung kann das Ventil jedoch auch anderweitig realisiert sein, beispielsweise als Wegeventil, das zu den entsprechenden Zeitpunkten geschaltet wird. Zudem ist neben einer stirnseitigen Anordnung des Ventils auch eine anderweitige Platzierung denkbar.
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In Weiterbildung der Erfindung zweigt von dem Druckspeicherkanal ein Verbindungskanal zu einem Druckentlastungsraum ab, wobei in dem Verbindungskanal ein Rückschlagventil vorgesehen ist, das ein Strömen von Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckentlastungsraum in den Druckspeicherkanal ermöglicht. Hierdurch kann der Druckspeicherkanal entsprechend mit Hydraulikflüssigkeit gespeist werden, sobald der Druck im Druckspeicherkanal unter den im Druckentlastungsraum vorherrschenden Druck fällt. Somit kann einem Leerlaufen des Bereichs des Druckspeichers aufgrund von Leckage entgegengewirkt werden.
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Entsprechend einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist der Druckspeicher zwei Nehmerzylindern zugeordnet. Hierdurch kann bei einem hydraulischen Ventiltrieb mit einer größeren Anzahl an Nehmerzylindern ein kompakter Aufbau verwirklicht werden, indem der Druckspeicher zwischen zwei oder auch mehreren Nehmerzylindern sitzt und über diese befüllt wird bzw. diese speist. Erfindungsgemäß ist aber auch die Zuordnung je eines Druckspeichers zu je einem Nehmerzylinder denkbar.
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Als weitere Ausführungsform der Erfindung ist der Druckspeicher als Kolbendruckspeicher ausgeführt, dessen Speicherkolben über ein Federelement in eine den Speicherraum verkleinernde Bewegungsrichtung vorgespannt ist. Durch eine entsprechende Auslegung des Federelements des Kolbendruckspeichers kann im Zuge des Befüllens desselbigen eine entsprechende Schließcharakteristik des zugehörigen Gaswechselventils definiert werden, indem beim Befüllen des Druckspeichers dem schließenden Gaswechselventil ein entsprechender Widerstand entgegengesetzt wird. Über die Federsteifigkeit des Federelements lässt sich also die Schließgeschwindigkeit des Gaswechselventils beeinflussen. Erfindungsgemäß könnte der Druckspeicher aber auch anderweitig gestaltet sein.
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In Weiterbildung der Erfindung definiert der Kanal einen vertikal oberhalb des Ventils liegenden Raum. Es wird also oberhalb des Ventils ein Volumen gebildet, wobei dieses Volumen zur Aufnahme einer ausreichend großen Menge an Hydraulikflüssigkeit geeignet sein muss, so dass der Nehmerkolben im Zuge seines Rückhubs bis zum Schließen des Ventils stets Hydraulikflüssigkeit nachsaugen kann und es nicht zu einem Nachsaugen von Luft kommt. Ansonsten würde es nämlich zu einem Eintragen von Luft in das Hydrauliksystem kommen. Der oberhalb des Ventils liegende Raum kann entweder drucklos oder druckbeaufschlagt sein, indem der Raum an den Druckentlastungsraum oder an die Hydraulikmittelversorgung zum Druckentlastungsraum angeschlossen ist.
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In Weiterbildung der Erfindung führt der Kanal zu einem Vorratsbehälter für Hydraulikflüssigkeit. Die aus dem Nehmerkolben über das Ventil verdrängte Hydraulikflüssigkeit strömt also unter geringem Druck zu einem Vorratsbehälter und steht im Folgenden dann wieder zur Verfügung.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist der Nehmerkolben als Stufenkolben ausgeführt und läuft mit einem Bremskolbenteil in einer korrespondierenden Bohrung des Nehmerzylinders, in die der Druckspeicherkanal und der Kanal münden. In diesem Fall separiert der Nehmerkolben einen mit dem Druckkanal kommunizierenden Raum von einem Bremskolbenraum, in den der Druckspeicherkanal und der Kanal münden. Besonders bevorzugt ist der Bremskolbenraum stirnseitig zum Nehmerkolben vorgesehen, während der Raum lateral zum Nehmerkolben definiert wird. Alternativ dazu kann dies aber auch genau umgekehrt verwirklicht sein.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der Druckspeicherkanal durch den Nehmerkolben abseits einer Betätigung eines Geberzylinders verschlossen. Die Mündung des Druckspeicherkanals in den Nehmerzylinder ist also auf einer Höhe vorgesehen, die der Nehmerkolben verschließt, wenn keine Druckbeaufschlagung des Nehmerzylinders durch den Geberzylinder vorliegt. Hierdurch wird verhindert, dass es abseits einer Betätigung des Nehmerzylinders über den Geberzylinder zu einer Druckbeaufschlagung des Nehmerkolbens über den Druckspeicher kommen kann. Bei Betätigung des Geberzylinders über einen Nocken ist die Mündung des Druckspeicherkanals dann insbesondere in einer Grundkreisphase des Nockens verschlossen.
