-
GEBIET
-
Diese Anmeldung stellt eine Schaltanschlagverriegelungsanordnung für einen Kipphebel und einen dadurch gebildeten Kipphebel bereit.
-
HINTERGRUND
-
Techniken der variablen Ventilsteuerung können zu großen Aufbauten auf dem Ventiltrieb führen, wobei sich die Betätigungselemente nach oben oder hinter die Kipphebel erstrecken. Der Raum auf dem Zylinderkopf ist eng, weshalb VVA-Teile sich in der Regel nach oben oder hinten bewegen. Dies führt auch zu Verpackungsproblemen in dem Motorraum. Für den Wechsel zwischen variablen Ventilhubprofilen ist ein Umschalten gewünscht, das zuverlässig, mit einer geringen Teilezahl, kompakt und leicht ist.
-
KURZDARSTELLUNG
-
Die hier offenbarten Verfahren und Vorrichtungen beseitigen die vorstehend genannten Nachteile und verbessern den Stand der Technik einer Schaltanschlagverriegelungsanordnung für einen Ventiltrieb und den dadurch gebildeten Ventiltrieb. Es kann auch ein Träger für einen Ventiltrieb gebildet werden. Ein Ventiltrieb kann einen Kipphebel, ein Nockenbetätigungssystem und einen Schaltanschlag umfassen, der konfiguriert ist, um selektiv auf den Kipphebel zu wirken. Ein Typ III-Kipphebel kann mit einem Schaltanschlag wie gezeigt und beschrieben konfiguriert werden. Ein Typ III-Kipphebel kann mit einem Schaltanschlag angrenzend an eine Rolle oder einen Stößel, wie gezeigt und beschrieben, konfiguriert sein.
-
Eine Schaltanschlagverriegelungsanordnung für einen Kipphebel kann ein Verriegelungsanordnungsgehäuse umfassen, das eine Verriegelungsanordnungsölzuführung, eine Kolbenbohrung, eine Anschlagbohrung, die eine Anschlagöffnung umfasst, und einen Federsitz umfasst. Ein Kolben kann sich in der Kolbenbohrung befinden. Ein Schaltanschlag kann sich in der Anschlagbohrung befinden und der Schaltanschlag kann einen Vorsprung aufweisen, der aus der Anschlagöffnung herausragt. Eine Rückstellfeder kann in dem Federsitz konfiguriert sein, um den Schaltanschlag und den Kolben vom Federsitz weg und zur Verriegelungsanordnungsölzuführung hin vorzuspannen.
-
Ein Ventiltrieb kann einen Kipphebel umfassen, der konfiguriert ist, um gegen einen Nocken auf einer Nockenschiene zu wirken, und der Kipphebel kann eine Verriegelungsoberfläche umfassen, die konfiguriert ist, um selektiv mit dem Vorsprung einzugreifen und ihn zu lösen.
-
Der Kipphebel kann eine Körpererweiterung umfassen, die an eine Lageroberfläche eines Nockenendes angrenzt. Die Verriegelungsoberfläche kann in die Körpererweiterung integriert sein. Das Verriegelungsgehäuse kann mindestens teilweise unter der Körpererweiterung verschachtelt sein. Außerdem kann die Kipphebelerweiterung, wenn eingeschlossen, mindestens teilweise unter der Körpererweiterung verschachtelt sein.
-
Weitere Aufgaben und Vorteile werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt und teilweise aus der Beschreibung ersichtlich sein oder können durch die Ausübung der Offenbarung erlernt werden. Die Aufgaben und Vorteile werden auch mittels der Elemente und Kombinationen umgesetzt und erreicht, die insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt sind.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
- 1A-1C zeigen perspektivische Ansichten von alternativen Schaltanschlagverriegelungsanordnungen und Kipphebeln in alternativen Ventiltriebkonfigurationen.
- 2 zeigt eine Ansicht einer der Schaltanschlagverriegelungsanordnungen.
- 3A und 3B zeigen Vergleichsansichten von abgesenkten und gehobenen Zuständen des Kipphebels relativ zu einer entriegelten Schaltanschlagverriegelungsanordnung.
- 4A und 4B zeigen Vergleichsansichten von abgesenkten und gehobenen Zuständen des Kipphebels relativ zu einer entriegelten Schaltanschlagverriegelungsanordnung.
- 5 zeigt eine Ansicht einer alternativen Schaltanschlagverriegelungsanordnung und eines Kipphebels dafür.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Es wird nun im Detail auf die Beispiele Bezug genommen, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind.
