DE10316353B4

DE10316353B4 - Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem hydraulischen Ventilspielausgleich

Info

Publication number: DE10316353B4
Application number: DE2003116353
Authority: DE
Inventors: Wolfgang FÖRDERER
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2023-04-11
Also published as: DE10316353A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem hydraulischen Ventilspielausgleich (1), dadurch gekennzeichnet, dass Ablagerungen auf den Gaswechselventilen der Brennkraftmaschine abgelöst werden, indem das Ventilspiel mittels des hydraulischen Ventilspielausgleiches auf einen Maximalwert gestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem hydraulischen Ventilspielausgleich und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine weisen für ihre Betriebssicherheit ein Ventilspiel auf. Dieses Ventilspiel muss einen für die Brennkraftmaschine spezifischen Wert aufweisen. Ist dieser Wert für das Ventilspiel zu klein, besteht die Gefahr, dass bei hohen Kurbelwellendrehzahlen der Ventilteller eines Gaswechselventils nicht von der Ventilfeder bis in den Ventilsitz des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine gezogen wird. Dadurch kann das Gaswechselventil nicht seine Wärme an den gekühlten Zylinderkopf abgeben und unter Umständen Schaden nehmen. Ist der Wert für das Ventilspiel zu groß entsteht beim Betrieb der Brennkraftmaschine ein klapperndes Motorgeräusch.
Zur automatischen Einstellung des Ventilspiels weisen viele Brennkraftmaschinen einen hydraulischen Ventilspielausgleich auf, bei dem zwischen den Nocken der Nockenwelle und dem Ventilschaft der Gaswechselventile ein Hydroelement angeordnet ist, wie es beispielsweise aus der DE 197 48 162 A1 bekannt ist. Das Hydroelement ist über eine Ölleitung mit einer Ölversorgung verbunden, wobei die Dicke des Hydroelementes vom Öldruck abhängig ist. Ohne Öldruck ist die Dicke des Hydroelementes minimal, wodurch das Ventilspiel der Gaswechselventile maximal ist. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird der Öldruck in den Hydroelementen so gewählt, dass die Hydroelemente das Ventilspiels minimieren, wobei der Öldruck nicht ausreicht, um das Gaswechselventil gegen die Rückstellkraft der Ventilfeder in den Brennraum hinein zu verschieben.
Ein Problem beim Betrieb von Brennkraftmaschinen ist die als Verkokung bezeichnete zeitliche Ablagerung von Verbrennungsrückstände auf den Ventiltellern der Gaswechselventile. Ablagerungen auf den Ventiltellern der Gaswechselventile bewirken, dass sich die Gaswechselventile nicht vollständig schließen können, wodurch sich das Ventilspiel vergrößert, und wodurch die Gefahr besteht, dass die Gaswechselventile durch die reduzierte Kühlung Schaden nehmen. Dabei reduzieren die Ablagerungen den freien Ventilquerschnitt und reduzieren somit die Leistung und das Drehmoment des Brennkraftmaschine.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem hydraulischen Ventilspielausgleich gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, bei dem die Entstehung von Ablagerungen auf dem Ventilteller der Gaswechselventile vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 6 gelöst, wonach die Ablagerungen auf den Gaswechselventilen der Brennkraftmaschine abgelöst werden, indem das Ventilspiel mittels des hydraulischen Ventilspielausgleiches auf einen Maximalwert gestellt wird.
Dieses Einstellen des Ventilspiels auf einen Maximalwert zum Ablösen von Ablagerungen wird entweder bei jeder in Betriebnahme der Brennkraftmaschine oder in regelmäßigen Intervallen, beispielsweise alle 1000 Kilometer oder nach 100 Betriebsstunden, durchgeführt.
Wenn die Brennkraftmaschine über eine Vorrichtung zum Sensieren von Ablagerungen auf den Ventilen verfügt, erfolgt das Einstellen des Ventilspiels auf einen Maximalwert zum Ablösen von Ablagerungen, wenn Ablagerungen auf den Ventilen sensiert werden. Eine derartige Vorrichtung kann beispielsweise als eine axiale Positionsbestimmung der Gaswechselventile ausgebildet sein. Alternativ kann eine derartige Vorrichtung Ablagerungen über eine Auswertung akustisch erfasster Signale bestimmen.
