DE102019008969A1 - Valve actuation device for an internal combustion engine and a method for operating such a valve actuation device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungseinrichtung (10) zum Betätigen wenigstens eines Gaswechselventils (12) einer Verbrennungskraftmaschine (14), mit wenigstens einem Kipphebel (34), welcher um eine Schwenkachse (36) zwischen wenigstens einer Ausgangsstellung und wenigstens einer Betätigungsstellung zum Betätigen des Gaswechselventils (12) verschwenkbar ist, mit wenigstens einem entlang einer Bewegungsrichtung (52) relativ zu dem Kipphebel (34) bewegbar an dem Kipphebel (34) gehaltenen Betätigungselement (50), unter dessen Vermittlung bei einer Bewegung des Kipphebels (34) aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung das Gaswechselventil (12) mittels des Kipphebels (34) betätigbar ist, und mit einer teilweise durch das Betätigungselement (50) begrenzten Kammer (54), welche mit einem Fluid versorgbar ist, außerdem umfassend wenigstens einen Druckspeicher (62), in welchen bei einer Bewegung des Kipphebels (34) aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung das Fluid aus der Kammer (54) mittels des Betätigungselements (50) förderbar ist.The invention relates to a valve actuation device (10) for actuating at least one gas exchange valve (12) of an internal combustion engine (14), with at least one rocker arm (34) which rotates around a pivot axis (36) between at least one starting position and at least one actuation position for actuating the gas exchange valve ( 12) is pivotable, with at least one actuating element (50) held on the rocker arm (34) so as to be movable along a direction of movement (52) relative to the rocker arm (34), with its mediation when the rocker arm (34) moves from the starting position into the Actuating position, the gas exchange valve (12) can be actuated by means of the rocker arm (34), and with a chamber (54) which is partially delimited by the actuating element (50) and which can be supplied with a fluid, also comprising at least one pressure accumulator (62) in which at a movement of the rocker arm (34) from the starting position into the actuating position the fluid a can be conveyed from the chamber (54) by means of the actuating element (50).
Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Ventilbetätigungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 10.The invention relates to a valve actuation device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a valve actuation device according to the preamble of
Eine solche Ventilbetätigungseinrichtung zum Betätigen wenigstens eines Gaswechselventils einer Verbrennungskraftmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Ventilbetätigungseinrichtung sind beispielsweise bereits der
Außerdem offenbart die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ventilbetätigungseinrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich auf besonders einfache Weise ein besonders vorteilhafter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren lässt.The object of the present invention is to further develop a valve actuation device and a method of the type mentioned at the beginning in such a way that a particularly advantageous operation of the internal combustion engine can be implemented in a particularly simple manner.
Diese Aufgabe wird durch eine Ventilbetätigungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a valve actuating device with the features of claim 1 and by a method with the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungseinrichtung zum Betätigen wenigstens eines Gaswechselventils einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug wie beispielsweise einen Kraftwagen. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Nutzfahrzeug ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die vorzugsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gaswechselventil um ein Auslassventil, über welches ein Gas, insbesondere Abgas, aus einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine abführbar ist bzw. ausströmen kann.A first aspect of the invention relates to a valve actuation device for actuating at least one gas exchange valve of an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle such as a motor vehicle. This means that the motor vehicle, which is preferably designed as a utility vehicle, in its fully manufactured state has the internal combustion engine, which is preferably designed as a reciprocating piston engine, and can be driven by means of the internal combustion engine. The gas exchange valve is preferably an outlet valve via which a gas, in particular exhaust gas, can be discharged from a combustion chamber of the internal combustion engine or can flow out.
Die Ventilbetätigungseinrichtung umfasst wenigstens einen Kipphebel, welcher um eine Schwenkachse zwischen wenigstens einer Ausgangsstellung und wenigstens einer Betätigungsstellung zum Betätigen des Gaswechselventils, insbesondere relativ zu wenigstens einem Bauelement der Ventilbetätigungseinrichtung, verschwenkbar ist. Bei dem Bauelement handelt es sich beispielsweise um eine einfach auch als Achse oder Kipphebelachse bezeichnete Lagerachse, an welcher der Kipphebel um die Schwenkachse relativ zu der Lagerachse verschwenkbar gelagert sein kann. Durch Verschwenken beziehungsweise Bewegen des Kipphebels aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung ist beziehungsweise wird das Gaswechselventil mittels des Kipphebels betätigbar beziehungsweise betätigt. Unter der Betätigbarkeit beziehungsweise Betätigung des Gaswechselventils kann insbesondere verstanden werden, dass das Gaswechselventil durch Betätigen des Gaswechselventils zu öffnen ist beziehungsweise geöffnet wird.The valve actuation device comprises at least one rocker arm which can be pivoted about a pivot axis between at least one starting position and at least one actuation position for actuating the gas exchange valve, in particular relative to at least one component of the valve actuation device. The component is, for example, a bearing axis, also referred to simply as an axis or rocker arm axis, on which the rocker arm can be mounted so as to be pivotable about the pivot axis relative to the bearing axis. By pivoting or moving the rocker arm from the starting position into the actuating position, the gas exchange valve can be or is actuated by means of the rocker arm. The operability or actuation of the gas exchange valve can in particular be understood to mean that the gas exchange valve can be opened or is opened by actuating the gas exchange valve.
Beispielsweise ist beziehungsweise wird bei einem Motorbremsbetrieb beziehungsweise während eines Motorbremsbetriebs der Verbrennungskraftmaschine das Gaswechselventil mittels des Kipphebels betätigbar beziehungsweise betätigt, insbesondere derart, dass die Verbrennungskraftmaschine als eine Motorbremse arbeitet beziehungsweise dass eine Motorbremse der Verbrennungskraftmaschine aktiviert ist. Der einer Motorbremse zugeordnete Kipphebel wird auch als Bremskipphebel bezeichnet. Mit anderen Worten, in dem Motorbremsbetrieb beziehungsweise während des Motorbremsbetriebs, welcher auch als Bremsbetrieb bezeichnet wird, ist eine Motorbremse der Verbrennungskraftmaschine aktiviert, sodass die Verbrennungskraftmaschine in dem Motorbremsbetrieb als eine Motorbremse arbeitet. Die Motorbremse bzw. der Motorbremsbetrieb ist insbesondere als eine Dekompressionsbremse ausgebildet, wie sie aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt ist. Während des Motorbremsbetriebs ist beziehungsweise wird das Gaswechselventil mittels des Kipphebels beispielsweise derart betätigbar beziehungsweise betätigt, dass ein verdichtetes Gas, welches beispielsweise mittels eines den zuvor genannten Brennraum teilweise begrenzenden Kolbens der Verbrennungskraftmaschine verdichtete wird beziehungsweise wurde, insbesondere in verdichtetem Zustand des Gases, aus dem Brennraum über das Gaswechselventil abgelassen wird, insbesondere durch Öffnen des Gaswechselventils, sodass in dem verdichteten Gas enthaltene Verdichtungsenergie zumindest überwiegend ungenutzt verloren geht und somit nicht oder nur sehr geringfügig nach dem Verdichten des Gases genutzt wird, um den Kolben aus dessen oberen Totpunkt in dessen unteren Totpunkt zu bewegen. Die Verbrennungskraftmaschine muss oder musste somit vor dem Ablassen des verdichteten Gases Verdichtungsenergie zum Verdichten des Gases leisten. Da nun diese geleistete Verdichtungsarbeit, welche in dem verdichteten Gas enthalten ist, nicht oder nur sehr geringfügig genutzt wird, um den Kolben und somit eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete und insbesondere über ein Pleuel gelenkig mit dem Kolben verbundene Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine anzutreiben, wird das Kraftfahrzeug in dem Motorbremsbetrieb und somit mittels der als Motorbremse fungierenden Verbrennungskraftmaschine abgebremst oder eine übermäßige Zunahme einer Fahrgeschwindigkeit, mit welcher das Kraftfahrzeug fährt, kann durch den Motorbremsbetrieb vermieden werden.For example, during engine braking operation or during engine braking operation of the internal combustion engine, the gas exchange valve can be or is actuated by means of the rocker arm, in particular such that the internal combustion engine works as an engine brake or that an engine brake of the internal combustion engine is activated. The rocker arm assigned to an engine brake is also referred to as a brake rocker arm. In other words, in the engine braking mode or during the engine braking mode, which is also referred to as braking mode, an engine brake of the internal combustion engine is activated, so that the internal combustion engine operates as an engine brake in the engine braking mode. The engine brake or the engine braking mode is designed in particular as a decompression brake, as is already sufficiently known from the general prior art. During engine braking operation, the gas exchange valve can be or will be actuated by means of the rocker arm, for example, in such a way that a compressed gas, which is or has been compressed, for example by means of a piston of the internal combustion engine that partially delimits the aforementioned combustion chamber, in particular in the compressed state of the gas, from the combustion chamber via the gas exchange valve is drained, in particular by opening the gas exchange valve, so that the compression energy contained in the compressed gas is at least largely unused and is therefore not or only very slightly used after the compression of the gas to move the piston from its top dead center to its bottom dead center. The internal combustion engine must or had to provide compression energy to compress the gas before the compressed gas is released. Since this performed compression work, which is contained in the compressed gas, is not used or only very slightly used to drive the piston and thus an output shaft of the internal combustion engine, which is designed as a crankshaft and in particular is articulated to the piston via a connecting rod, the motor vehicle braked in the engine braking mode and thus by means of the internal combustion engine functioning as an engine brake, or an excessive increase in a driving speed at which the motor vehicle is traveling can be avoided by the engine braking mode.