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Vorteilhafte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen hydraulischen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine sind nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform des Ventiltriebs im Zustand des schließenden Gaswechselventils;
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2 den Ventiltrieb gemäß 1 bei geschlossenem Gaswechselventil;
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3 eine erste Variante einer zweiten Ausführungsform des Ventiltriebs;
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4 eine zweite Variante der zweiten Ausführungsform des Ventiltriebs.
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Die mit dem hydraulischen Ventiltrieb ausgestattete Brennkraftmaschine verfügt über mehrere Zylinder mit je zugehörigen Gaswechselventilen, von denen in den 1 und 2 aber nur ein einzelnes Gaswechselventil 1 repräsentativ dargestellt ist. Das Gaswechselventil 1 ist über ein Federelement 2 in Schließrichtung in einen Ventilsitz 3 vorgespannt und kann entgegen dem Federelement 2 über einen zugeordneten Nehmerzylinder 4 in eine Öffnungsrichtung aus dem Ventilsitz 3 herausbewegt werden, um einen entsprechenden Ventilhub darzustellen.
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Im Nehmerzylinder 4 ist ein Nehmerkolben 5 verschiebbar geführt, der über ein zwischenliegendes Ventilspielausgleichselement 6 mechanisch mit dem Gaswechselventil 1 gekoppelt und als Stufenkolben ausgeführt ist. An einem dem Gaswechselventil 1 abgewandt liegenden Ende bildet der Nehmerkolben einen Bremskolbenteil 7 aus, mit dem der Nehmerkolben 5 in einer korrespondierenden Bohrung 8 des Nehmerzylinders 4 läuft und dabei einen ersten Druckraum 9 von einem zweiten Druckraum 10 trennt.
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Im Bereich des zweiten Druckraums 10 mündet ein Druckkanal 11, der den zweiten Druckraum 10 mit einem Geberraum 12 eines Geberzylinders 13 verbindet. Der Geberzylinder 13 wird über einen Nocken 14 einer Nockenwelle 15 mittels eines zwischenliegenden Schlepphebels 16 betätigt, wobei ein Anlaufen des Nockens 14 am Schlepphebel 16 mit einer ansteigenden Flanke bedingt durch die Betätigung des Geberzylinders 13 einen Druckaufbau im Geberraum 12 und damit auch im Druckkanal 11 zur Folge hat. Dies resultiert bei fehlender Druckentlastung in einem Öffnen des Gaswechselventils 1 entgegen dem Federelement 2. Ein darauf folgendes Anlaufen des Nockens 14 mit der abfallenden Flanke am Schlepphebel 16 hat aufgrund des Rückhubs des Geberzylinders 13 eine Verringerung des Drucks im Druckkanal 11 und Geberraum 12 zur Folge, was auch in einer Druckreduzierung im zweiten Druckraum 10 resultiert und ein Schließen des Gaswechselventils 1 über das Federelement 2 nach sich zieht.
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Aus dem Geberraum 12 zweigt neben dem Druckkanal 11 ein Druckentlastungskanal 17 ab, der zu einem an die Hydraulikmittelversorgung der Brennkraftmaschine angeschlossenen Druckentlastungsraum 18 führt. Im Druckentlastungskanal 17 ist ein Schaltventil 19 vorgesehen, das bei entsprechender Betätigung den Druckentlastungskanal 17 freigibt und damit das Strömen von Hydraulikflüssigkeit zwischen dem Geberraum 12 und dem Druckentlastungsraum 18 ermöglicht. Hierdurch kann zum einen gezielt ein Druckabfall im Geberraum 12 und damit auch im Druckkanal 11 hervorgerufen werden, um das Gaswechselventil 1 auch frühzeitiger zu schließen. Zum anderen kann auch Hydraulikflüssigkeit in den Geberraum 12, den Druckkanal 11 und auch den zweiten Druckraum 10 nachgeführt werden, die leckagebedingt entweicht.
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In den Nehmerzylinder 4 mündet im Bereich des ersten Druckraums 9 ein Druckspeicherkanal 20, der zum Speicherraum 21 eines Druckspeichers 22 führt. Der Druckspeicher 22 ist als Kolbendruckspeicher ausgeführt, dessen Speicherkolben 23 über ein Federelement 24 in eine den Speicherraum 21 verkleinernde Richtung vorgespannt ist.