Die Einstellung des maximalen Ventilspiels mittels Hydrostößeln erfolgt, indem die Verbindung zwischen der Ölpumpe und den Hydrostößeln unterbrochen wird.
Bei einer Vorrichtung zur Einstellung des minimalen Ventilspiels bei der Brennkraftmaschine mit einem hydraulischen Ventilspielausgleich sind die Gaswechselventile der Brennkraftmaschine mit Hydrostößeln ausgestattet. Die Hydrostößel sind über eine Ölleitung mit einer Ölpumpe zur Ölversorgung verbunden. Zwischen den Hydrostößeln und der Ölpumpe ist in der Ölleitung eine ein Sperrglied aufweisende Rückleitung angeordnet, die in einem Sammelbehälter endet. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 31 15 158 A1 bekannt.
Zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist zwischen dem Sperrglied und dem Sammelbehälter ein Rückschlagventil angeordnet.
Dabei ist vorgesehen, dass das Sperrglied als Magnetventil ausgebildet ist. Im stromlosen Zustand ist das Sperrglied geschlossen, wodurch die Einstellung des Ventilspiels auch bei einem Ausfall der Stromversorgung am Sperrglied gewährleistet ist.
Im folgenden wird das Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem hydraulischen Ventilspielausgleich und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anhand von einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit einer Figur dargestellt und erläutert.
Es zeigt
die Figur eine schematische Darstellung der Ölversorgung der Hydrostößel einer Brennkraftmaschine mit einer ein Sperrglied aufweisenden Rückleitung.
Der Figur zeigt die schematische Darstellung eines Zylinderkopfes 1, dessen Gaswechselventile jeweils einen Hydrostößel 2 aufweisen. Die Hydrostößel 2 sind über eine Ölleitung 3 mit von einer Ölpumpe 4 gebildeten Ölversorgung verbunden. Die Ölpumpe 4 fördert aus einem als Ölwanne 5 ausgebildeten Sammelbehälter Motoröl und presst dieses zum automatischen Ausgleich des Ventilspiels mit einem Überdruck von zwei Bar in die Hydrostößel 2.
Beim Betrieb der Brennkraftmaschine scheiden sich mit der Zeit auf den Gaswechselventilen Verbrennungsrückstände ab. Diese Ablagerungen auf dem Ventilteller der Gaswechselventile bewirken, dass sich das Gaswechselventil nicht vollständig schließen kann, wodurch sich das Ventilspiel vergrößert. Zudem können die Gaswechselventile ihre Wärme nicht mehr an den gekühlten Zylinderkopf abgeben, wodurch die Gaswechselventile Schaden nehmen können.
Zur Vermeidung von mit der Zeit dicker werdenden Ablagerungen wird das Ventilspiel der Gaswechselventile kurzzeitig, beispielsweise für 3 Minuten, maximal eingestellt. Dadurch kommt es beim Betrieb der Brennkraftmaschine zum Klappern der Ventile, wodurch sich die Abscheidungen auf den Ventiltellern der Gaswechselventile ablösen.
Dazu weist die Ölleitung 3 zwischen den Hydrostößeln 2 und der Ölpumpe 4 eine Rückleitung 6 auf, in die als Sperrglied ein Magnetventil 7 angeordnet ist. Die Rückleitung 6 endet ebenfalls in der Ölwanne 5 der Brennkraftmaschine. Im stromlosen Zustand ist das Magnetventil 7 geschlossen, wodurch kein Öl über die Rückleitung 6 von der Ölpumpe 4 in die Ölwanne 5 gefördert werden kann, und wodurch das Ventilspiel automatisch vom hydraulischen Ventilspielausgleich eingestellt wird.