Die Ventilbetätigungseinrichtung umfasst dabei wenigstens ein beispielsweise als Kolben oder Stift ausgebildetes Betätigungselement, welches bewegbar an dem Kipphebel gehalten und dabei entlang einer Bewegungsrichtung relativ zu dem Kipphebel, insbesondere translatorisch, bewegbar ist. Mit anderen Worten ist das Betätigungselement entlang einer Bewegungsrichtung relativ zu dem Kipphebel bewegbar an dem Kipphebel gehalten, sodass das Betätigungselement beispielsweise mit dem Kipphebel zwischen der Ausgangsstellung und der Betätigungsstellung um die Schwenkachse mit verschwenkbar ist. Unter Vermittlung des Betätigungselements ist bei einer Bewegung des Kipphebels aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung das Gaswechselventil mittels des Kipphebels betätigbar, insbesondere zu öffnen. Mit anderen Worten ist das Betätigungselement derart angeordnet, dass beispielsweise während des Motorbremsbetriebs, das heißt dann, während der Motorbremsbetrieb und somit die Motorbremse aktiviert sind, eine Betätigungskraft zum Betätigen des Gaswechselventils von dem Kipphebel über das Betätigungselement auf das Gaswechselventil wirkt, wodurch das Gaswechselventil über das Betätigungselement mittels des Kipphebels betätigbar ist beziehungsweise betätigt wird, insbesondere nach Art einer Dekompressionsbremse.The valve actuation device comprises at least one actuation element, designed for example as a piston or pin, which is movably held on the rocker arm and can be moved along a direction of movement relative to the rocker arm, in particular in a translatory manner. In other words, the actuating element is held on the rocker arm so that it can move along a direction of movement relative to the rocker arm, so that the actuating element can also be pivoted about the pivot axis with the rocker arm, for example, between the starting position and the actuating position. With the intermediary of the actuation element, the gas exchange valve can be actuated, in particular opened, by means of the rocker arm when the rocker arm moves from the initial position into the actuated position. In other words, the actuating element is arranged in such a way that, for example, during engine braking operation, that is, while engine braking operation and thus the engine brake are activated, an actuating force for actuating the gas exchange valve acts from the rocker arm via the actuating element on the gas exchange valve, whereby the gas exchange valve over the actuating element can be or is actuated by means of the rocker arm, in particular in the manner of a decompression brake.
Die Ventilbetätigungseinrichtung weist ferner eine teilweise durch das Betätigungselement begrenzte Kammer auf, welche mit einem Fluid, insbesondere mit einer Flüssigkeit wie beispielsweise einem Öl, versorgbar ist. Dies bedeutet, dass das Fluid in die Kammer einleitbar ist beziehungsweise eingeleitet werden kann. Die Kammer ist beispielsweise in dem Kipphebel angeordnet und dabei teilweise durch das Betätigungselement und teilweise durch den Kipphebel, insbesondere direkt, begrenzt.The valve actuation device also has a chamber which is partially delimited by the actuation element and which can be supplied with a fluid, in particular with a liquid such as an oil. This means that the fluid can or can be introduced into the chamber. The chamber is arranged, for example, in the rocker arm and is delimited partially by the actuating element and partially by the rocker arm, in particular directly.
Um nun auf besonders kostengünstige Weise einen besonders vorteilhaften Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ventilbetätigungseinrichtung wenigstens einen Druckspeicher aufweist, in welchen bei einer Bewegung des Kipphebels aus der Ausgangsstellung die Betätigungsstellung das Fluid aus der Kammer mittels des Betätigungselements förderbar ist. Mit anderen Worten, das Betätigungselement ist beispielsweise entlang der Bewegungsrichtung relativ zu dem Kipphebel zwischen wenigstens einer Übertragungsstellung und wenigstens einer Förderstellung, insbesondere translatorisch, bewegbar. Beispielsweise führt eine Bewegung des Betätigungselements aus der Förderstellung in die Übertragungsstellung zu einer Volumenvergrößerung der Kammer. Somit führt beispielsweise eine Bewegung des Betätigungselements aus der Übertragungsstellung in die Förderstellung zu einer Volumenverkleinerung der Kammer. Beispielsweise ist während des Motorbremsbetriebs, das heißt dann, wenn die Motorbremse aktiviert ist, das Betätigungselement gegen eine Bewegung aus der Übertragungsstellung in die Förderstellung, insbesondere hydraulisch und/oder mittels des in der Kammer aufgenommenen Fluids gesichert, insbesondere derart, dass während der Bewegung des Kipphebels aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung ein Ausströmen des Fluids aus der Kammer unterbunden wird, sodass dann, wenn der Kipphebel aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung verschwenkt wird, während das Betätigungselement gegen eine Bewegung aus der Übertragungsstellung in die Förderstellung gesichert ist, das Gaswechselventil auf die zuvor beschriebene Weise über das Betätigungselement mittels des Kipphebels betätigt wird, mithin die Betätigungskraft von dem Kipphebel über das Betätigungselement auf das Gaswechselventil übertragen wird.In order to be able to implement a particularly advantageous operation of the internal combustion engine in a particularly cost-effective manner, the invention provides that the valve actuation device has at least one pressure accumulator, in which the actuation position can convey the fluid from the chamber by means of the actuation element when the rocker arm is moved from the initial position is. In other words, the actuating element can be moved, for example, in the direction of movement relative to the rocker arm between at least one transfer position and at least one conveying position, in particular translationally. For example, a movement of the actuating element from the conveying position into the transfer position leads to an increase in volume of the chamber. Thus, for example, a movement of the actuating element from the transfer position into the conveying position leads to a reduction in volume of the chamber. For example, during engine braking operation, i.e. when the engine brake is activated, the actuating element is secured against movement from the transfer position into the conveying position, in particular hydraulically and / or by means of the fluid received in the chamber, in particular in such a way that during the movement of the Rocker arm from the initial position into the actuating position prevents the fluid from flowing out of the chamber, so that when the rocker arm is pivoted from the initial position into the actuating position while the actuating element is secured against movement from the transfer position into the delivery position, the gas exchange valve opens the manner described above is actuated via the actuating element by means of the rocker arm, and consequently the actuating force is transmitted from the rocker arm to the gas exchange valve via the actuating element.
Der Motorbremsbetrieb fällt beispielsweise mit einem unbefeuerten Betrieb des Brennraums beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine zusammen, sodass beispielsweise während des unbefeuerten Betriebs in dem Brennraum, insbesondere in der Verbrennungskraftmaschine insgesamt, ablaufende Verbrennungsvorgänge unterbleiben.The engine braking operation coincides, for example, with unfired operation of the combustion chamber or the internal combustion engine, so that combustion processes do not occur during unfired operation in the combustion chamber, in particular in the internal combustion engine as a whole.