-
Ein Schaltanschlag 220 für einen Kipphebel 50, 60 kann verwendet werden, um die Zylinderdekompression (CDC) zu implementieren. Der Schaltanschlag 220 kann eine variable Ventilsteuerung (VVA) ermöglichen. Sie kann bei Hochleistungsmotoren verwendet werden, um den Zylinderdekompressionsmodus (CDC-Modus) zu ermöglichen. Vorteile schließen Einfachheit und robustes Design ein.
-
Verbrennungsmotoren sind gezwungen, den Kraftstoffverbrauch und die Abgasemissionen zu reduzieren. Eine der Möglichkeiten besteht in der Verwendung eines Zylinderdekompressionssystems (CDC-System) in einem Motorventiltrieb 1, 2, 3. CDC verringert den Druckabfall in Zylindern. Sie reduziert das erforderliche Drehmoment zum Drehen der Kurbelwelle. Das ist in vielen Anwendungsbereichen von Vorteil:
- • Start/Stopp-Systeme - geringerer Leistungsverbrauch und weniger Vibration bei wiederholten Starts und Stopps.
- • Hybridantriebe - nahtlose Übergänge zwischen Verbrennungs- und Elektromotorbetrieben.
- • Ausrollen von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren (ICE) - Ersatz für Zylinderdeaktivierung für geringeren Kraftstoffverbrauch während Niedriglastbetrieben.
-
Das vorgeschlagene CDC-System umfasst einen Schaltanschlag 220 mit einem einfachen und dennoch robusten Design. Das Design ist flexibel und kann je nach Motorauslegung und Platzverhältnissen für verschiedene Motoren geändert werden. Das Design kann jedoch leicht angepasst werden und ein robustes CDC-System kann an OEMs geliefert werden. Zum Beispiel kann der Schaltanschlag 220 gemäß den Kundenspezifikationen passgenau ausgewählt werden, wobei die Höhe des Vorsprungs 224 das Ausmaß der Zylinderdekompression (Ausmaß, in dem die Ventile offen gehalten werden) vorgibt. Nun kann der Schaltanschlag 220 in eine Richtung skaliert werden, während der Rest des Kipphebels 50, 60 für andere kundenspezifische Konfigurationen verwendbar bleibt. Die Hublänge des Schaltanschlags 220 kann angepasst werden, indem die Anschlagöffnung 204 verbreitert oder enger gehalten wird. Dann kann die Bewegung und die Ausdehnung der Verriegelungsoberfläche 57, 67 auch für die Anpassung der Hubhöhe variieren.
-
In der Nähe eines Kipphebels 50, 60 kann ein Schaltanschlag 220 vorhanden sein. Das Verriegelungsanordnungsgehäuse 200 für den Schaltanschlag 220 kann in einen Verriegelungskörper 81, 91, 101 platziert werden und kann gegen den Kipphebel 50, 60 verschachtelt werden oder kann wie in einer Tasche des Kipphebels 50, 60 platziert werden. Der Schaltanschlag 220 kann durch seine Rückstellfeder 230 in eine Eingriffsposition gedrückt werden, und er kann durch Ölsteuerung an einem Kolben 210 in eine Löseposition gedrückt werden. Wenn kein Öldruck vorliegt, drückt der Kolben 210 nicht, der Schaltanschlag 220 wird in die Eingriffsposition verschoben, und die Kipphebelbewegung wird durch den Schaltanschlag 220 begrenzt, sodass die Motorventile nicht geschlossen werden können. Siehe 4A und 4B. CDC-Modus ist an. Wenn Öl mit Druck beaufschlagt wird, überwindet der Kolben 210 die Rückstellfeder 230, der Schaltanschlag 220 wird in die Löseposition verschoben, der Kipphebel 50, 60 kann sich frei bewegen, die Lageroberfläche (Wälzlager oder Gleitpolster) 56, 66 folgt dem Nocken 31 der rotierenden Nockenschiene 30, und die Motorventile können geschlossen werden. CDC-Modus ist aus. Siehe 3A und 3B.
-
Die Vorteile können ein einfaches und robustes Design einschließen, das leicht an verschiedene Motoren angepasst werden kann, das ohne Öffnungs- und Schließrampen ausgelegt sein kann, das bei niedrigen Kurbelwellenumdrehungen pro Minute (RPM) für Start/Stopp-Systeme akzeptabel sein kann und eine Umgestaltung des Ventilprofils ermöglichen kann.