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Der Druckspeicherkanal 20 ist über eine Mündung 25 seitlich in den Nehmerzylinder 4 geführt, wobei der Nehmerkolben 5 diese Mündung 25 mit seinem Bremskolbenteil 7 ab einem bestimmten Hub verschließt, so dass im Folgenden keine Hydraulikflüssigkeit zwischen dem ersten Druckraum 9 und dem Druckspeicherkanal 20 ausgetauscht werden kann. Zudem zweigt von dem Druckspeicherkanal 20 ein Verbindungskanal 26 ab, der vom Druckspeicherkanal 20 zum Druckentlastungsraum 18 führt. In diesem Verbindungskanal 26 ist ein Rückschlagventil 27 vorgesehen, über das Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckentlastungsraum 18 in den Druckspeicherkanal 20 nachströmen kann, sobald der vorherrschende Druck im Druckspeicherkanal 20 unter den Druck im Druckentlastungsraum 18 fällt.
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Der Nehmerzylinder 4 ist stirnseitig zum Nehmerkolben 5 mit einem Ventil 28 ausgestattet, über das ein Ausströmen von Hydraulikflüssigkeit aus dem ersten Druckraum 9 in einen stirnseitig in den Nehmerzylinder 4 mündenden Kanal 29 geregelt wird. Das Ventil 28 verfügt über einen Kolben 30, der mittels eines Federelements 31 in eine Schließstellung vorgespannt ist und eine Mündung des Kanals 29 in den ersten Druckraum 9 verschließt. An den Kolben 30 schließt sich auf Seiten des Nehmerkolbens 5 eine Kolbenstange 32 an, die in Richtung des Nehmerkolbens 5 vorsteht und mit diesem in Kontakt gelangt, sobald der Nehmerkolben 5 mit seinem Bremskolbenteil 7 die Mündung 25 vollständig verschlossen hat. Eine weitere Bewegung des Nehmerkolbens 5 im Zuge des Schließens des Gaswechselventils 1 in Richtung des Ventils 28 hat dann ein Abheben des Kolbens 30 entgegen dem Federelement 31 zur Folge, so dass hier Hydraulikflüssigkeit in den Kanal 29 abströmen kann. Der Kanal 29 definiert dabei vertikal oberhalb der Mündung des Kanals 29 einen Raum 33, in dem sich eine entsprechende Hydraulikflüssigkeitsmenge sammelt.
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In 1 ist der hydraulische Ventiltrieb zu einem Zeitpunkt dargestellt, zu dem das Gaswechselventil 1 vollständig geöffnet ist und der Nocken 14 beginnt, mit seiner abfallenden Flanke am Schlepphebel 16 anzulaufen, was eine entsprechende Druckreduzierung im Geberraum 12, dem Druckkanal 11 und damit auch dem zweiten Druckraum 10 zur Folge hat. Wie durch den dicken Pfeil angedeutet, wird daraufhin das Gaswechselventil 1 über das Federelement 2 in Schließrichtung bewegt, wobei die Schließcharakteristik durch das Ausströmen der Hydraulikflüssigkeit aus dem ersten Druckraum 9 beeinflusst wird. Zu dem in 1 dargestellten Zustand verdeckt der Kolben 30 die Mündung des Kanals 29, so dass die Hydraulikflüssigkeit nur in den Druckspeicherkanal 20 abströmen kann und es aufgrund des sperrenden Rückschlagventils 27 zu einem Befüllen des Druckspeichers 22 kommt. Die Steifigkeit des Federelements 24 definiert einen Widerstand und damit auch die Schließgeschwindigkeit des Gaswechselventils 1 im Zuge dieser Phase.
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Ab einem bestimmten Hub beginnt der Nehmerkolben 5 die Mündung 25 mit seinem Bremskolbenteil 7 zu verschließen, so dass ab einer vollständigen Überdeckung mit der Mündung 25 keine Hydraulikflüssigkeit mehr in den Druckspeicherkanal 20 abströmen kann. Zudem gelangt der Nehmerkolben 5 stirnseitig in Kontakt mit der Kolbenstange 32 und hebt dadurch den Kolben 30 ab, so dass nun der Kanal 29 freigegeben wird. Im Folgenden entweicht die Hydraulikflüssigkeit gedrosselt in den Kanal 29, so dass das Gaswechselventil 1 mit einer definierten Aufsetzgeschwindigkeit in den Ventilsitz 3 gelangt. Der vollständig geschlossene Zustand des Gaswechselventils 1 ist in 2 dargestellt.
