DE1751448A1 - Kegelventilsteuerung fuer eine Brennkraftmaschine mit obenliegender Nockenwelle - Google Patents

Description

Die Erfindting bezieht sich auf eine Kegelrentilsteuerung für eine Brennkraftmaschine und betrifft inabesondere eine solche für einen Motor mit obenliegender Nockenwelle, der durch geräuscharmes Arbeiten gekennzeichnet ist·

Bei einem Motor mit obenliegender Nockenwelle werden die Kegelventile dureh Kipphebel betätigt, die ihrerseits mit Hilfe oberhalb des Zylinderkopfes angeordneter Nocken um drehbare bzw* schwenkbare Halterungsmittel geacbwenkt werden» In der Regel sind in dem Steueriiiechanismu» der Kegel=- oder Tellerventile zur Aufnahme der Wärmedehnung der Kegelventile infolge der Kraftstoffverbrennung in dem Motorzylinder entsprechende Spielräume vorgesehen» Solche Spielräume verursachen manchmal das Problem des sogenannten Stöaselgeräusches infolge des häufigen Zuaammenstossens zwischen den Nocken und den Kipphebeln oder zwischen den Kipphebeln und den Kegelventilen_e

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Zum Beheben dieses Stösselgeräuschea y/urde die Verwendung eines hydraulischen Ventilhebers vorgeschlagen, der dazu vorgesehen ist, jegliches Zusamienstossen zwischen den Nocken^ Kipphebeln und Kegelventilen zu beseitigen. Jedoch ist zur Herstellung solcher hydraulischer Ventilheber sehr viel Spezialfachkenntnia erforderlich, so da3s es schwierig war, diesen Ventilheber in der Massenfertigung bei ausreichend niedrigen Kosten herzustellen»

Die der Erfindu/ig zugrundeliegende Aufgabe besteht also darin, den Geräuschpegel des Ventilsteuermechanismus infolge der Zusammenatösse seiner verschiedenen Bestandteile durch Schaffung eines neuartigen Kegelventilsteuernxechanismus zu senken, der viel einfacher ist als der hydraulische Ventilheber und trotzdem den Geräuschpegel erheblich senkt»

Bei einer Kegelventilsteuerung nach der Erfindung ist an allen Kipphebeln eine Beaufschlagungsfeder in der Weise angebracht, da3s jeder Kipphebel mit der entsprechenden Nooke der Nockenwelle ständig in festanliegender Gleitberührung gehalten wird*

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung 3ind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben· Es zeigen:

pig* 1 eine Seitenansicht eines bekannten Ventilateuer-

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Pig» 2 eine Teilseitenansicht dee Ventilsteuermechanismus nach Pig· 1, in Sichtung der Pfeile Ι1-ΓΧ in Figo 1 gesehen,

Figo 3 eine Seitenansicht einer Ventilsteuervorrichtung nach fler Erfindung»

Pig ο 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig«, 3₉

Fig. 5 eine Seitenansicht entsprechend Pig* 3 einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

pig· 6 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Pig· 5 und

Pig» 7 einen schnitt durch die Vorrichtung nach der Erfindung» der sie auf dem Zylinderkopf eines Motors angebracht veranschaulicht»

In allen Figuren der Zeichnung sind miteinander übereinstimmende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bzw» Symbolen τersehen·

(Jemäss 2ig» 1 gibt es theoretisch drei verschiedene Stösselgeräuschquellen, und zwar die Spielräume zwischen den Nocken 1 und äen Kipphebeln 2, die Spielräume zwischen den Kipphebeln 2 und den Kegelventilen 3 und die Spielräume an jedem gelagerten Teil der Kipphebel 2· Die letztgenannten Spielräume lassen sich Verhältnissessig leicht beheben durch sorgfältige Arbeit bei der Endbearbeitung sowohl der Halt erungs-

