DE102017107098B3 - Hydraulikanordnung eines schaltbaren Ventiltriebs - Google Patents

Hydraulikanordnung eines schaltbaren Ventiltriebs Download PDF

Info

Publication number
DE102017107098B3
DE102017107098B3 DE102017107098.2A DE102017107098A DE102017107098B3 DE 102017107098 B3 DE102017107098 B3 DE 102017107098B3 DE 102017107098 A DE102017107098 A DE 102017107098A DE 102017107098 B3 DE102017107098 B3 DE 102017107098B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure line
valve
throttle
switching
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102017107098.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Max Schäfer
Frank Himsel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102017107098.2A priority Critical patent/DE102017107098B3/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102017107098B3 publication Critical patent/DE102017107098B3/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0005Deactivating valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12Transmitting gear between valve drive and valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/46Component parts, details, or accessories, not provided for in preceding subgroups
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2810/00Arrangements solving specific problems in relation with valve gears
    • F01L2810/02Lubrication

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung (1) eines schaltbaren Ventiltriebs (2) eines Verbrennungskolbenmotors, bei dem der Ventilhub der Gaswechselventile (3, 4) durch Nocken mindestens einer Nockenwelle vorgegeben und mittels zugeordneter Hubübertragungselemente (5, 6) mechanisch auf die Gaswechselventile ((3, 4) übertragbar ist, mit mindestens einer an eine druckführende Hauptdruckleitung (11) angeschlossenen Versorgungsdruckleitung (14) zur Ölversorgung von Funktionselementen des Ventiltriebs (2), und mit mindestens einer Schaltdruckleitung (19) zur Beaufschlagung von zwischen Bauteilen schaltbarer Hubübertragungselemente (5) des Ventiltriebs (2) angeordneten Koppelelementen, wobei die Schaltdruckleitung (19) eingangsseitig über ein Schaltventil (17) wechselweise mit der Hauptdruckleitung (11) oder einer weitgehend drucklosen Rücklaufleitung (20) verbindbar ist sowie endseitig über ein Drosselventil (21) mit der Versorgungsdruckleitung (14) in Verbindung steht. Zur Einstellung eines konstanten Spülölvolumenstroms und zur Dämpfung von Druckspitzen in der Schaltdruckleitung (19) ist vorgesehen, dass das Drosselventil (21) mit einer variablen Drosselvorrichtung (24) versehen ist, mittels der die Drosselwirkung des Drosselventils (21) bei abgesenktem Druck in der Schaltdruckleitung (19) proportional zur Druckdifferenz (Δp = p- p) zwischen dem an dem Anschluss (22) der Versorgungsdruckleitung (14) anliegenden Druck (p) und dem an dem Anschluss (23) der Schaltdruckleitung (19) anliegenden Druck (p) selbsttätig erhöht wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung eines schaltbaren Ventiltriebs eines Verbrennungskolbenmotors, bei dem der Ventilhub der Gaswechselventile durch Nocken mindestens einer Nockenwelle vorgegeben und mittels zugeordneter Hubübertragungselemente mechanisch auf die Gaswechselventile übertragbar ist, mit mindestens einer an eine druckführende Hauptdruckleitung angeschlossenen Versorgungsdruckleitung zur Ölversorgung von Funktionselementen des Ventiltriebs, und mit mindestens einer Schaltdruckleitung zur Beaufschlagung von zwischen Bauteilen schaltbarer Hubübertragungselemente des Ventiltriebs angeordneten Koppelelementen, wobei die Schaltdruckleitung eingangsseitig über ein Schaltventil wechselweise mit der Hauptdruckleitung oder einer weitgehend drucklosen Rücklaufleitung verbindbar ist sowie endseitig über ein Drosselventil mit der Versorgungsdruckleitung in Verbindung steht.
  • Schaltbare Ventiltriebe von Verbrennungskolbenmotoren sind in unterschiedlichen Bauarten bekannt. So können Ventiltriebe einzelner Zylinder oder Gruppen von Zylindern eines Verbrennungskolbenmotors durch eine Abschaltung des übertragbaren Ventilhubs deaktiviert und damit in Verbindung mit einer Abschaltung der Kraftstoffeinspritzung für die betreffenden Zylinder der Kraftstoffverbrauch sowie die CO2- und Schadstoffemissionen des Verbrennungskolbenmotors im Teillastbetrieb gesenkt werden. Andererseits können die durch Ventiltriebe von Einlass- und/oder Auslassventilen eines Verbrennungskolbenmotors übertragbaren Hubverläufe durch eine Hubumschaltung geändert und damit in Abhängigkeit von Betriebsparametern, wie der Motordrehzahl und der Motorlast, an den aktuellen Betriebszustand des Verbrennungskolbenmotors angepasst werden. Hierdurch können die Motorleistung und das Drehmoment erhöht sowie der spezifische Kraftstoffverbrauch des Verbrennungskolbenmotors verringert werden.