-
Eine Schaltanschlagverriegelungsanordnung 2001 für einen Kipphebel 50, 60 kann ein Verriegelungsanordnungsgehäuse 200 umfassen, das einen Verriegelungsanordnungsölanschluss 2021, eine Kolbenbohrung 201, eine Anschlagbohrung 203, die eine Anschlagöffnung 204 umfasst, und einen Federsitz 206 umfasst. Ein Kolben 210 kann sich in der Kolbenbohrung 201 befinden. Ein Schaltanschlag 220 kann sich in der Anschlagbohrung 203 befinden und der Schaltanschlag 220 kann einen Vorsprung 224 aufweisen, der aus der Anschlagöffnung 204 herausragt. Eine Rückstellfeder 230 kann in dem Federsitz 206 konfiguriert sein, um den Schaltanschlag 220 und den Kolben 210 von dem Federsitz 206 weg und zu dem Verriegelungsanordnungsölanschluss 2021 hin vorzuspannen.
-
Das Verriegelungsanordnungsgehäuse 200 kann eine abgestufte Bohrungsstruktur umfassen, die Stufen wie die Anschlagbohrungsstufe 2031 einschließt. Der Kolben 210 kann in die Kolbenbohrung 201 abgesenkt werden. Die Kolbenbohrung 201 kann eine Kolbenrückwand 202 umfassen, durch die der Verriegelungsanordnungsölanschluss 2021 die Ölsteuerung versorgen kann. An dem Kolbenkörper 214 kann ein Nippel 213 ausgebildet sein, der den Kolben 210 von der Kolbenrückwand 202 beabstandet, um den Ölfluss um den Kolben 210 während der Ölsteuerung zu unterstützen.
-
Der Verriegelungsanordnungsölanschluss 2021 kann mit dem Ölkanal 41 in der Kipphebelwelle 40 über verschiedene Verbindungen zu einer Kipphebelwellenölzuführung 42 verbunden werden. Wenn die Schaltanschlagverriegelungsanordnung 2001 in einem verankerten Verriegelungsanordnungskörper 80 oder in einem integrierten Verriegelungsanordnungskörper 100 angebracht ist, kann ein Abschnitt des Verriegelungskörpers 81, 91 eine Verriegelungsölzuführung 941 umfassen, die sich von dem Verriegelungsanordnungsölanschluss 2021 erstrecken kann. Eine Kipphebelölzuführung 69 kann fluidisch mit der Verriegelungsölzuführung 941 verbunden sein. Bei dem verankerten Verriegelungsanordnungskörper 90, der den Verriegelungskörper 91 und die Kipphebelerweiterung 93 umfasst, kann der Verriegelungsanordnungsölanschluss 2021 gebildet sein, um sich direkt mit einer Erweiterungsölzuführung 94 für eine Fluidkommunikation mit der Kipphebelwellenölzuführung zu verbinden.
-
Mehrere Alternativen sind in den Ventiltrieben 1, 2 und 3 dargestellt. In den 1A und 1B kann ein Träger 10 an dem Zylinderkopf angebracht werden. Die Kipphebelwelle 40 ist mit Optionen zum Stabilisieren gegen den Träger 10 dargestellt. In dem Trägerkörper 13 sind zusätzliche Befestigungslöcher 11, 12 dargestellt. Halterungen 82, 92 können mit Verriegelungskörpern 81, 91 integriert werden, um die Schaltanschlagverriegelungsanordnung 2001 in Bezug auf den Träger 10 zu verankern. Befestigungselemente 24 wie Schrauben, Nieten, Positionierstifte und dergleichen können zum Verankern der Halterungen 82, 92 am Träger 10 verwendet werden. In 1C ist der Träger 20 jedoch stärker integriert. Auch er kann die Kipphebelwelle 40 stabilisieren und kann Befestigungslöcher 21, 22 in dem Trägerkörper 23 umfassen. Anstelle einer Halterung ist der Verriegelungskörper 101 jedoch als integrierter Verriegelungsanordnungskörper 100 in das Material des Trägers 20 integriert. Das Verriegelungsanordnungsgehäuse 200 ist in den Trägerkörper 23 integriert, und der Trägerkörper 23 ist konfiguriert, um an einem Zylinderkopf eines Motors angebracht zu werden. Und der Trägerkörper 23 ist konfiguriert, um eine Kipphebelwelle 40 an dem Zylinderkopf zu verankern.
-
Das Verriegelungsanordnungsgehäuse 200 kann mit einer Halterung 92 zum Anbringen an einem Ventiltriebträger 10 konfiguriert sein. Das Verriegelungsanordnungsgehäuse 200 kann mit einer Kipphebelerweiterung 93 konfiguriert sein. Und die Kipphebelerweiterung 93 kann konfiguriert sein, um eine Kipphebelwelle 40 in einer Erweiterungskipphebelwellenbohrung 940 aufzunehmen. Die Kipphebelerweiterung 93 umfasst eine Erweiterungsölzuführung 94 von der Erweiterungskipphebelwellenbohrung 940 zu dem Verriegelungsanordnungsölanschluss 2021.