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^glieder, beispielsweise eines Anlenkkopfes 5i als auch des gestützten Teiles der Kipphebel«» Auf diese Weise lässt sich das Geräusch infolge der Spielräume an dem gestützten Teil der Kipphebel für einen normalen Betrieb, ausser für den Fall einer abnormalen Schwingung der Kipphebel, v/irksam unterdrücken«» Jedoch sind die beiden erstgenannten Spielräume, sofern der hydraulische Ventilheber nicht verwendet wird, zur Aufnahme der Wärmedehnung der Kegelventile unerlässliche Sofern bei Nichtverwendung des hydraulischen Ventilhebers weder zwischen dem Kegelventil und den Kipphebeln noch zwischen den Nocken und den Kipphebeln Spielräume vorgesehen werden, besteht die Gefahr schwerwiegender Störungen infolge der Wärmedehnung der Kegelventile 3» Somit ist es bei diesen unerlässlichen Spielräumen unmöglich, das Stossgeräusch sowohl zwischen den Hocken und den Kipphebeln als auch zwischen den Segelventilen und den Kipphebeln vollständig zu beseitigen·

Bei einem wie in Pig· 1 dargestellten bekannten Kegelventil-Mteuermechanismus ist an jedem Kipphebel 2 eine Peder 6 in der Weise angebracht, dass der Kipphebel 2 um einen Anlenkzapfen 5 herum in Uhrzeigersinn beaufschlagt ist· Demzufolge wird der das Kegelventil betätigende Teil 2a Jedes Kipphebels mit dem Sohaftende des Kegelventils 3 ständig in festanliegender Berührung gehalten· Andererseits kann zwischen der Nockenlauffläche 2b des Kipphebels 2 und der Hocke 1 im Verläufe jedes Arbeitszyklus de3 Motors ein Spielraum A

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erzeugt werden» Dieaer Spielraum Λ ist zur Aufnahme der Wärmedehnung des Schaftes des Kegelventils 3 infolge des starken Temperaturanstiegs an dem Zylinder des Motors durch die darin erfolgende Kraftstoffverbrennung unerlässlich» In diesem Falle wird das Stösselgeräusch durch den Zusami::en~ prall zwischen der Hocke 1 und den Kipphebeln 2 erzeugte

7ie in Fig«> 2 gezeigt» wird bei einem solchen bekannten Kegelventilsteuermechanismus der das Ventil betätigende Teil 2a de3 Kipphebels mit einer am oberen Ende des Schaftes des Kegelventila 3 befestigten Kappe 4 ständig in Berührung gehalten· Demzufolge wird an diesem Betätigungsteil des Kipphebels kein Geräusch erzeugt» In pig. 2 ist nur der Schaft und der obere Endabschnitt der Kegelventile dargestellt» Eine Einstellschraube 7 ist vorgesehen, um das Einstellen des Spielraumes A durch ihr Hin- und Eerbewegen auf einem führungszylinder 9 zu erleichtern· 8 ist eine Kontermutter zum Verhindern des Löaens der Einstellschraube 7» Zum Halten, der Endabsohnitte der Peder 6 ist mit jedem Kipphebel 2 eine Klammer 10 verbunden·

In Pig· 3 und 4 ist eine Ke g elv entil steuervorrichtung nach der Erfindung veranschaulicht© Die durch die Erfindung erzielte Verbesserung besteht in der besonderen Art dea Anbringene einer Psder 6 auf einem Kipphebel 2· Im. einzelnen wird die leder 6 verwendet, um auf den Kipphebel 2 eine Beaufschlagungskraft in einer solchen Richtung auszuüben,