Sind der Motorbremsbetrieb und somit die Motorbremse deaktiviert, so ist beispielsweise das Betätigungselement für eine Bewegung aus der Übertragungsstellung in die Förderstellung freigegeben, insbesondere dadurch, dass zugelassen wird, dass das zunächst in der Kammer aufgenommene Fluid bei oder während der Bewegung des Kipphebels aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung aus der Kammer ausströmen kann beziehungsweise ausströmt. Der Motorbremsbetrieb ist beispielsweise während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine deaktiviert, wobei während des befeuerten Betriebs in dem Brennraum, insbesondere in der Verbrennungskraftmaschine, Verbrennungsvorgänge ablaufen. Während des befeuerten Betriebs unterbleibt ein mittels des Kipphebels bewirktes und nach Art einer Dekompressionsbremse erfolgendes beziehungsweise eine Motorbremse bewirkendes Betätigen des Gaswechselventils. Wird beispielsweise der Kipphebel aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung verschwenkt, während das Betätigungselement für eine Bewegung aus der Übertragungsstellung in die Förderstellung freigegeben ist, so wird beispielsweise das Betätigungselement durch eine zumindest mittelbar von dem Gaswechselventil auf das Betätigungselement wirkende Reaktions- beziehungsweise Bewegungskraft aus der Übertragungsstellung in die Förderstellung relativ zu dem Kipphebel entlang der Bewegungsrichtung bewegt, während eine Betätigung beziehungsweise ein Öffnen des Gaswechselventils unterbleibt. Die Bewegung des Betätigungselements aus der Übertragungsstellung in die Förderstellung geht mit einer Volumenverkleinerung der Kammer einher, wodurch das zunächst in der Kammer aufgenommene Fluid, welches beispielsweise vor der Volumenverkleinerung der Kammer in die Kammer eingeleitet wurde und demzufolge in der Kammer aufgenommen ist, mittels des Betätigungselements aus der Kammer herausgefördert und in den Druckspeicher hineingefördert wird. In der Folge wird das mittels des Betätigungselements aus der Kammer herausgeförderte und in den Druckspeicher hineingeförderte Fluid in dem Druckspeicher aufgenommen beziehungsweise gespeichert. Auf diese Weise kann das Betätigungselement beispielsweise als Druckpumpe, insbesondere als Hochdruckpumpe, verwendet werden, mittels welcher das Fluid mit einem Druck zu dem und insbesondere in den Druckspeicher hinein gefördert werden kann, wobei mittels des Druckspeichers das Fluid mit dem Druck in dem Druckspeicher gespeichert werden kann. Mit anderen Worten ist der zuvor genannte Druck mittels des Betätigungselements bewirkbar beziehungsweise erzeugbar. Diese Druckerzeugung kann dabei mittels eines ohnehin vorhandenen Bauteils vorliegend in Form des Betätigungselements und somit auf gewichts-, kosten- und bauraumgünstige Weise realisiert werden. Durch Verwendung des Druckspeichers kann das den Druck aufweisende Fluid kosten-, bauraum- und gewichtsgünstig gespeichert und beispielsweise nach dem Fördern des Fluids in den Druckspeicher bedarfsgerecht genutzt werden. Insgesamt ist erkennbar, dass das Betätigungselement beispielsweise dann, wenn das Betätigungselement als ein Kolben ausgebildet ist, zusammen mit dem Kipphebel als eine Kolbenpumpe verwendet wird, um das Fluid in den Druckspeicher zu fördern und in dem Druckspeicher mit einem, insbesondere mittels des Betätigungselements bewirkbaren beziehungsweise erzeugbaren, Druck in dem Druckspeicher zu speichern.If the engine braking mode and thus the engine brake are deactivated, for example the actuating element is released for a movement from the transfer position into the conveying position, in particular by allowing the fluid initially received in the chamber during or during the movement of the rocker arm from the starting position can flow out of the chamber in the actuating position or flows out. The engine braking mode is deactivated, for example, during fired operation of the internal combustion engine, with combustion processes taking place during fired operation in the combustion chamber, in particular in the internal combustion engine. During the fired operation, there is no actuation of the gas exchange valve effected by means of the rocker arm and taking place in the manner of a decompression brake or an actuation of the engine brake. If, for example, the rocker arm is pivoted from the starting position into the actuating position while the actuating element is released for movement from the transfer position into the conveying position, the actuating element, for example, is moved out of the transfer position by a reaction or movement force acting at least indirectly on the actuating element from the gas exchange valve moved into the conveying position relative to the rocker arm along the direction of movement, while an actuation or opening of the gas exchange valve does not take place. The movement of the actuating element from the transfer position into the conveying position is accompanied by a reduction in volume of the chamber, whereby the fluid initially received in the chamber, which, for example, was introduced into the chamber before the volume reduction of the chamber and is consequently received in the chamber, by means of the actuation element is conveyed out of the chamber and conveyed into the pressure accumulator. As a result, the fluid conveyed out of the chamber by means of the actuating element and conveyed into the pressure accumulator is received or stored in the pressure accumulator. In this way, the actuating element can be used, for example, as a pressure pump, in particular as a high-pressure pump, by means of which the fluid can be conveyed at a pressure to and in particular into the pressure accumulator, the fluid with the pressure being stored in the pressure accumulator by means of the pressure accumulator can. In other words, the aforementioned pressure can be brought about or generated by means of the actuating element. This pressure generation can be realized by means of a component that is already present in the form of the actuating element and thus in a way that is favorable in terms of weight, cost and space. By using the pressure accumulator, the fluid having the pressure can be stored inexpensively, in terms of installation space and weight and, for example, after the fluid has been conveyed into the pressure accumulator, it can be used as required. Overall, it can be seen that the actuating element, for example, when the actuating element is designed as a piston, is used together with the rocker arm as a piston pump in order to convey the fluid into the pressure accumulator and in the pressure accumulator with one, in particular by means of the actuating element generated to store pressure in the pressure accumulator.
Um das Fluid besonders vorteilhaft fördern und in dem Druckspeicher speichern zu können, sodass ein besonders vorteilhafter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann, ist es in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Ventilbetätigungseinrichtung ein Federelement aufweist. Mittels des Federelements ist bei einer Bewegung des Kipphebels aus der Betätigungsstellung in die Ausgangsstellung das Betätigungselement entlang der Bewegungsrichtung relativ zu dem Kipphebel aus der Förderstellung in die Übertragungsstellung, insbesondere translatorisch, bewegbar. Hierdurch kann eine definierte und gezielte Bewegung des Betätigungselements aus der Förderstellung in die Übertragungsstellung bewirkt werden. Da eine beziehungsweise die Bewegung des Betätigungselements aus der Förderstellung in die Übertragungsstellung mit einer Volumenvergrößerung der Kammer einhergeht, kann beispielsweise durch die beziehungsweise während der Bewegung des Betätigungselements aus der Förderstellung in die Übertragungsstellung das Fluid in die Kammer eingeleitet, insbesondere mittels des Betätigungselements eingesaugt, werden. Dadurch kann eine gezielte und bedarfsgerechte Förderung des Fluids über die Kammer in dem Druckspeicher gewährleistet werden.In order to be able to convey the fluid particularly advantageously and store it in the pressure accumulator so that particularly advantageous operation of the internal combustion engine can be implemented, one embodiment of the invention provides that the valve actuation device has a spring element. By means of the spring element, when the rocker arm moves out of the actuating position into the starting position, the actuating element can be moved along the direction of movement relative to the rocker arm from the conveying position into the transfer position, in particular in a translatory manner. In this way, a defined and targeted movement of the actuating element from the conveying position into the transfer position can be brought about. Since a movement of the actuating element from the conveying position into the transfer position is accompanied by an increase in volume of the chamber, the fluid can be introduced into the chamber, in particular sucked in by means of the actuating element, for example by or during the movement of the actuating element from the conveying position into the transfer position . As a result, a targeted and needs-based delivery of the fluid via the chamber in the pressure accumulator can be guaranteed.