  • Bei abschaltbaren Ventiltrieben sind üblicherweise jeweils zwei relativ zueinander verschiebbare oder verdrehbare Bauteile eines schaltbaren Hubübertragungselementes vorgesehen, von denen das eine Bauteil mit dem zugeordneten Nocken einer Nockenwelle und das andere Bauteil mit dem Ventilschaft des zugeordneten Gaswechselventils in Stellverbindung ist. Beide Bauteile sind über ein zumeist als Koppelbolzen ausgebildetes Koppelelement miteinander koppelbar oder entkoppelbar. Im gekoppelten Zustand wird der Ventilhub des zugeordneten Nockens auf das betreffende Gaswechselventil übertragen, im entkoppelten Zustand dagegen nicht, so dass das Gaswechselventil dann geschlossen bleibt. Der Koppelbolzen ist üblicherweise axialbeweglich in einer Bohrung des einen Bauteils geführt und in eine Gegenbohrung des anderen Bauteils verschiebbar. Mittels eines Federelementes wird der Koppelbolzen in einer Ruhestellung gehalten sowie durch die Beaufschlagung mit einem hydraulischen Stelldruck gegen die Rückstellkraft des Federelementes in eine Betätigungsstellung verschoben und dort gehalten. Bei abschaltbaren Ventiltrieben entspricht die Ruhestellung des Koppelbolzens meistens dem gekoppelten Zustand der Bauteile des Hubübertragungselementes und die Betätigungsstellung dem entkoppelten Zustand der Bauteile. Bei den abschaltbaren Hubübertragungselementen kann es sich um abschaltbare Tassenstößel, Rollenstößel, Kipphebel, Schlepphebel oder Abstützelemente handeln.
  • Bei umschaltbaren Ventiltrieben sind jeweils mindestens zwei relativ zueinander verschiebbare oder verdrehbare Bauteile eines schaltbaren Hubübertragungselementes vorgesehen, von denen das eine Bauteil mit einem zugeordneten ersten Nocken einer Nockenwelle mit kleinerem Ventilhub sowie mit dem Ventilschaft des zugeordneten Gaswechselventils und das andere Bauteil mit einem zugeordneten zweiten Nocken der Nockenwelle mit größerem Ventilhub in Stellverbindung steht. Beide Bauteile sind über ein als Koppelbolzen ausgeführtes Koppelelement miteinander koppelbar oder entkoppelbar. Im entkoppelten Zustand wird der Ventilhub des ersten Nockens auf das betreffende Gaswechselventil übertragen, im gekoppelten Zustand wird dagegen der Ventilhub des zweiten Nockens auf das Gaswechselventil übertragen. Auch hier ist der Koppelbolzen üblicherweise axialbeweglich in einer Bohrung des einen Bauteils geführt und in eine Gegenbohrung des anderen Bauteils verschiebbar. Mittels eines Federelementes wird der Koppelbolzen in einer Ruhestellung gehalten und durch die Beaufschlagung mit einem hydraulischen Stelldruck gegen die Rückstellkraft des Federelementes in eine Betätigungsstellung verschoben und dort gehalten. Bei umschaltbaren Ventiltrieben entspricht die Ruhestellung des Koppelbolzens meistens dem entkoppelten Zustand der Bauteile des Hubübertragungselementes und die Betätigungsstellung dem gekoppelten Zustand der Bauteile. Bei den umschaltbaren Hubübertragungselementen handelt es sich zumeist um umschaltbare Tassenstößel, Kipphebel oder Schlepphebel.