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Läuft der Nocken 14 dann mit seiner ansteigenden Flanke wieder am Schlepphebel 16 ab, so hat dies eine entsprechende Druckerhöhung im Geberraum 12 und auch im Druckkanal 11 sowie im zweiten Druckraum 10 zur Folge, wodurch das Gaswechselventil 1 entgegen dem Federelement 2 aus dem Ventilsitz 3 gehoben wird. Ab einem bestimmten Rückhub gibt der Nehmerkolben 5 wiederum die Mündung 25 frei, wodurch sich die im Druckspeicher 22 gespeicherte Hydraulikflüssigkeit in den ersten Druckraum 9 entspannen kann und ein Öffnen des Gaswechselventils 1 damit unterstützt. Die im Raum 33 stehende Hydraulikflüssigkeit sorgt bis zu einer erneuten Freigabe der Mündung 25 durch den Nehmerkolben 5 für ein druckfreies Nachströmen von Hydraulikflüssigkeit in den ersten Druckraum 9, da zu diesem Zeitpunkt noch das Ventil 28 geöffnet ist. Es kommt also nicht zu einem Nachsaugen von Luft. Nach einer vollständigen Entladung des Druckspeichers 22 und im Zuge des Schließens des Gaswechselventils 1 beginnt der Ablauf erneut.
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Die in den 3 und 4 dargestellten Varianten der zweiten Ausführungsform des Ventiltriebs umfassen einen Bypass 34, der unter Umgehung des Verbindungskanals 26 den Druckraum 9 mit dem Druckentlastungsraum 18 verbindet und mittels eines selektiv betätigten Hydraulikventils 35 verschließbar ist. Das Hydraulikventil 35 ist vorliegend ein federbelastetes und hydraulisch ansteuerbares 2/2-Wegeventil, das unter Öldruckbeaufschlagung den Bypass 34 öffnet. Die in 4 dargestellte zweite Ausführungsvariante ist gegenüber der ersten Variante gemäß 3 dahingehend konkretisiert, dass dort die Hydraulikmittelversorgung der Brennkraftmaschine eine Ölpumpe 36 mit variabel einstellbarem Förderdruck umfasst, die auch das Hydraulikventil 35 ansteuert. Die Druckansteuerung kann bei beiden Varianten entweder individuell oder zentral für jedes Hydraulikventil 35 der Brennkraftmaschine erfolgen.
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Bei fehlender Druckbeaufschlagung ist das Hydraulikventil 35 und damit der Bypass 34 geschlossen, so dass die Funktionsweise des Ventiltriebs gegenüber den Erläuterungen der 1 und 2 unverändert ist. Anders als jeweils dargestellt, kann das Hydraulikventil 35 alternativ auch in unbetätigt geöffneter Bauweise ausgeführt sein.
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Das unter Druckbeaufschlagung geöffnete Hydraulikventil 35 bewirkt, dass sich die aus dem Druckraum 9 verdrängte Hydraulikflüssigkeit direkt über den dann offenen Bypass 34 in den Druckentlastungsraum 18 entlasten kann. Durch die Umgehung des Verbindungskanals 26 wird die hydraulischen Widerstand erzeugende Wirkung des Druckspeichers 22 ausgesetzt, so dass die effektiv zur Verfügung stehende Schließkraft des Gaswechselventils 1 erhöht wird. Durch die so einstellbare Effektivschließkraft kann der Zielkonflikt zwischen möglichst hoher Energierückgewinnung am Druckspeicher 22 und einer möglichst fülligen Ventilerhebungskurve mit steiler Schließflanke des Gaswechselventils 1 aufgelöst werden, da bei offenem Bypass 34 das Gaswechselventil 1 auch im oberen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine ausreichend schnell schließt. Zum einen kann die rekuperierende Federarbeit des Federelements 24 für den reibungsrelevanten unteren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine erhöht werden, und zum anderen kann im oberen Drehzahlbereich die Schließflanke des Gaswechselventils 1 möglichst steil zugunsten eines effizienten Miller-Brennverfahrens sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gaswechselventil
- 2
- Federelement
- 3
- Ventilsitz
- 4
- Nehmerzylinder
- 5
- Nehmerkolben
- 6
- Ventilspielausgleichselement
- 7
- Bremskolbenteil
- 8
- Bohrung
- 9
- Druckraum
- 10
- Druckraum
- 11
- Druckkanal
- 12
- Geberraum
- 13
- Geberzylinder
- 14
- Nocken
- 15
- Nockenwelle
- 16
- Schlepphebel
- 17
- Druckentlastungskanal
- 18
- Druckentlastungsraum
- 19
- Schaltventil
- 20
- Druckspeicherkanal
- 21
- Speicherraum
- 22
- Druckspeicher
- 23
- Speicherkolben
- 24
- Federelement
- 25
- Mündung
- 26
- Verbindungskanal
- 27
- Rückschlagventil
- 28
- Ventil
- 29
- Kanal
- 30
- Kolben
- 31
- Federelement
- 32
- Kolbenstange
- 33
- Raum
- 34
- Bypass
- 35
- Hydraulikventil
- 36
- Ölpumpe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013220555 A1 [0002, 0006, 0011]