Der Druckspeicher ist vorzugsweise, insbesondere vollständig, außerhalb des Kipphebels und außerhalb des Betätigungselements angeordnet, wodurch beispielsweise eine besonders große Menge des Fluids in dem Druckspeicher gespeichert werden kann. Beispielsweise kann die Verbrennungskraftmaschine mehrere Brennräume und je Brennraum einen Kipphebel aufweisen, auf welchen die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem Kipphebel übertragen werden können und umgekehrt. Somit können mehrere Kipphebel und mehrere Kammern vorgesehen sein, wobei beispielsweise in dem Druckspeicher beziehungsweise in ein und demselben Druckspeicher das Fluid aus den mehreren Kammern, insbesondere unter Druck, aufgenommen und gespeichert werden kann. Dadurch kann auf besonders einfache und insbesondere gewichts-, kosten- und bauraumgünstige Weise eine Versorgung wenigstens einer Einrichtung der Verbrennungskraftmaschine mit dem, insbesondere unter Druck stehenden, Fluid aus dem Druckspeicher gewährleistet werden. Da das Fluid in dem Druckspeicher mit dem zuvor genannten Druck beziehungsweise unter Druck zu speichern oder gespeichert ist, kann das Fluid von dem Druckspeicher als ein Druckfluid, insbesondere als ein Drucköl, bereitgestellt werden. Das von dem Druckspeicher bereitstellbare Druckfluid kann beispielsweise genutzt werden, um wenigstens eine Einrichtung der Verbrennungskraftmaschine mit dem Druckfluid zu versorgen und dadurch mittels des Druckfluids zu betreiben beziehungsweise zu betätigen.The pressure accumulator is preferably, in particular completely, arranged outside the rocker arm and outside the actuating element, as a result of which, for example, a particularly large amount of the fluid can be stored in the pressure accumulator. For example, the internal combustion engine can have a plurality of combustion chambers and a rocker arm for each combustion chamber, to which the previous and following statements on the rocker arm can be transferred and vice versa. Thus, several rocker arms and several chambers can be provided, wherein, for example, the fluid from the several chambers, in particular under pressure, can be received and stored in the pressure accumulator or in one and the same pressure accumulator. In this way, a supply of at least one device of the internal combustion engine with the, in particular pressurized, fluid from the pressure accumulator can be ensured in a particularly simple and, in particular, weight, cost and space-saving manner. Since the fluid is to be stored or stored in the pressure accumulator with the aforementioned pressure or under pressure, the fluid can be provided by the pressure accumulator as a pressure fluid, in particular as a pressure oil. The pressure fluid that can be provided by the pressure accumulator can be used, for example, to include at least one device in the internal combustion engine to supply the pressure fluid and thereby to operate or actuate by means of the pressure fluid.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Bewegung des Betätigungselements aus der Förderstellung in die Übertragungsstellung zu einer Volumenvergrößerung der Kammer führt beziehungsweise eine Volumenvergrößerung der Kammer bewirkt. Mit anderen Worten ist vorzugsweise durch Bewegen des Betätigungselements aus der Förderstellung in die Übertragungsstellung die Kammer in ihrem Volumen vergrößerbar.Another embodiment is characterized in that the movement of the actuating element from the conveying position into the transfer position leads to an increase in volume of the chamber or causes an increase in volume of the chamber. In other words, the volume of the chamber can preferably be increased by moving the actuating element from the conveying position into the transfer position.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn sich zumindest ein in der Förderstellung in dem Kipphebel angeordneter Teilbereich des Betätigungselements bei beziehungsweise infolge der Bewegung des Betätigungselements aus der Förderstellung in die Übertragungsstellung aus dem Kipphebel, insbesondere entlang der Bewegungsrichtung und/oder translatorisch, herausbewegt. Dadurch kann auf besonders vorteilhafte Weise eine Doppelfunktion des Kipphebels und des Betätigungselements realisiert werden, sodass die Teileanzahl, die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden können. Im Rahmen der Doppelfunktion werden der Kipphebel und das Betätigungselement zum einen während des Motorbremsbetriebs beziehungsweise bei aktiviertem Motorbremsbetrieb genutzt, um die zuvor beschriebene Motorbremse zu realisieren beziehungsweise um die Verbrennungskraftmaschine als eine Motorbremse, insbesondere in Art einer Dekompressionsbremse, betreiben. Hierzu wird - während der Motorbremsbetrieb aktiviert ist - das Betätigungselement gegen eine Bewegung aus der Übertragungsstellung in die Förderstellung gesichert, sodass dann, wenn der Kipphebel und mit diesem das Betätigungselement aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung verschwenkt werden, das Gaswechselventil über das Betätigungselement mittels des Kipphebels, insbesondere nach Art einer Dekompressionsbremse, betätigt, insbesondere geöffnet, wird. Zum anderen werden im Rahmen der Doppelfunktion der Kipphebel und das Betätigungselement insbesondere dann, wenn der Motorbremsbetrieb deaktiviert ist, das heißt bei deaktiviertem Motorbremsbetrieb und somit insbesondere während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine als Pumpe, insbesondere als Kolbenpumpe, genutzt, mittels welcher das Fluid aus der Kammer in den Druckspeicher gefördert wird. Dabei bedingt das beziehungsweise ein Verschwenken des Kipphebels aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung dann, wenn das Betätigungselement für eine Bewegung aus der Übertragungsstellung in die Förderstellung freigegeben ist, eine Bewegung des Betätigungselements aus der Übertragungsstellung in die Förderstellung, da dann, wenn der Kipphebel aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung verschwenkt wird, das sich zunächst in der Übertragungsstellung befindende Betätigungselement zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem sich beispielsweise in seiner Schließstellung befindenden Gaswechselventil abgestützt wird beziehungsweise in zumindest mittelbare, insbesondere direkte, Stützanlage mit dem sich beispielsweise in seiner Schließstellung befindenden Gaswechselventil kommt. In der Folge kommt es zu der zuvor beschriebenen Bewegungskraft, welche zumindest mittelbar von dem Gaswechselventil auf das Betätigungselement wirkt, insbesondere derart, dass das Betätigungselement mittels der Bewegungskraft aus der Übertragungsstellung in die Förderstellung bewegt wird. Hierdurch wird das zuvor in die Kammer eingeleitete und somit in der Kammer aufgenommene Fluid aus der Kammer herausgefördert und in den Druckspeicher hineingefördert.It has been shown to be particularly advantageous if at least one portion of the actuating element arranged in the conveying position in the rocker arm moves out of the rocker arm during or as a result of the actuation element moving from the conveying position into the transfer position, in particular along the direction of movement and / or translationally . As a result, a double function of the rocker arm and the actuating element can be implemented in a particularly advantageous manner, so that the number of parts, the costs, the weight and the space requirement can be kept particularly low. As part of the double function, the rocker arm and the actuating element are used on the one hand during engine braking mode or when the engine braking mode is activated to implement the engine brake described above or to operate the internal combustion engine as an engine brake, in particular in the form of a decompression brake. For this purpose - while the engine braking mode is activated - the actuating element is secured against movement from the transfer position into the conveying position, so that when the rocker arm and with it the actuating element are pivoted from the starting position into the actuating position, the gas exchange valve via the actuating element by means of the rocker arm , in particular in the manner of a decompression brake, actuated, in particular opened, is. On the other hand, in the context of the double function, the rocker arm and the actuating element are used as a pump, in particular as a piston pump, by means of which the fluid is removed from the engine, in particular when the engine braking mode is deactivated, i.e. when the engine braking mode is deactivated and thus in particular during the fired operation of the internal combustion engine Chamber is promoted into the pressure accumulator. The or a pivoting of the rocker arm from the starting position into the actuating position, when the actuating element is released for movement from the transfer position into the conveying position, causes a movement of the actuating element from the transfer position into the conveying position, since when the rocker arm moves out of the Starting position is pivoted into the actuating position, the actuating element, which is initially in the transfer position, is supported at least indirectly, in particular directly, on the gas exchange valve, for example, in its closed position, or in at least indirect, in particular direct, support with the gas exchange valve, for example, in its closed position comes. As a result, the above-described motive force occurs, which acts at least indirectly from the gas exchange valve on the actuating element, in particular such that the actuating element is moved from the transfer position into the conveying position by means of the motive force. As a result, the fluid previously introduced into the chamber and thus received in the chamber is conveyed out of the chamber and conveyed into the pressure accumulator.