-
Die Anschlagöffnung 204 der Anschlagbohrung 204 kann skonfiguriert sein, um den Vorsprung 224 des Schaltanschlags 220 für eine Hin- und Herbewegung in der Anschlagbohrung 204 zu umgeben. Eine erste Öffnungsendwand 2041 und eine zweite Öffnungsendwand 2042 der Anschlagöffnung 204 sind als eine Bewegungsanschläge für den Schaltanschlag 220 konfiguriert. Alternativ oder zusätzlich kann die Anschlagbohrung 204 eine Anschlagbohrungsstufe 2031 umfassen, die als Bewegungsgrenze für den Schaltanschlag 220 konfiguriert ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Kolben 210 konfiguriert sein, um aus der Kolbenbohrung 201 herauszuragen, um die Bewegung des Schaltanschlags 220 zu begrenzen. Ein erstes Ende 211 des Kolbens kann aus der Kolbenbohrung 201 herausragen. Der Kolben 210 kann zum Einstellen der Position des Schaltanschlags 220 passgenau ausgewählt werden. Wenn das zweite Ende 212 des Kolbens an die Kolbenrückwand 202 angrenzt, wobei es durch den optionalen Nippel 213 begrenzt ist, kann die Länge des Kolbenkörpers 214 sgewählt werden, um bei dem Positionieren des Vorsprungs 224 relativ zur Verriegelungsoberfläche 57, 67 des Kipphebels 50, 60 unterstützt zu werden.
-
Die Schaltanschlagverriegelungsanordnung 2001 eignet sich für Drop-in-Montagetechniken für eine schnelle und sichere Montage. Der Kolben 210 kann durch die Auslassöffnung 207 in die Kolbenbohrung 201 abgesenkt werden. Der Schaltanschlag 220 kann durch die Anschlagöffnung 204 in die Anschlagbohrung 203 abgesenkt werden. Dann kann die Rückstellfeder 230, von der in den 3A, 4A und 5 nur die Enden veranschaulicht sind, in einen Federteller 226 im Anschlagkörper 223 abgesenkt werden. Ein erstes Ende 221 des Schaltanschlags 220 kann an den Federsitz 206 angrenzen und ein zweites Ende 222 des Schaltanschlags 220 kann an das erste Ende 211 des Kolbens 210 angrenzen. Wenn die Rückstellfeder 230 abgesenkt ist, kann eine Rückhaltevorrichtung 240 für die Rückstellfeder 230 für die Drop-in-Montage konfiguriert werden. Die Rückhaltevorrichtung 240 kann einen Federsitz und eine Federführung umfassen. Oder es kann eine Stufe oder ein Vorsprung im Federsitz 206 ausgebildet sein. Eine Verankerung wie eine C-Klammer 250, eine Buchse, ein Pflock, eine Unterlegscheibe, eine Innenmutter oder dergleichen kann die Komponenten der Schaltanschlagverriegelungsanordnung 2001 in ihrer Position verriegeln.
-
Um eine Drehung des Schaltanschlags 220 zu verhindern, kann eine Führungsanordnung implementiert werden. Die Führungsanordnung kann so verwendet werden, dass der Federteller 226 in der Anschlagbohrung 201 ausgerichtet bleibt, oder so, dass der Vorsprung 224 mit der Verriegelungsoberfläche 57, 67 ausgerichtet ist. So kann auf dem Schaltanschlag 220 eine Führungsoberfläche 225 ausgebildet sein. Der Führungseinsatz kann ein Stift sein, der in Führungsstiftschlitzen 208,209 sitzt. Der Führungseinsatz 260 kann ein Zapfen, Stift, Pflock, eine Latte, ein Dübel oder ein anderes Hilfsmittel sein. Der Führungseinsatz kann auch verwendet werden, um den Schaltanschlag 220 so zu sichern, dass er nicht durch die Anschlagöffnung 204 herausfällt. Der Führungseinsatz 260 kann über die Anschlagöffnung 204 angebracht und gegen die Führungsoberfläche 225 ausgerichtet sein.