  • Aus der US 4 800 850 A ist eine Hydraulikanordnung eines schaltbaren Ventiltriebs eines Verbrennungskolbenmotors bekannt, bei der eine Schaltdruckleitung und eine Versorgungsdruckleitung über ein Drosselventil seriell miteinander verbunden und über ein 3/2-Wege-Magnetschaltventil wechselweise mit einer druckführenden Hauptdruckleitung verbindbar oder gegenüber dieser absperrbar sind. Die Schaltdruckleitung führt zu einem Koppelbolzen, über den zwei auf jeweils ein Gaswechselventil wirksame erste Kipphebel, die jeweils mit einem Niedrighubnocken einer Nockenwelle in Gleitkontakt sind, mit einem zwischen diesen angeordneten zweiten Kipphebel, der mit einem Großhubnocken der Nockenwelle in Gleitkontakt ist, verbindbar sind. Bei abgesenktem Druck in der Schaltdruckleitung wird der Koppelbolzen über ein Federelement in seiner Ruhestellung gehalten, in der die Kipphebel voneinander entkoppelt sind, so dass die Gaswechselventile über die Niedrighubnocken betätigt werden. Bei erhöhtem Druck in der Schaltdruckleitung wird der Koppelbolzen gegen die Rückstellkraft des Federelementes in seine Betätigungsstellung verschoben, in der die Kipphebel miteinander gekoppelt sind, so dass die Gaswechselventile dann über den Großhubnocken betätigt werden. Die Versorgungsdruckleitung ist in zwei parallele Leitungszweige verzweigt, von denen der erste Leitungszweig zu Spritzdüsen zur Versorgung der Gleitflächen der ersten Kipphebel und der Niedrighubnocken mit Schmieröl und der zweite Leitungszweig zu Spritzdüsen zur Versorgung der Gleitfläche des zweiten Kipphebels und des Großhubnockens mit Schmieröl führt. Eingangsseitig und ausgangsseitig sind die Leitungszweige jeweils mit einer Drossel versehen, die unterschiedliche Drosselquerschnitte aufweisen. Das Drosselventil zwischen der Schaltdruckleitung und der Versorgungsdruckleitung ist derart dimensioniert, dass bei abgesenktem Druck in der Schaltdruckleitung der Öldruck des aus der Versorgungsdruckleitung in die Schaltdruckleitung strömenden Öls unterhalb des Schaltdruckes des Koppelbolzens liegt.
  • In der DE 101 19 366 A1 ist eine Hydraulikanordnung eines schaltbaren Ventiltriebs eines Verbrennungskolbenmotors beschrieben, bei der eine zu schaltbaren Hubübertragungselementen einiger Zylinder führende Schaltdruckleitung über ein 3/2-Wege-Magnetschaltventil wechselweise mit einer druckführenden Hauptdruckleitung oder über ein Druckbegrenzungsventil mit einer weitgehend drucklosen Rücklaufleitung verbindbar ist. Bei den schaltbaren Hubübertragungselementen handelt es sich bevorzugt um schaltbare Tassenstößel oder um schaltbare Rollenstößel. In die schaltbaren Hubübertragungselemente wie auch in die nicht schaltbaren Hubübertragungselemente ist jeweils ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement integriert, deren Vorratsdruckräume an die Versorgungsdruckleitung angeschlossen sind. An den schaltbaren Hubübertragungselementen stehen die Vorratsdruckräume der Ventilspielausgleichselemente jeweils über eine als Drossel wirksame Verbindungsöffnung mit dem jeweiligen Schaltdruckraum der schaltbaren Hubübertragungselemente in Verbindung. Über diese Drosseln wird die Hauptdruckleitung bei abgesenktem Druck aus der Versorgungsdruckleitung mit einem begrenzten Ölvolumenstrom gespült, wodurch leckagebedingt aus dieser austretendes Öl ersetzt und das Eindringen von Luft in diese verhindert wird.
  • Außerdem ist aus der DE 37 38 488 C2 eine Hydraulikanordnung mit schaltbaren Hubübertragungselementen und einem Drosselventil bekannt, welches in Abhängigkeit von der Temperatur deren Drosselquerschnitt verändert. Zudem sind aus der DD 118 316 A1 und der DE 908 814 B Drosselventile bekannt, deren Schließkörper axial ausgerichtete Drosselkerben beziehungsweise Drosselnuten aufweisen, wodurch auch bei geschlossenem Drosselventil ein geringer Fluidstrom dieses passieren kann.
  • Die vorliegende Erfindung geht von einer Hydraulikanordnung eines schaltbaren Ventiltriebs aus, welche ähnlich aufgebaut ist wie die der DE 101 19 366 A1 , bei der jedoch anstelle mehrerer in den schaltbaren Hubübertragungselementen angeordneten Drosseln ein einziges Drosselventil vorgesehen ist, welches zwischen dem Ende der Schaltdruckleitung und der Versorgungsdruckleitung angeordnet ist. Über dieses Drosselventil wird die Hauptdruckleitung über die mehreren Drosseln bei abgesenktem Druck aus der Versorgungsdruckleitung mit einem begrenzten Ölvolumenstrom gespült, wodurch leckagebedingt aus dieser austretendes Öl ersetzt und das Eindringen von Luft in diese verhindert wird.
  • Der Druck in der Versorgungsdruckleitung kann jedoch aufgrund von Drehzahlschwankungen des die zugeordnete Ölpumpe antreibenden Verbrennungskolbenmotors, durch variable Ölentnahmen weiterer an die Hauptdruckleitung angeschlossener Verbraucher, sowie durch temperaturabhängige Änderungen der Ölviskosität und Lufteinschlüsse Schwankungen und Druckspitzen aufweisen. Hierdurch können bei Verwendung einer Konstantdrossel als Drosselventil zu starke Druckschwankungen in der Schaltdruckleitung entstehen, wodurch die Funktion der schaltbaren Elemente nicht mehr gewährleistet ist. Es kann sich auch ein zu kleiner Spülölvolumenstrom ergeben, der zum Eindringen von Luft in die Schaltdruckleitung und demzufolge zu Funktionsstörungen beim Umschalten der schaltbaren Hubübertragungselemente führen kann.
  • Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulikanordnung eines variablen Ventiltriebs eines Verbrennungskolbenmotors der eingangs genannten Bauart dahingehend weiterzubilden, dass sich bei abgesenktem Druck in der Schaltdruckleitung unter allen Betriebsbedingungen, insbesondere bei Druckschwankungen in der Versorgungsdruckleitung, ein weitgehend konstanter Öldruck einstellt und in der Versorgungsdruckleitung auftretende Druckspitzen gedämpft werden.
  • Diese Aufgabe ist bei einer Hydraulikanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Drosselventil mit einer variablen Drosselvorrichtung versehen ist, mittels der die Drosselwirkung des Drosselventils bei abgesenktem Druck in der Schaltdruckleitung proportional zur Druckdifferenz Δp = p1 - p2 zwischen dem an dem Anschluss der Versorgungsdruckleitung anliegenden Druck p1 und dem an dem Anschluss der Schaltdruckleitung anliegenden Druck p2 selbsttätig erhöht wird, dass die Drosselvorrichtung des Drosselventils einen endseitig offenen Zylinder mit einer zentralen Stufenbohrung aufweist, die benachbart zu dem Anschluss der Versorgungsdruckleitung einen erweiterten Bohrungsabschnitt mit einem größeren Innendurchmesser und benachbart zu dem Anschluss der Schaltdruckleitung einen engeren Bohrungsabschnitt mit einem kleineren Innendurchmesser aufweist, dass in dem engeren Bohrungsabschnitt ein zylindrischer Drosselkolben axialbeweglich geführt ist, dass der Drosselkolben von einer Druckfeder in Richtung des Anschlusses der Versorgungsdruckleitung belastet wird, dass der Drosselkolben mit mindestens einem Drosselkanal versehen ist, welcher durch eine weitgehend axial verlaufende Vertiefung in der zylindrischen Außenwand des Drosselkolbens gebildet ist, und dass die als Drosselkanal wirksame Vertiefung als eine schraubenförmig gewundene und mit einem axial verlaufenden Endabschnitt versehene Schraubennut ausgebildet ist.
  • Dadurch, dass die Drosselwirkung des Drosselventils bei abgesenktem Druck in der Schaltdruckleitung durch die variable Drosselvorrichtung proportional zu der Druckdifferenz Δp = p1 - p2 zwischen dem an dem Anschluss der Versorgungsdruckleitung anliegenden Druck p1 und dem an dem Anschluss der Schaltdruckleitung anliegenden Druck p2 selbsttätig erhöht wird, werden der Öldruck p2 in der Schaltdruckleitung und der aus der Versorgungsdruckleitung über das Drosselventil in die Schaltdruckleitung einströmende Spülölvolumenstrom weitgehend konstant gehalten. Zudem werden in der Versorgungsdruckleitung auftretende Druckspitzen gedämpft, also nur in abgeschwächter Form in die Schaltdruckleitung übertragen. Durch die weitgehend konstanten Betriebsbedingungen in der Schaltdruckleitung ist eine exakte Abstimmung des Öldruckes und des Spülölvolumenstroms auf die Leckagestellen an den schaltbaren Hubübertragungselementen möglich.
  • Die Drosselwirkung der Drosselvorrichtung wird von der Querschnittsfläche des Drosselkanals sowie von der Länge des von der Innenwand des engeren Bohrungsabschnittes der Zentralbohrung abgedeckten Abschnitts des Drosselkanals bestimmt. Die Drosselwirkung der Drosselvorrichtung steigt dabei mit zunehmender Länge des abgedeckten Abschnittes des Drosselkanals an. Mit zunehmendem Druck p1 an dem Anschluss der Versorgungsdruckleitung wird der Drosselkolben gegen die Rückstellkraft der Druckfeder weiter in den engeren Bohrungsabschnitt der Zentralbohrung gedrückt, wodurch die Drosselwirkung der Drosselvorrichtung ansteigt und demzufolge der Druck p2 in der Schaltdruckleitung und der in diese einströmende Spülölvolumenstrom stärker reduziert und im Ergebnis weitgehend konstant gehalten wird.
  • Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
    • 1 eine Hydraulikanordnung eines variablen Ventiltriebs in einer schematischen Übersichtsdarstellung,
    • 2a eine erfindungsgemäße Ausführung einer Drosselvorrichtung eines Drosselventils der Hydraulikanordnung in einem Längsschnitt,
    • 2b die erfindungsgemäße Ausführung der Drosselvorrichtung gemäß 2a in einer perspektivischen Schnittansicht, und
    • 3 eine erste Ausführung eines Drosselkolbens der Drosselvorrichtung gemäß den 2a und 2b in einer perspektivischen Ansicht.
  • In der Übersichtsdarstellung der 1 ist eine Hydraulikanordnung 1 eines variablen Ventiltriebs 2 für einen Verbrennungskolbenmotor mit vier Zylindern Zyl. I, Zyl. II, Zyl. III, Zyl. IV und jeweils zwei Einlassventilen 3 und zwei Auslassventilen 4 pro Zylinder abgebildet. Der Ventilhub der Gaswechselventile 3, 4 ist durch Nocken mindestens einer nicht abgebildeten Nockenwelle vorgegeben und mittels zugeordneter Hubübertragungselemente 5, 6 mechanisch auf die Gaswechselventile 3, 4 übertragbar. Während der Ventilhub der Eingangsventile 3 mittels hydraulisch schaltbarer Hubübertragungselemente 5 jeweils zwischen zwei Nocken mit unterschiedlichen Hubhöhen und Hubverläufen umschaltbar ist, wird auf die Auslassventile 4 mittels nicht umschaltbarer Hubübertragungselemente 6 jeweils die Hubhöhe und der Hubverlauf derselben Nocken übertragen.
  • Die Hydraulikanordnung 1 weist zunächst eine von dem Verbrennungskolbenmotor antreibbare Ölpumpe 8 auf, mittels der Motoröl aus einem Ölsumpf 7 beziehungsweise Vorratsbehälter über einen Ölfilter 9 und einen Ölkühler 10 in eine Hauptdruckleitung 11 förderbar ist. Vor dem Ölfilter 9 zweigt eine in den Ölsumpf 7 zurückführende Rücklaufleitung 12 ab, in der ein als Rückschlagventil ausgebildetes Druckbegrenzungsventil 13 angeordnet ist. Durch das Druckbegrenzungsventil 13 wird der Druck in der Hauptdruckleitung 11 auf einen Maximaldruck begrenzt.
  • An die Hauptdruckleitung 11 ist eine Versorgungsdruckleitung 14 angeschlossen, von der zwei parallele, endseitig miteinander verbundene Leitungszweige 15, 16 zur Ölversorgung von Funktionselementen des Ventiltriebs 2 im Bereich der Hubübertragungselemente 5, 6 der Gaswechselventile abzweigen. Die Funktionselemente im Bereich der Hubübertragungselemente 6 der Auslassventile 4 sind an den ersten Leitungszweig 15 der Versorgungsdruckleitung 14 angeschlossen, wogegen die Funktionselemente im Bereich der Hubübertragungselemente 5 der Einlassventile 3 an den zweiten Leitungszweig 16 der Versorgungsdruckleitung 14 angeschlossen sind. Bei den Funktionselementen handelt es sich bevorzugt um hydraulische Ventilspielausgleichselemente und/oder um Spritzdüsen zur Versorgung von Gleitflächen des Ventiltriebs mit Schmieröl.
  • Zur Betätigung der schaltbaren Hubübertragungselemente 5 der Einlassventile 3, also zur Verschiebung der zugeordneten Koppelelemente, ist eine Schaltdruckleitung 19 vorgesehen, die eingangsseitig über ein als ein 3/2-Wege-Magnetschaltventil ausgebildetes Schaltventil 17 wechselweise mit der Hauptdruckleitung 11 oder über ein Druckbegrenzungsventil 18 mit einer in den Ölsumpf 7 zurückführenden Rücklaufleitung 20 verbindbar ist. Das Druckbegrenzungsventil 18 ist als ein Rückschlagventil ausgebildet und bautechnisch in das Schaltventil 17 integriert. Durch das Druckbegrenzungsventil 18 wird der Druck in der Schaltdruckleitung 19 auf einen Mindestdruck begrenzt, wodurch das Leerlaufen der Schaltdruckleitung 19 und das Eindringen von Luft in diese verhindert wird.
  • Endseitig steht die Schaltdruckleitung 19 über ein Drosselventil 21 mit der Versorgungsdruckleitung 14 in Verbindung. Bei abgesenktem Druck in der Schaltdruckleitung 19, der bei der in 1 abgebildeten Ruhestellung des Schaltventils 17 vorliegt, strömt ein durch das Drosselventil 21 begrenzter Spülölvolumenstrom aus der Versorgungsdruckleitung 14 in die Schaltdruckleitung 19 und ersetzt dort leckagebedingt austretendes Motoröl, wodurch das Eindringen von Luft in die Schaltdruckleitung 19 verhindert wird. Bei erhöhtem Druck in der Schaltdruckleitung 19, der zur Verschiebung der Koppelelemente in den schaltbaren Hubübertragungselementen 5 der Einlassventile 3 dient und durch das Umschalten des Schaltventils 17 bewirkt wird, kann sich je nach der an dem Drosselventil 21 vorliegenden Druckdifferenz ein Spülölvolumenstrom aus der Schaltdruckleitung 19 in die Versorgungsdruckleitung 14 oder aus der Versorgungsdruckleitung 14 in die Schaltdruckleitung 19 einstellen.