Wird dann der Kipphebel aus der Betätigungsstellung in die Ausgangsstellung verschwenkt, insbesondere zurückverschwenkt, so wird das Betätigungselement, insbesondere mittels des Federelements, aus der Förderstellung in die Ausgangsstellung bewegt. Dies geht beispielsweise mit einer Volumenvergrößerung der Kammer einher, sodass dabei Fluid in die Kammer eingeleitet, insbesondere eingesaugt, werden kann. Daraufhin kann das zunächst in der Kammer aufgenommene Fluid wieder auf die beschriebene Weise aus der Kammer herausgefördert und in den Druckspeicher hineingefördert werden.If the rocker arm is then pivoted from the actuating position into the initial position, in particular pivoted back, the actuating element is moved from the conveying position into the initial position, in particular by means of the spring element. This is associated, for example, with an increase in the volume of the chamber, so that fluid can be introduced into the chamber, in particular sucked in. The fluid initially received in the chamber can then be conveyed out of the chamber again in the manner described and conveyed into the pressure accumulator.
Um auf besonders kostengünstige Weise einen besonders vorteilhaften Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Ventilbetätigungseinrichtung wenigstens eine Nockenwelle aufweist, mittels welcher das Gaswechselventil über den Kipphebel und/oder wenigstens ein zusätzlich zu dem Gaswechselventil vorgesehenes, zweites Gaswechselventil der Verbrennungskraftmaschine betätigbar ist. Die Nockenwelle weist beispielsweise einen Nocken auf, welcher mit der Nockenwelle um eine Nockenwellendrehachse drehbar ist. Beispielsweise ist mittels des Nockens und somit mittels der Nockenwelle der Kipphebel betätigbar und dadurch aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung verschwenkbar, sodass mittels des Nockens beziehungsweise mittels der Nockenwelle ein beziehungsweise das Verschwenken des Kipphebels aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkbar ist. Dadurch wird das zuvor beschriebene Betätigen des Gaswechselventils bei deaktivierter Motorbremse bedingt beziehungsweise bewirkt, und bei aktivierter Motorbremse wird das zuvor beschriebene Fördern des Fluids mittels der Nockenwelle bewirkt beziehungsweise bedingt.In order to be able to realize a particularly advantageous operation of the internal combustion engine in a particularly cost-effective manner, it is provided in a further embodiment of the invention that the valve actuation device has at least one camshaft, by means of which the gas exchange valve via the rocker arm and / or at least one additionally provided to the gas exchange valve, second gas exchange valve of the internal combustion engine can be actuated. The camshaft has, for example, a cam which can be rotated with the camshaft about a camshaft axis of rotation. For example, by means of the cam and thus by means of the camshaft, the rocker arm can be actuated and thereby pivoted from the initial position into the actuating position, so that the rocker arm can be pivoted from the initial position into the actuating position by means of the cam or by means of the camshaft. As a result, the previously described actuation of the gas exchange valve when the engine brake is deactivated is conditioned or brought about, and when the engine brake is activated, the previously described conveying of the fluid by means of the camshaft is brought about or caused.
Die Ventilbetätigungseinrichtung umfasst darüber hinaus wenigstens einen Phasensteller, mittels welchem die Nockenwelle relativ zu der zuvor genannten Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine phasenverstellbar, das heißt verdrehbar ist. Die Nockenwelle ist beispielsweise von der Abtriebswelle antreibbar und dadurch um die Nockenwellendrehachse drehbar. Mittels des Phasenverstellers kann die Nockenwelle relativ zu der Abtriebswelle verdreht werden, insbesondere während die Nockenwelle mit der Abtriebswelle, insbesondere drehmomentübertragend, gekoppelt ist. Hierdurch können beispielsweise mittels des Phasenstellers Ventilsteuerzeiten, das heißt Zeitpunkte, zu denen das jeweilige Gaswechselventil mittels der Nockenwelle betätigt wird, eingestellt, das heißt verändert beziehungsweise variiert werden.The valve actuation device also comprises at least one phase adjuster, by means of which the camshaft is phase adjustable, that is to say rotatable, relative to the aforementioned output shaft of the internal combustion engine. The camshaft can, for example, be driven by the output shaft and thereby rotatable about the camshaft axis of rotation. The camshaft can be rotated relative to the output shaft by means of the phase adjuster, in particular while the camshaft is coupled to the output shaft, in particular in a torque-transmitting manner. As a result, valve control times, that is to say times at which the respective gas exchange valve is actuated by means of the camshaft, can be set, that is to say changed or varied, for example by means of the phase adjuster.
Dabei ist der Phasensteller mittels des Druckspeichers mit dem in dem Druckspeicher aufgenommenen beziehungsweise gespeicherten Fluid versorgbar, wodurch mittels des Phasenstellers die Nockenwelle relativ zu der Abtriebswelle phasenverstellbar ist. Mit anderen Worten kann der Phasensteller mit dem in dem Druckspeicher gespeicherten Druckfluid versorgt werden, wodurch der Phasensteller mittels des Druckfluids betätigbar beziehungsweise betreibbar ist, und wodurch die Nockenwelle relativ zu der Abtriebswelle mittels des Phasenstellers verdrehbar ist. Die Erfindung ermöglicht somit eine besonders kostengünstige Versorgung des Phasenstellers mit dem Druckfluid, sodass die Nockenwelle auf besonders kostengünstige Weise relativ zu der Abtriebswelle verdreht, das heißt phasenverstellt werden kann.The phase adjuster can be supplied with the fluid received or stored in the pressure reservoir by means of the pressure accumulator, as a result of which the phase adjuster can be used to adjust the phase of the camshaft relative to the output shaft. In other words, the phase adjuster can be supplied with the pressure fluid stored in the pressure accumulator, whereby the phase adjuster can be actuated or operated by means of the pressure fluid, and whereby the camshaft can be rotated relative to the output shaft by means of the phase adjuster. The invention thus enables a particularly cost-effective supply of the phase adjuster with the pressure fluid, so that the camshaft can be rotated, that is to say phase-adjusted, relative to the output shaft in a particularly cost-effective manner.
Da der Phasensteller mit dem Druckfluid aus dem Druckspeicher versorgbar und somit mittels des Druckfluids aus dem Druckspeicher betreibbar ist, und da das Druckfluid vorzugsweise eine Flüssigkeit ist, ist der auch als Nockenwellensteller oder Nockenwellenversteller bezeichnete Phasensteller ein hydraulischer Phasensteller. Der Erfindung liegen dabei die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Bei modernen Verbrennungskraftmaschinen wird der Einsatz von hydraulischen Nockenwellenstellern zur Änderung der Phasenlage der Nockenwelle zunehmend erschwert, insbesondere durch Optimierungen im Motorölkreislauf hinsichtlich Druck und Volumenstrom. Üblicherweise wird zur Realisierung eines automatischen Start-Stopp-Systems und somit beispielsweise bei Start-Stopp-Bedingungen auf mechanische Verriegelungselemente im Nockenwellensteller zurückgegriffen, um beispielsweise bei einem auf eine automatische Deaktivierung folgenden, automatischen Start der Verbrennungskraftmaschine definierte Startbedingungen zu gewährleisten.Since the phase adjuster can be supplied with the pressure fluid from the pressure accumulator and thus operated by means of the pressure fluid from the pressure accumulator, and since the pressure fluid is preferably a liquid, the phase adjuster, also referred to as a camshaft adjuster or camshaft adjuster, is a hydraulic phase adjuster. The invention is based on the following findings: In modern internal combustion engines, the use of hydraulic camshaft actuators to change the phase position of the camshaft is becoming increasingly difficult, in particular through optimizations in the engine oil circuit with regard to pressure and volume flow. Mechanical locking elements in the camshaft adjuster are usually used to implement an automatic start-stop system and thus, for example, in start-stop conditions, in order to ensure defined start conditions, for example when the internal combustion engine is automatically started after an automatic deactivation.