-
Ein Ventiltrieb 1,2, 3 kann einen Kipphebel 50,60 umfassen, der konfiguriert ist, um gegen einen Nocken 31 auf einer Nockenschiene 30 zu wirkrn. Der Kipphebel 50,60 kann eine Verriegelungsoberfläche 57,67 umfassen, die konfiguriert ist, um selektiv mit dem Vorsprung 224 einzugreifen und ihn zu lösen. Das heißt, der Schaltanschlag 220 kann wie in den 3A und 3B konfiguriert sein, um die Verriegelungsoberfläche 57, 67 zu lösen, indem der Schaltanschlag 220 in der Anschlagöffnung 204 gleitet, um an der ersten Öffnungsendwand 2041 anzuliegen. Der Schaltanschlag kann auch konfiguriert sein, wie in den 4A, 4B und 5 dargestellt, um mit der Verriegelungsoberfläche 57, 67 einzugreifen, indem der Schaltanschlag 220 in der Anschlagöffnung 204 gleitet, um an der zweiten Öffnungsendwand 2042 anzuliegen.
-
Der Kipphebel 50,60 umfasst einen Kipphebelkörper 51,61, durch den eine Kippwellenbohrung 52,62 gebildet werden kann. Ein Ventilende 53, 63 kann eine Einsatzbohrung 54, 64 umfassen, um einen Einsatz 71 wie einen Zapfen, eine Kapsel, einen Spieleinsteller, eine Kolbenanordnung, eine Zinnenvorrichtung unter anderen Optionen aufzunehmen. Eine Spielmutter 72 ist veranschaulicht. Das Ventilende 53, 63 kann auch einen E-Fuß (Elefantenfuß) 73 zum Betätigen eines oder mehrerer Ventile 75 umfassen, und daher ist eine Ventilbrücke 74 mit zwei Ventilen 75 veranschaulicht.
-
Ein Nockenende 55,65 des Kipphebels 50,60 kann eine Lageroberfläche 56,66 zum Betätigen gegen einen Nocken 31 auf einer Nockenschiene 30 umfassen. Wenn sich der Nocken 31 dreht, hebt er den Kipphebel 50,60 an und senkt ihn ab, um die Ventile 75 zu betätigen. Wenn sich der Nocken 31 auf dem Basiskreis befindet, wird die Lageroberfläche 56, 66 im Nockenende 55, 65 nicht angehoben, sodass die Verriegelungsoberfläche 57, 67 abgesenkt wird, wie in den 3A, 4A und 5 dargestellt. In 3A gibt die Verriegelungsoberfläche 57, 67 den Schaltanschlag 220 frei und die Ventile 75 können vollständig geschlossen werden. Die Verriegelungsoberfläche 57, 67 kann als an den Schaltanschlag 220 angrenzend, aber nicht anliegend bezeichnet werden. In den 4A und 5 können die Ventile mit der Lageroberfläche auf dem Basiskreis nicht vollständig schließen, weil der Vorsprung 224 das Absenken des Kipphebels behindert. In 4A ist ein Spalt zwischen dem Nocken 31 und der Lageroberfläche 56 zu sehen. Der Hub der Ventile 75 im Antriebsmodus wird durch die Schaltanschlagverriegelungsanordnung 2001 nicht beeinträchtigt, da sich die Verriegelungsoberfläche 57, 67 von dem Vorsprung 224 abheben kann, wenn sich der Nocken 31 zu einer Hubnase dreht. Dies ist in den 3B & 4B zu sehen.
-
Der Kipphebel 50,60 kann eine Körpererweiterung 570,670 umfassen, die an eine Lageroberfläche 56, 66 eines Nockenendes 55, 65 angrenzt. Die Verriegelungsoberfläche 57,67 kann in die Körpererweiterung 570,670 integriert sein. Die Körpererweiterung 570, 670 kann die strukturelle Integrität des Kipphebels 50, 60 bereitstellen, der sich in der Regel zwischen den Betätigungsnocken und den Ventilenden krümmt. Die Körpererweiterung 570, 670 kann wie ein Überhang mit einem darunter ausgebildeten Betätigungssitz 58, 68 ausgebildet sein. Dann kann das Verriegelungsanordnungsgehäuse 200 mindestens teilweise unter der Körpererweiterung 570,670 verschachtelt sein. Außerdem kann die Kipphebelerweiterung 93, wenn eingeschlossen, mindestens teilweise unter der Körpererweiterung 670 verschachtelt sein. Die Verschachtelung stellt eine kompakte Ventiltriebanordnung bereit. Der lineare Raum zwischen den Zylindern wird maximiert, indem die Schaltanschlagverriegelungsanordnung 2001 gegen den Kipphebel 50,60 verschachtelt wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann die Verwendung von vertikalem und rückwärtigem Raum bei den Modus-Umschaltfunktionen vermieden werden.
-
Weitere Implementierungen werden für Fachpersonen aus der Berücksichtigung der Patentschrift und Ausübung der hier offenbarten Beispiele ersichtlich sein.