Zum Lösen der Ablagerungen auf den Ventiltellern der Gaswechselventile wird das Magnetventil 7 bestromt, wodurch die Ölpumpe 4 das Öl lediglich über die Rückleitung 6 in die Ölwanne 5 fördert. Ohne Ölversorgung reduziert sich die Dicke der Hydroelemente 2, wodurch das Ventilspiel einen Maximalwert einnimmt. Dadurch werden die Gaswechselventile heftig von den Ventilfedern in die Ventilsitze des Zylinderkopfes gepresst, wodurch sich auf den Ventiltellern befindlichen Abscheidungen lösen.
Grundsätzlich kann das Einstellen des Ventilspiels auf einen Maximalwert zum Ablösen von Ablagerungen bei jeder in Betriebnahme der Brennkraftmaschine durchgeführt werden. Es wird jedoch ausreichen das Einstellen des Ventilspiels auf einen Maximalwert zum Ablösen von Ablagerungen in regelmäßigen Intervallen, beispielsweise alles 1000 Kilometer oder alle 100 Betriebstunden, bei vorzugsweise heißer Brennkraftmaschine durchzuführen.
Sollte die Brennkraftmaschine über eine Vorrichtung zum Sensieren von Ablagerungen auf den Gaswechselventilen verfügen, erfolgt das Einstellen des Ventilspiels auf einen Maximalwert nur, wenn Ablagerungen auf den Ventilen sensiert werden. Eine derartige Vorrichtung kann beispielsweise über eine axiale Positionsbestimmung der Gaswechselventile mittels Hallsensoren erfolgen. Zeigt die se Positionsbestimmung eine Verschiebung eines Gaswechselventils in Richtung des Brennraumes wird dies als Ablagerung auf dem Ventilteller der Gaswechselventile interpretiert.
Zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist zwischen dem Magnetventil 7 und der Ölwanne 5 ein Rückschlagventil 8 angeordnet, welches erst ab einem Öldruck von 0,4 Bar den Ölfluss freigibt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem hydraulischen Ventilspielausgleich und der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden Abscheidungen von Verbrennungsrückständen auf den Ventiltellern der Gaswechselventile durch das gelegentliche Vergrößern des Ventilspiels mittels der das Magnetventil 7 aufweisenden Rückleitung 6 zuverlässig entfernt.

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem hydraulischen Ventilspielausgleich (1), dadurch gekennzeichnet, dass Ablagerungen auf den Gaswechselventilen der Brennkraftmaschine abgelöst werden, indem das Ventilspiel mittels des hydraulischen Ventilspielausgleiches auf einen Maximalwert gestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen des Ventilspiels auf einen Maximalwert zum Ablösen von Ablagerungen bei jeder in Betriebnahme der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen des Ventilspiels auf einen Maximalwert zum Ablösen von Ablagerungen in regelmäßigen Intervallen durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine über eine Vorrichtung zum Sensieren von Ablagerungen auf den Gaswechselventilen verfügt, und dass das Einstellen des Ventilspiels auf einen Maximalwert zum Ablösen von Ablagerungen erfolgt, wenn Ablagerungen auf den Ventilen sensiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Ventilspiels mittels an jedem Gaswechselventil angeordneten, mit einer Ölversorgung verbundenen Hydrostößeln (2) erfolgt, und dass das Ventilspiel am hydraulischen Ventilspielausgleiches auf einen Maximalwert eingestellt wird, indem die Verbindung zwischen der Ölversorgung und den Hydrostößeln 2 unterbrochen wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum hydraulischen Ventilspielausgleich die Gaswechselventile der Brennkraftmaschine mit Hydrostößeln (2) ausgestattet sind, die über eine Ölleitung (3) mit einer Ölversorgung verbunden sind, und dass die Ölleitung (3) zwischen den Hydrostößeln und der Ölversorgung eine ein Sperrglied aufweisende Rückleitung (6) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückleitung (6) in einem Sammelbehälter endet, und dass zwischen der dem Sperrglied und dem Sammelbehälter ein Rückschlagventil (8) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied als Magnetventil (7) ausgebildet ist, welches im stromlosen Zustand geschlossen ist.