  • Erfindungsgemäß ist das Drosselventil 21 mit einer variablen Drosselvorrichtung 24 versehen, mittels der die Drosselwirkung des Drosselventils 21 bei abgesenktem Druck in der Schaltdruckleitung 19, also bei umgeschaltetem Schaltventil 17, proportional zu der Druckdifferenz Δp = p1 - p2 zwischen dem an dem Anschluss 22 der Versorgungsdruckleitung 14 anliegenden Druck p1 und dem an dem Anschluss 23 der Schaltdruckleitung 19 anliegenden Druck p2 selbsttätig erhöht wird.
  • In den schematischen Schnittansichten gemäß 2a und 2b ist eine bevorzugte Ausführung der Drosselvorrichtung 24 des Drosselventils 21 näher dargestellt. Die Drosselvorrichtung 24 umfasst einen endseitig offenen Zylinder 25 mit einer zentralen Stufenbohrung 26, die benachbart zu dem Anschluss 22 der Versorgungsdruckleitung 14 einen erweiterten Bohrungsabschnitt 27 mit einem größeren Innendurchmesser und benachbart zu dem Anschluss 23 der Schaltdruckleitung 19 einen engeren Bohrungsabschnitt 28 mit einem kleineren Innendurchmesser aufweist. In dem engeren Bohrungsabschnitt 28 ist ein zylindrischer Drosselkolben 29 axialbeweglich geführt, der von einer als Schraubenfeder ausgebildeten Druckfeder 34 in Richtung des Anschlusses 22 der Versorgungsdruckleitung 14 mit einer Federkraft belastet ist. In der zylindrischen Außenwand 30 des Drosselkolbens 29 ist mindestens eine als Drosselkanal wirksame, weitgehend axial verlaufende Vertiefung 31 ausgebildet.
  • Wie man auch in der perspektivischen Ansicht von 3 sehen kann, ist die als Drosselkanal wirksame Vertiefung 31 in der Ausführung gemäß den 2a und 2b als eine schraubenförmig gewundene und mit einem axial verlaufenden Endabschnitt 33 versehene Schraubennut 32 in der zylindrischen Außenwand 30 des Drosselkolbens 29 ausgebildet.
  • Die Drosselwirkung der Drosselvorrichtung 24 wird von der Querschnittsfläche des jeweiligen Drosselkanals 31 und von der Länge des von der Innenwand des engeren Bohrungsabschnittes 28 der Zentralbohrung 26 abgedeckten Abschnitts des Drosselkanals 31 bestimmt und steigt mit zunehmender Länge des abgedeckten Abschnittes an. Mit zunehmendem Druck p1 an dem Anschluss 22 der Versorgungsdruckleitung 14 wird der Drosselkolben 29 gegen die Rückstellkraft der Druckfeder 34 weiter in den engeren Bohrungsabschnitt 28 der Zentralbohrung 26 hinein gedrückt, wodurch die Drosselwirkung der Drosselvorrichtung 24 ansteigt und demzufolge der Druck p2 in der Schaltdruckleitung 19 und der in diese einströmende Spülölvolumenstrom stärker reduziert und im Ergebnis weitgehend konstant gehalten wird.