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dass der Kipphebel mit einer Antriebsnocke 1 ständig in Berührung gehalten wird, während sie zwisehen dem das Kegelventil betätigenden Endabdchnitt 2a des Kipphebels 2 und einer am oberen. Ende jedes Kegeivent-ils 3 befestigten Kappe 4-einen Spielraum B zulässt* GemKss der in Fig· 5 und 4 dargestellten besonderen Ausfüiirungsform ist der Kipphebel 2 um einen Anlenkkugelzapf en 5 herum im Gegenuhrzeigersinn beaufschlagt» Die Feder 6 besitzt zwei durch einen Zwischenabschnitt 6a miteinander verbundene wendelförmige Abschnitte» Die beiden Endabschnitte 6b der Feder 6 werden durch eine Klammer 10 wirksam gehalten, die an einem den Anlenkkugelzapf en 5 tragenden Führungszylinder 9 befestigt ist· Der Zwischenabschnitt 6a der Feder 6 liegt gegen einen Ansatz 2c des Kipphebels 2 an, der bei Betrachtung von Fig» 4 auf der linken Seite des Anleäkkugelzapfens 5 ausgebildet ist» Infolge der im Gegenuhrzeigersinn einwirkenden Beaufschla* gungakraft der Feder 6 wird eine Hockenlauffläche 2b des Kipphebels 2 mit der Antriebsnocke 1 während ihrer vollständigen Umlaufbewegung ständig in Arbeitaberührung gehalteno Somit kann zwischen dem daa Kegelventil betätigendes Ende 2a dea Kipphebels 2 und der an dem Schaftende des Kegelventila 3 befestigten Kappe 4* wenn der Betätigumgaabachnitt 2a in die Nähe seiner obersten Arbeitsatellung gebracht wird_s ein Spielraum B vorgesehen werden· Infolgedesaen kann die Wärmedehnung des Kegelventils 3 durch äen Spielraum B zwischen dem Betätigungaendabachnitt 2a dea

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Kipphebels 2 und der an dem Schaftende des Kegelventils 3 befestigten Kappe 4 sicher ausgenommen werden·

Bei dieser Bauweise der Kegelventilsteuervorrichtung nach der Erfindung wird der Kipphebel 2 bei Betätigung der Kegelventile durch die einzelnen Kegelventile 3 nur an dem Spielraum B getroffen, während bei dem bekannten Kegelventilsteuermechanismus der Kipphebel 2 an dem Spielraum A durch die Antriebsnocke 1 getroffen wird, die mit einer eine Anzahl solcher Socken tragenden nockenwelle fest in Zusammenhang stellte Auf G-rund der Tatsache, dass die Kasse eines einzelnen Kegelventils 3 weit weniger beträgt als die der Antriebsnocken einschliesslich der nockenwelle, auf welcher sämtliche Hocken 1 befestigt sind, rrird die durch das Auftreffen der Kipphebel auf die einzelnen Kegelventile der Ventilsteuerung nach der Erfindung verursachte Geräuschenergie im Vergleich zu der durch das Auftreffen der viel schwereren Antriebsnocken auf die gleichen Kipphebel verursachten entsprechenden Geräuschenergie erheblich verringertο jyicss Senkung des G-eräusohpegels wurde durch zahlreiche durchgeführte Versuche bestätigt bzwo nachgewiesene

3?erner äussert sich die Verringerung der Haase der auf die Kipphebel auftreffenden Teile ausserdem in einer Milderung des Verschleissea derjenigen Seile des Kipphebels, auf die beim Betrieb des Motors die Kegelven*ilschäfte wiederholt auftreffen·

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Die Verwendung der vorstehend beschriebenen Bauweise der Kegelventil3teuerung nach der Err-.'inöuiig ist nicht auf um A'nlenkkugelzapf en herum schwenkbare Kipphebel, wie sie in Fig» 3 und 4 dargestellt sind, beschränkt, sondern kann bei jeder beliebigen anderen Kipphebelbauart verwendet werden»