Um dies realisieren zu können, ist es üblicherweise vorgesehen, dass ein Olkreislaufsystem einer Verbrennungskraftmaschine in einen Niederdruckkreis und einen Hochdruckkreis aufgeteilt ist. Hierzu ist es üblicherweise erforderlich, eine entsprechende Druckregelung an einer Ölpumpe zum Fördern des Öls einzusetzen oder es wird eine in ihrer Förderleistung variable Pumpe zum Fördern des Öls verwendet. Ferner ist es denkbar, eine elektrische Zusatzölpumpe zu verwenden. Außerdem sind Nockenwellensteller mit einem integrierten Ölvorrat denkbar, um eine hinreichend hohe Verstellgeschwindigkeit zu realisieren. Im Hinblick auf einen Nockenwellensteller ist es insbesondere wünschenswert, hohe Verstellgeschwindigkeiten zu realisieren, mit welchen die Nockenwelle phasenverstellt werden kann.In order to be able to realize this, it is usually provided that an oil circulation system of an internal combustion engine is divided into a low-pressure circuit and a high-pressure circuit. To this end, it is usually necessary to use a corresponding pressure control on an oil pump to deliver the oil, or a pump with variable delivery capacity is used to deliver the oil. It is also conceivable to use an electrical auxiliary oil pump. In addition, camshaft adjusters with an integrated oil supply are conceivable in order to achieve a sufficiently high adjustment speed. With regard to a camshaft adjuster, it is particularly desirable to achieve high adjustment speeds with which the camshaft can be adjusted in phase.
Die Erfindung greift nun auf das ohnehin vorgesehene Betätigungselement zurück, um die zuvor beschriebene, insbesondere hydraulische, Pumpe zu realisieren und in der Folge einen hinreichend hohen Druck des Fluids mittels der Pumpe zu bewirken und das Fluid mit dem Druck in dem Druckspeicher zu speichern. Hierdurch kann auf einfache Weise eine vorteilhafte Versorgung des Phasenstellers mit dem Druckfluid gewährleistet werden, wobei durch Verwendung des den hohen Druck aufweisenden Fluids zum Betreiben beziehungsweise Betätigen des Phasenstellers hinreichend hohe Verstellgeschwindigkeiten realisiert werden können, mit welchen die Nockenwelle mittels des Phasenstellers relativ zu der Abtriebswelle phasenverstellt werden kann. Das Fördern des Fluids in den Druckspeicher, wodurch das Fluid in den Druckspeicher eingespeichert und mit dem Druck in dem Druckspeicher gespeichert wird, wird auch als Laden des Druckspeichers bezeichnet.The invention now uses the actuating element provided anyway in order to realize the above-described, in particular hydraulic, pump and consequently to bring about a sufficiently high pressure of the fluid by means of the pump and to store the fluid with the pressure in the pressure accumulator. In this way, an advantageous supply of the phase adjuster with the pressure fluid can be ensured in a simple manner, whereby sufficiently high adjustment speeds can be achieved by using the high pressure fluid to operate or actuate the phase adjuster, with which the camshaft is phase adjusted relative to the output shaft by means of the phase adjuster can be. The conveyance of the fluid into the pressure accumulator, as a result of which the fluid is stored in the pressure accumulator and is stored with the pressure in the pressure accumulator, is also referred to as charging the pressure accumulator.
Die mittels des Phasenstellers verstellbare Nockenwelle ist beispielsweise eine Einlassnockenwelle, mittels welcher wenigstens ein Einlassventil der Verbrennungskraftmaschine betätigbar ist. Ferner ist es denkbar, dass die Nockenwelle eine Auslassnockenwelle ist, mittels welcher wenigstens ein Auslassventil der Verbrennungskraftmaschine betätigbar ist. Mit anderen Worten kann das mittels der Nockenwelle betätigbare Gaswechselventil ein Einlassventil oder ein Auslassventil sein. Insbesondere ist es denkbar, mehrere Phasensteller mit dem in dem Druckspeicher gespeicherten Fluid zu versorgen, wobei beispielsweise ein erster der Phasensteller einer Einlassnockenwelle und ein zweiter der Phasensteller einer Auslassnockenwelle zugeordnet ist. Hierdurch kann auf besonders einfache Weise ein besonders vorteilhafter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet werden.The camshaft that can be adjusted by means of the phaser is, for example, an intake camshaft, by means of which at least one intake valve of the internal combustion engine can be actuated. It is also conceivable that the camshaft is an exhaust camshaft, by means of which at least one exhaust valve of the internal combustion engine can be actuated. In other words, the gas exchange valve which can be actuated by means of the camshaft can be an inlet valve or an outlet valve. In particular, it is conceivable to supply several phase adjusters with the fluid stored in the pressure accumulator, for example a first of the phase adjusters being assigned to an intake camshaft and a second of the phase adjusters to an exhaust camshaft. In this way, particularly advantageous operation of the internal combustion engine can be ensured in a particularly simple manner.
Insbesondere ist es denkbar, dass die Nockenwelle mittels des Phasenstellers bei einem Aktivieren der Motorbremse im Vergleich zu einem Zustand, in welchem die Motorbremse deaktiviert ist, relativ zu der Abtriebswelle verdreht, das heißt phasenverstellt, wird. Insbesondere ist es denkbar, die Einlassnockenwelle und die Auslassnockenwelle mittels der Phasensteller, insbesondere bei Aktivieren oder Deaktivieren des Motorbremsbetriebs, gleichzeitig zu verstellen, indem die Phasensteller mit dem Fluid aus dem Druckspeicher versorgt werden. Ferner ist es beispielsweise alternativ oder zusätzlich denkbar, das Fluid aus dem Druckspeicher zu verwenden, um das Betätigungselement gegen eine Bewegung aus der Übertragungsstellung in die Förderstellung zu sichern beziehungsweise um das Sichern des Betätigungselements gegen eine Bewegung aus der Übertragungsstellung in die Förderstellung zu bewirken.In particular, it is conceivable that the camshaft is rotated relative to the output shaft, that is to say phase adjusted, by means of the phase adjuster when the engine brake is activated in comparison to a state in which the engine brake is deactivated. In particular, it is conceivable to use the inlet camshaft and the outlet camshaft to adjust the phase adjuster at the same time, in particular when activating or deactivating the engine braking mode, by supplying the phase adjuster with the fluid from the pressure accumulator. Furthermore, it is alternatively or additionally conceivable, for example, to use the fluid from the pressure accumulator to secure the actuating element against movement from the transfer position into the conveying position or to secure the actuating element against movement from the transfer position into the conveying position.
Die Verwendung des Druckspeichers ermöglicht es insbesondere, eine besonders große Menge des den Druck aufweisenden Fluids in kurzer Zeit bereitzustellen, sodass Umschaltaufgaben mit einer hinreichend hohen Verstellgeschwindigkeit realisiert werden können. Diese Umschaltaufgaben umfassen beispielsweise das Aktivieren oder Deaktivieren des Motorbremsbetriebs. Somit umfassen die Umschaltaufgaben beispielsweise ein mittels des Phasenstellers bewirktes oder zu bewirkendes Phasenverstellen der Nockenwelle relativ zu der Abtriebswelle. Alternativ oder zusätzlich umfassen die Umschaltaufgaben das Sichern des Betätigungselements gegen eine Bewegung aus der Übertragungsstellung in die Förderstellung.The use of the pressure accumulator makes it possible in particular to provide a particularly large amount of the fluid having the pressure in a short time, so that switching tasks can be implemented with a sufficiently high adjustment speed. These switching tasks include, for example, activating or deactivating the engine braking mode. The switching tasks thus include, for example, a phase adjustment of the camshaft relative to the output shaft that is brought about or to be brought about by means of the phase adjuster. Alternatively or additionally, the switching tasks include securing the actuating element against movement from the transfer position into the conveying position.
Durch die Erfindung kann eine Druckregelung einer Pumpe wie beispielsweise einer Ölpumpe vermieden werden. Die Pumpe wird beispielsweise genutzt, um das Fluid durch einen Fluidkreislauf zu fördern und/oder um das Fluid, insbesondere über den Fluidkreislauf, in die Kammer zu fördern. Ferner kann auf eine in ihrer Förderleistung variable Pumpe zum Fördern des Fluids verzichtet werden, und die Erfindung ermöglicht ferner den Verzicht auf eine elektrische Zusatzpumpe. Dadurch können die Teileanzahl du somit die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.The invention makes it possible to avoid pressure regulation of a pump such as an oil pump. The pump is used, for example, to convey the fluid through a fluid circuit and / or to convey the fluid, in particular via the fluid circuit, into the chamber. Furthermore, a pump with variable delivery capacity for delivering the fluid can be dispensed with, and the invention also enables an additional electrical pump to be dispensed with. As a result, the number of parts, costs, weight and space requirements can be kept particularly low.
Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen können zudem herkömmlicherweise vorgesehene Federn an den Kipphebeln entfallen, insbesondere durch Nutzung des Druckspeichers als eine hydraulische Feder, um beispielsweise das Betätigungselement aus der Förderstellung in die Übertragungsstellung zu bewegen. Insbesondere ermöglicht die Verwendung des Druckspeichers besonders schnelle Umschaltzeiten beziehungsweise Ein- und Ausschaltzeiten, um beispielsweise zwischen dem befeuerten Betrieb und dem Motorbremsbetrieb umzuschalten. Insbesondere ist die Erfindung für Start-Stopp-Systeme beziehungsweise für Start-Stopp-Anwendungen besonders vorteilhaft verwendbar.Compared to conventional solutions, conventionally provided springs on the rocker arms can also be dispensed with, in particular by using the pressure accumulator as a hydraulic spring, for example to move the actuating element from the conveying position into the transfer position. In particular, the use of the pressure accumulator enables particularly fast switchover times or switch-on and switch-off times, for example to switch between the fired mode and the engine braking mode. In particular, the invention can be used particularly advantageously for start-stop systems or for start-stop applications.
Um einen besonders vorteilhaften Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren und dabei beispielsweise besonders definiert und bedarfsgerecht den Motorbremsbetrieb aktivieren und deaktivieren und somit beispielsweise bedarfsgerecht zwischen dem Motorbremsbetrieb und dem befeuerten Betrieb umschalten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Ventilbetätigungseinrichtung wenigstens eine Zuführleitung aufweist. Die Zuführleitung ist von dem mittels des Betätigungselements geförderten Fluid aus der Kammer durchströmbar. Das mittels des Betätigungselements geförderte und dadurch die Zuführleitung durchströmende Fluid aus der Kammer kann mittels der Zuführleitung zu dem und insbesondere in den Druckspeicher geführt werden. Dabei ist in der Zuführleitung wenigstens ein Ventilelement angeordnet, welches zwischen wenigstens einem Schließzustand und wenigstens einem Freigabezustand verstellbar ist. In dem Schließzustand ist die Zuführleitung mittels des Ventilelements zumindest in Richtung des Druckspeichers versperrt, sodass kein Fluid aus der Kammer über die Zuführleitung zu dem und in den Druckspeicher strömen kann. In dem Freigabezustand gibt das Ventilelement die Zuführleitung zumindest in Richtung des Druckspeichers frei, sodass in dem Freigabezustand das Fluid aus der Kammer über die Zuführleitung zu dem und insbesondere in den Druckspeicher strömen kann.In order to implement a particularly advantageous operation of the internal combustion engine and thereby, for example, activate and deactivate the engine braking mode in a particularly defined and needs-based manner and thus, for example, to be able to switch between the engine braking mode and the fired mode as required, it is provided in a further embodiment of the invention that the valve actuation device has at least one supply line having. The fluid conveyed from the chamber by means of the actuating element can flow through the supply line. The fluid conveyed by means of the actuating element and thereby flowing through the feed line from the chamber can be fed to and in particular into the pressure accumulator by means of the feed line. In this case, at least one valve element is arranged in the supply line, which valve element can be adjusted between at least one closed state and at least one released state. In the closed state, the supply line is blocked by means of the valve element at least in the direction of the pressure accumulator, so that no fluid can flow from the chamber via the supply line to and into the pressure accumulator. In the release state, the valve element releases the supply line at least in the direction of the pressure accumulator, so that in the release state the fluid can flow from the chamber via the supply line to and in particular into the pressure accumulator.
Der Schließzustand ist ein erster Zustand oder wird auch als erster Zustand bezeichnet, wobei der Freigabezustand auch als zweiter Zustand bezeichnet wird beziehungsweise ein zweiter Zustand ist. Der Schließzustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer Schließstellung des Ventilelements, wobei der Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer Freigabestellung des Ventilelements korrespondiert. Dabei ist beispielsweise das Ventilelement zwischen der Schließstellung und der Freigabestellung, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem zuvor genannten Bauelement, bewegbar.The closed state is a first state or is also referred to as the first state, the release state also being referred to as the second state or being a second state. The closed state corresponds, for example, to at least one closed position of the valve element, the released state, for example, corresponds to at least one released position of the valve element. In this case, for example, the valve element can be moved between the closed position and the release position, in particular translationally and / or relative to the aforementioned component.
Um auf besonders einfache und somit kostengünstige Weise den Motorbremsbetrieb aktivieren und deaktivieren und somit beispielsweise zwischen dem Motorbremsbetrieb und dem befeuerten Betrieb umschalten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Ventilbetätigungseinrichtung eine Betätigungsleitung aufweist, über welche das Ventilelement mittels des Druckspeichers mit dem Innendruckspeicher aufgenommenen Fluid versorgbar, insbesondere beaufschlagbar, ist, wodurch das Ventilelement aus wenigstens einem der Zustände in den anderen Zustand, insbesondere aus dem Schließzustand in den Freigabezustand, verstellbar ist. Durch das Versorgen, insbesondere beaufschlagen, des Ventilelements mit dem Fluid aus dem Druckspeicher über die Betätigungsleitung kann beispielsweise das Fluid zumindest mittelbar, insbesondere direkt, eine Umschaltkraft auf das Ventilelement ausüben. Mittels der Umschaltkraft ist das Ventilelement aus dem einen Zustand in den anderen Zustand, insbesondere aus dem Freigabezustand in den Schießzustand, verstellbar. Dadurch kann eine besonders einfache und somit kostengünstige Verstellung des Ventilelements aus dem einen Zustand in den anderen Zustand bewirkt werden.In order to be able to activate and deactivate the engine braking mode in a particularly simple and thus inexpensive manner and thus, for example, to be able to switch between engine braking mode and fired mode, a further embodiment of the invention provides that the valve actuating device has an actuating line via which the valve element is operated by means of the pressure accumulator with the internal pressure accumulator absorbed fluid can be supplied, in particular acted upon, whereby the valve element can be adjusted from at least one of the states to the other state, in particular from the closed state to the released state. By supplying, in particular acting on, the valve element with the fluid from the pressure accumulator via the actuating line, the fluid can, for example, exert a switching force on the valve element at least indirectly, in particular directly. The valve element is switched from one state to the other by means of the switching force State, in particular from the release state to the shooting state, adjustable. As a result, a particularly simple and thus inexpensive adjustment of the valve element from one state to the other can be effected.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass in der Betätigungsleitung eine Ventileinrichtung angeordnet ist, welche zwischen wenigstens einem die Betätigungsleitung zumindest in Richtung des Ventilelements versperrenden Sperrzustand als drittem Zustand und wenigstens einem die Betätigungsleitung zumindest in Richtung des Ventilelements freigebenden Offenzustand als viertem Zustand verstellbar ist. Dadurch kann der Motorbremsbetrieb besonders bedarfsgerecht aktiviert und deaktiviert werden.A further embodiment is characterized in that a valve device is arranged in the actuation line, which can be adjusted between at least one blocking state, which blocks the actuation line at least in the direction of the valve element, as the third state and at least one open state, which releases the actuation line at least in the direction of the valve element, as the fourth state . As a result, the engine braking mode can be activated and deactivated particularly as required.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Ventileinrichtung als elektrisch betätigbare Ventileinrichtung ausgebildet und dadurch mittels elektrischer Energie, insbesondere elektrischem Strom, aus dem dritten Zustand in den vierten Zustand und/oder aus dem vierten Zustand in den dritten Zustand verstellbar ist. Dadurch kann besonders bedarfsgerecht eine Verstellung der Ventileinrichtung und in der Folge eine Verstellung des Ventilelements bewirkt werden.It has been shown to be particularly advantageous if the valve device is designed as an electrically actuatable valve device and can thereby be adjusted from the third state to the fourth state and / or from the fourth state to the third state by means of electrical energy, in particular electrical current. As a result, an adjustment of the valve device and, as a result, an adjustment of the valve element can be effected particularly as required.