  • Wenn der Druck p2 an dem Anschluss 23 der Schaltdruckleitung 19 größer oder gleich groß wie der Druck p1 an dem Anschluss 22 der Versorgungsdruckleitung 14 ist (p2 p1 ), was bei umgeschaltetem Schaltventil 17 der Fall ist, wird der Drosselkolben 29 durch die Druckfeder 34 an einen nicht abgebildeten Anschlag nahe des Anschlusses 22 der Versorgungsdruckleitung 14 gedrückt beziehungsweise an diesem gehalten, sodass die Drosselwirkung der Drosselvorrichtung 24 für einen Spülölvolumenstrom von der Schaltdruckleitung 19 in die Versorgungsdruckleitung 14, der sich bei einem Überdruck in der Schaltdruckleitung 19 (p2 > p1 ) einstellt, konstant ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Hydraulikanordnung
    2
    Ventiltrieb
    3
    Einlassventile
    4
    Auslassventile
    5
    schaltbare Hubübertragungselemente
    6
    Nicht-schaltbare Hubübertragungselemente
    7
    Vorratsbehälter, Ölsumpf
    8
    Ölpumpe
    9
    Ölfilter
    10
    Ölkühler
    11
    Hauptdruckleitung
    12
    Rücklaufleitung
    13
    Druckbegrenzungsventil, Rückschlagventil
    14
    Versorgungsdruckleitung
    15
    Erster Leitungszweig
    16
    Zweiter Leitungszweig
    17
    Schaltventil, 3/2-Wege-Magnetschaltventil
    18
    Druckbegrenzungsventil, Rückschlagventil
    19
    Schaltdruckleitung
    20
    Rücklaufleitung
    21
    Drosselventil
    22
    Anschluss der Versorgungsdruckleitung
    23
    Anschluss der Schaltdruckleitung
    24
    Drosselvorrichtung
    25
    Zylinder
    26
    Stufenbohrung
    27
    Erweiterter Bohrungsabschnitt
    28
    Engerer Bohrungsabschnitt
    29
    Drosselkolben
    30
    Außenwand
    31
    Drosselkanal, Vertiefung
    32
    Schraubennut
    33
    Endabschnitt
    34
    Druckfeder, Schraubenfeder
    p1
    Druck an Anschluss 22
    p2
    Druck an Anschluss 23
    Δp
    Druckdifferenz

Claims (1)

  1. Hydraulikanordnung (1) eines schaltbaren Ventiltriebs (2) eines Verbrennungskolbenmotors, bei dem der Ventilhub der Gaswechselventile (3, 4) durch Nocken mindestens einer Nockenwelle vorgegeben und mittels zugeordneter Hubübertragungselemente (5, 6) mechanisch auf die Gaswechselventile ((3, 4) übertragbar ist, mit mindestens einer an eine druckführende Hauptdruckleitung (11) angeschlossenen Versorgungsdruckleitung (14) zur Ölversorgung von Funktionselementen des Ventiltriebs (2), und mit mindestens einer Schaltdruckleitung (19) zur Beaufschlagung von zwischen Bauteilen schaltbarer Hubübertragungselemente (5) des Ventiltriebs (2) angeordneten Koppelelementen, wobei die Schaltdruckleitung (19) eingangsseitig über ein Schaltventil (17) wechselweise mit der Hauptdruckleitung (11) oder einer weitgehend drucklosen Rücklaufleitung (20) verbindbar ist sowie endseitig über ein Drosselventil (21) mit der Versorgungsdruckleitung (14) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselventil (21) mit einer variablen Drosselvorrichtung (24) versehen ist, mittels der die Drosselwirkung des Drosselventils (21) bei abgesenktem Druck in der Schaltdruckleitung (19) proportional zu der Druckdifferenz (Δp = p1 - p2) zwischen dem an dem Anschluss (22) der Versorgungsdruckleitung (14) anliegenden Druck (p1) und dem an dem Anschluss (23) der Schaltdruckleitung (19) anliegenden Druck (p2) selbsttätig erhöht wird, dass die Drosselvorrichtung (24) des Drosselventils (21) einen endseitig offenen Zylinder (25) mit einer zentralen Stufenbohrung (26) aufweist, die benachbart zu dem Anschluss (22) der Versorgungsdruckleitung (14) einen erweiterten Bohrungsabschnitt (27) mit einem größeren Innendurchmesser und benachbart zu dem Anschluss (23) der Schaltdruckleitung (19) einen engeren Bohrungsabschnitt (28) mit einem kleineren Innendurchmesser aufweist, dass in dem engeren Bohrungsabschnitt (28) ein zylindrischer Drosselkolben (29) axialbeweglich geführt ist, dass der Drosselkolben (29) von einer Druckfeder (34) in Richtung des Anschlusses (22) der Versorgungsdruckleitung (14) belastet wird, dass der Drosselkolben (29) mit mindestens einem Drosselkanal (31) versehen ist, welcher durch eine weitgehend axial verlaufende Vertiefung in der zylindrischen Außenwand (30) des Drosselkolbens (29) gebildet ist, und dass die als Drosselkanal wirksame Vertiefung (31) als eine schraubenförmig gewundene und mit einem axial verlaufenden Endabschnitt (33) versehene Schraubennut (32) ausgebildet ist.