Als Beispiel zeigen Figo 5 und 6 eine andere Ausführungsform der Kegelventil Steuervorrichtung nach der Erfindung» die von Kipphebelwellen 11 schwenkbar gehaltene Kipphebel aufweist» Bei dieser A.U3führungsform sind die Kipphebel 2 auf zwei Kipphebelweilen 11 jeweils in Reihen oder Gruppen schwenkbar angebrachte Zwischen einem feststehenden l'eil der Kegelventilsteuervorrichtung und jedem Kipphebel 2 ist jeweils eine Feder 6 in der v/eise eingesetzt, dass sie auf den Kipphebel 2 eine Beaufschlagungskraft in einer solchen Richtung ausübt, dass die Nockenlauffläche 2b jedes Kipphebels 2 jeweils mit der entsprechenden Nooke 1 ständig in festanliegender Gleitberührung gehalten wird» Somit kann zwischen dem das Kegelventil betätigenden Teil 2a Jedes Kipphebels 2 und dem Schaftende des Kegelventils 3« wenn der Betätigungsabschnitt 2a in die Nähe seiner oberen Stellung gebracht wird, ein Spielraum B gebildet werden. Demzufolge wird der Pegel des durch den Zusammenstoss der Kipphebel 2 mit den einzelnen Kegelventilen 3 verursachten Betr.. ebageräueohee niedrig gehalten»

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pig· 7 zeigt eine typische Art, in welcher eine Kegelventilsteuervorrichtung nach der Erfindung auf dem Zylinderkopf eines Motors angebracht "»rrd» Jedes Kegelventil 3 ist in einer in dem Zylinß er! · ?pf 61 eines Motors angebrachten Ventilfüärung 63 Treidcaiebbar eingepasst bzw» angeordnet, so dass das tellerförmige untere Ende des Kegelventiis "■ sich nach Bedarf gegen den entsprechenden Ventilsitz 62 anleger; kann» der in dem Zylinderkopf 61 mit ihm fest Zusammenhangenft ausgebildet ist» Am oberen Ende jedes Kegelventils 3 ist ein Ventilfederteller 65 so befestigt, dass er eine zwischen dem Ventilfederteller 65 und einem an der Oberseite des Zylinderkopfes 61 ausgebildeten Ventilfederwiderlager eingesetzte Ventilfeder 64 anstützt_o

Ein Anletfkkugelzapfen 5 ist an der Oberseite eines Gewindebolzens befestigt, der seinerseits in einen an der Oberseite des Zylinderkopfes 61 ausgebildeten, mit Innengewinde versehenen Ansatz eingeschraubt ist, so dass jeder Kipphebel 2 durch den Anlenkkugelzapfen 5 schwenkbar gehalten werden kann» Eine die Antriebsnocken 1 tragende Nockenwelle 12 wird von einem mit Hilfe passender Mittel, wie beispielsweise Bolzen, an dem Zylinderkopf 61 befestigten Nockenwellenlager 66 gehalten» Die Kegelventilsteuervorrichtung ist einschliesalich der Kipphebel 2 und der Nocken 1 sowie der ihr zugeordneter, sonatigen Teile durch eine Zylinderkopf haube 67 abg#deokt₉ die unter Zwisohenlegung einer Dichtung 68 zwischen ihr und dem Zylinderkopf an dem Zylinderkopf 61 befestigt ist©

Wb/Hf 109847/0426 -^P'

Claims (1)

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   TEL 0311 - 742907 - TELEGR. PRCPINDUS - TELEX 0184057 /[{J TEL 0»U -225515 - TELEGR. PROPINDUS - TELEX 052*24«

   ²⁰ 441 Berlin, den 3¹ . Mai 1968

   NISSAN JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA, Yokohama City (Japan)

   Pat entanaprüche ;

   ^,J KegelveVjilsteuer-vorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit obenliegender nockenwelle, bestehend aus Kipphebeln, die je in eine betätigte Stellung schwenkbar sind, um ein entsprechendes Kegelventil zu steuern, und aus Steuermitteln, die die Kipphebel nach Bedarf in ihre betätigte Stellung bewegen können, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Federn (6) besitzt, die jeden Kipphebel (2) mit den Steuermitte" η (1) ständig in Berührung haltenβ

   Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kipphebel (2) um einen AnIenkkugelzapfen (5) schwenkbar iste

   3# Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kipphebel (2) um eine Kipphebelwelle (11) schwenkbar ist»

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