Der Sperrzustand korrespondiert beispielsweise mit einer Sperrstellung, wobei der Offenzustand beispielsweise mit einer Offenstellung korrespondiert. Dabei ist beispielsweise das Ventilelement zwischen der Sperrstellung und der Offenstellung, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Bauelement, bewegbar. Dadurch kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.The locked state corresponds, for example, to a locked position, the open state, for example, corresponding to an open position. In this case, for example, the valve element can be moved between the blocking position and the open position, in particular translationally and / or relative to the component. As a result, the space requirement can be kept particularly low.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ventilbetätigungseinrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, zum Betätigen wenigstens eines Gaswechselventils einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Bei dem Verfahren weist die Ventilbetätigungseinrichtung einen Kipphebel auf, welcher um eine Schwenkachse zwischen wenigstens einer Ausgangsstellung und wenigstens einer Betätigungsstellung zum Betätigen des Gaswechselventils verschwenkbar ist. Bei dem Verfahren weist die Ventilbetätigungseinrichtung außerdem eine entlang einer Bewegungsrichtung, insbesondere translatorisch, relativ zu dem Kipphebel bewegbar an dem Kipphebel gehaltenes Betätigungselement auf, unter dessen Vermittlung bei einer Bewegung des Kipphebels aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung das Gaswechselventil mittels des Kipphebels betätigbar ist. Außerdem wird bei dem Verfahren eine teilweise durch das Betätigungselement, insbesondere direkt, begrenzte Kammer mit einem Fluid, insbesondere mit einer Flüssigkeit wie beispielsweise einem Öl, versorgt. Hierzu wird beispielsweise das Fluid mittels einer Pumpe gefördert, insbesondere in die Kammer gefördert.A second aspect of the invention relates to a method for operating a valve actuation device, in particular a valve actuation device according to the invention according to the first aspect of the invention, for actuating at least one gas exchange valve of an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle. In the method, the valve actuating device has a rocker arm which can be pivoted about a pivot axis between at least one starting position and at least one actuating position for actuating the gas exchange valve. In the method, the valve actuation device also has an actuation element held on the rocker arm so that it can move relative to the rocker arm along a direction of movement, in particular in a translatory manner, under whose mediation the gas exchange valve can be actuated by means of the rocker arm when the rocker arm moves from the starting position into the actuating position. In addition, in the method, a chamber that is partially delimited by the actuating element, in particular directly, is supplied with a fluid, in particular with a liquid such as an oil. For this purpose, for example, the fluid is conveyed by means of a pump, in particular conveyed into the chamber.
Um nun auf besonders kostengünstige Weise einen besonders vorteilhaften Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist es bei dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass die Ventilbetätigungseinrichtung einen Druckspeicher aufweist. Bei beziehungsweise infolge einer beziehungsweise durch eine Bewegung des Kipphebels aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung wird das Fluid aus der Kammer mittels des Betätigungselements in den Druckspeicher gefördert. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.In order to be able to implement a particularly advantageous operation of the internal combustion engine in a particularly cost-effective manner, it is provided in the second aspect of the invention that the valve actuation device has a pressure accumulator. During or as a result of or due to a movement of the rocker arm from the starting position into the actuating position, the fluid is conveyed from the chamber into the pressure accumulator by means of the actuating element. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawing.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the single figure can be used not only in the specified combination, but also in other combinations or on their own, without the frame to leave the invention.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungseinrichtung zum Betätigen wenigstens eines Gaswechselventils einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug.The single figure of the drawing shows a schematic representation of a valve actuation device according to the invention for actuating at least one gas exchange valve of an internal combustion engine for a motor vehicle.
Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ventilbetätigungseinrichtung
Das Gaswechselventil
Das Gaswechselventil
Die Ventilbetätigungseinrichtung
Außerdem umfasst die Ventilbetätigungseinrichtung
Bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel betätigt der Kipphebel
Das Übertragungselement
Die Ventilbetätigungseinrichtung
Die Ventilbetätigungseinrichtung
In der Fig. ist besonders schematisch ein auch als Ölkanal bezeichneter oder als Ölkanal ausgebildeter Kanal
Die Ventilbetätigungseinrichtung
Aus der Fig. ist erkennbar, dass in der Versorgungsleitung
Um nun auf besonders kostengünstige Weise einen besonders vorteilhaften Betrieb der Verbrennungskraftmaschine
Aus der Fig. ist erkennbar, dass eine Bewegung des Kolbens
Insbesondere ist der Kolben
Es ist auch denkbar, dass der Kipphebel
Die Ventilbetätigungseinrichtung
Dabei ist in der Stellleitung 66 ein Rückschlagventil
Die Ventilbetätigungseinrichtung
Die Ventilbetätigungseinrichtung
Dem Steuerventil
Darüber hinaus ist in der Zuführleitung
Des Weiteren ist in der Fig. erkennbar, dass innerhalb der Achse
Die Ventilbetätigungseinrichtung
Insgesamt ist erkennbar, dass der Kipphebel
Die Ventilbetätigungseinrichtung
Um das Steuerventil
Aus der Fig. ist erkennbar, dass die Ventileinrichtung
Bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ventileinrichtung
Mit anderen Worten wird dadurch und durch das Verschwenken des Kipphebels
Das aus der Kammer
Das Öl, welches in die Kammer
Sobald in dem Druckspeicher
Bei dem Aktivieren beziehungsweise Einschalten der Motorbremse wird beispielsweise das Steuerventil
Bei dem beziehungsweise zum Aktivieren beziehungsweise Einschalten der Motorbremse wird der Druckspeicher
Bei dem beziehungsweise zu dem Deaktivieren oder Ausschalten der Motorbremse wird das Steuerventil
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- VentilbetätigungseinrichtungValve actuator
- 1212th
- GaswechselventilGas exchange valve
- 1414th
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 1616
- KurbelgehäuseCrankcase
- 1818th
- Zylindercylinder
- 2020th
- Kolbenpiston
- 2222nd
- PleuelConnecting rod
- 2424
- Kurbelwellecrankshaft
- 2626th
- KurbelwellendrehachseCrankshaft rotation axis
- 2828
- BrennraumCombustion chamber
- 2929
- ZylinderkopfCylinder head
- 3030th
- DoppelpfeilDouble arrow
- 3232
- VentilfederValve spring
- 3434
- Kipphebelrocker arm
- 3636
- SchwenkachseSwivel axis
- 3838
- Achseaxis
- 4040
- Nockenwellecamshaft
- 4242
- NockenwellendrehachseCamshaft rotation axis
- 4444
- Nockencam
- 4646
- ÜbertragungselementTransmission element
- 4848
- GrundkreisphaseBase circle phase
- 5050
- Kolbenpiston
- 5252
- DoppelpfeilDouble arrow
- 5454
- Kammerchamber
- 5656
- Kanalchannel
- 5858
- Versorgungsleitungsupply line
- 6060
- Rückschlagventilcheck valve
- 6262
- DruckspeicherPressure accumulator
- 6464
- PhasenstellerPhase adjuster
- 6868
- VentileinheitValve unit
- 7070
- Rückschlagventilcheck valve
- 7272
- RücklaufleitungReturn line
- 7474
- Reservoirreservoir
- 7676
- ZuführleitungFeed line
- 7878
- SteuerventilControl valve
- 8080
- Federfeather
- 8282
- Rückschlagventilcheck valve
- 8484
- HochdruckölgalerieHigh pressure oil gallery
- 8686
- NiederdruckölgalerieLow pressure oil gallery
- 8888
- FederelementSpring element
- 9090
- BetätigungsleitungActuation line
- 9292
- VentileinrichtungValve device
- 9494
- Rückschlagventilcheck valve
- 9696
- Federfeather
- 9898
- WechselventilShuttle valve
- AA.
- Kammerchamber
- BB.
- Kammerchamber
- TT
- TeilbereichSub-area
- pHPpHP
- HochdruckHigh pressure
- pLPpLP
- NiederdruckLow pressure
- PJBPJB
- AktivierungsölgalerieActivation oil gallery
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 2425105 B1 [0002]EP 2425105 B1 [0002]
- US 2017/0002702 A1 [0003]US 2017/0002702 A1 [0003]
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DE102021005714A1 (en) | 2021-11-18 | 2023-05-25 | Daimler Truck AG | Valve train for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, internal combustion engine and motor vehicle |
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- 2019-12-20 DE DE102019008969.3A patent/DE102019008969B4/en active Active
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