DE102017107098.2A 2017-04-03 2017-04-03 Hydraulikanordnung eines schaltbaren Ventiltriebs Active DE102017107098B3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017107098.2A DE102017107098B3 (de) 2017-04-03 2017-04-03 Hydraulikanordnung eines schaltbaren Ventiltriebs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017107098.2A DE102017107098B3 (de) 2017-04-03 2017-04-03 Hydraulikanordnung eines schaltbaren Ventiltriebs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017107098B3 true DE102017107098B3 (de) 2018-07-26

Family

ID=62813176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017107098.2A Active DE102017107098B3 (de) 2017-04-03 2017-04-03 Hydraulikanordnung eines schaltbaren Ventiltriebs

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017107098B3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022209711A1 (de) 2022-09-15 2024-03-21 Mahle International Gmbh Baugruppe zum Betätigen von Ventilen einer Brennkraftmaschine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE908814C (de) 1943-06-24 1954-04-08 Hans Thoma Dr Ing Drosselvorrichtung fuer hydraulische Getriebe
DD118316A1 (de) 1975-03-21 1976-02-20
US4800850A (en) 1986-12-27 1989-01-31 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Hydraulic circuit for a valve operating mechanism for an internal combustion engine
DE3738488C2 (de) 1986-11-12 1991-07-11 Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, Jp
DE10119366A1 (de) 2001-04-20 2002-10-24 Ina Schaeffler Kg Hydrauliksystem einer Brennkraftmaschine
DE102011076197A1 (de) 2011-05-20 2012-11-22 Ford Global Technologies, Llc Brennkraftmaschine mit Ölkreislauf und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE908814C (de) 1943-06-24 1954-04-08 Hans Thoma Dr Ing Drosselvorrichtung fuer hydraulische Getriebe
DD118316A1 (de) 1975-03-21 1976-02-20
DE3738488C2 (de) 1986-11-12 1991-07-11 Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, Jp
US4800850A (en) 1986-12-27 1989-01-31 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Hydraulic circuit for a valve operating mechanism for an internal combustion engine
DE10119366A1 (de) 2001-04-20 2002-10-24 Ina Schaeffler Kg Hydrauliksystem einer Brennkraftmaschine
DE102011076197A1 (de) 2011-05-20 2012-11-22 Ford Global Technologies, Llc Brennkraftmaschine mit Ölkreislauf und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022209711A1 (de) 2022-09-15 2024-03-21 Mahle International Gmbh Baugruppe zum Betätigen von Ventilen einer Brennkraftmaschine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT517217B1 (de) Längenverstellbare pleuelstange
DE60018347T2 (de) Verbesserungen in einer variablen Ventilsteuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine
WO2016096381A1 (de) Hydraulikventil zum schalten eines stellkolbens eines pleuels
AT519305B1 (de) Längenverstellbare Pleuelstange mit einer Zylinder-Kolben-Einheit mit mehreren Kolbendichtungen
AT519290B1 (de) Längenverstellbare Pleuelstange mit einer Zylinder-Kolben-Einheit mit Ölfilter
AT519802B1 (de) Ventilmechanismus für eine längenverstellbare Pleuelstange
DE102016208209A1 (de) Hydraulische Kompressionsverstellung
EP0767295B1 (de) Hydraulischer Ventilantrieb
AT519297B1 (de) Pleuelstange mit gekapselter Baugruppe zur Längenverstellung
DE102017107098B3 (de) Hydraulikanordnung eines schaltbaren Ventiltriebs
DE3735156A1 (de) Einrichtung zur ventilbetaetigung in einer brennkraftmaschine
EP1925812B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
AT519298B1 (de) Pleuelstange mit Verstellmechanismus zwischen Pleuelfuß und Kolbenstange
DE60310743T2 (de) Vorrichtung zum ventilausschalten einer brennkraftmaschine
AT519293B1 (de) Längenverstellbare Pleuelstange mit einer Zylinder-Kolben-Einheit mit Ölführungsstange
DE102016208471A1 (de) Hydraulikanordnung eines schaltbaren Ventiltriebs
AT519303B1 (de) Pleuelstange mit Stufenkolben
AT519292B1 (de) Pleuelstange mit Verstellmechanismus zwischen Pleuelfuß und Pleuel
AT519307A2 (de) Längenverstellbare Pleuelstange mit einer Zylinder-Kolben-Einheit mit konischer Spaltdichtung
AT521675B1 (de) Hydraulisches Steuerventil für eine längenverstellbare Pleuelstange mit zwei stirnseitigen Steuerkolben
AT519300B1 (de) Längenverstellbare Pleuelstange mit Zylinder-Kolben-Einheit mit Spaltdichtung und dehnbarem Kolbenkragen
AT519306B1 (de) Längenverstellbare Pleuelstange mit einer Zylinder-Kolben-Einheit mit Spaltdichtung, Ölreservoir, Ölfilter und Ölabstreifer
DE19530441C1 (de) Vorrichtung zum Betreiben von Ventilen einer Brennkraftmaschine
DE102016207968A1 (de) Hydraulikanordnung eines schaltbaren Ventiltriebs
DE102017115336A1 (de) Hydraulikanordnung eines schaltbaren Ventiltriebs

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final