-
"Ventilantrieb einer Hubkolbenb rennkraftmas chine" Die Erfindung
bezieht sich auf einen Ventilantrieb einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer
oder mehreren Nockenwellen.
-
Es ist bekannt, daß die Lage der Steuerzeiten relativ zur Kolbenbewegung
und insbesondere die Größe der "Überschneidung" zwischen dem Hinlalsbeginn und dem
Auslaßende einen großen Einfluß auf den Mitteldruckverlauf eines Motors über der
Drehzahl und damit auf dessen Leistung ausüben. Erfahrungsgemäß erhält man Bestwerte
von Leistung und Verbrauch, wenn die Überschneidung im unteren Drehzahlbereich verhältnismäßig
klein und im oberen Drehzahl reich verhältnismäßig groß ist, und wenn das Einlaß
ende mit steigender Drehzahl auf einen zunehmend später gelegenen Zeitpunkt (in
Grad Kurbelwelle) verlegt wird. Die heute üblichen Ventilantriebe stellen diesbezüglich
lediglich einen Kompromiß dar, weil die mit dem Antrieb unveränderlichen Steuerzeiten
für den ganzen Drehzahlbereich gleich bleiben.
-
Der Irfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorgenannten Mangel
zu vermeiden und mit verhältnismäßig einfachen konstruktiven Mitteln eine bessere
Anpassung der Steuerzeiten des eingangs genannten Ventilantriebes an die vom Motor
her erwünschten Steuerzeiten zu erreichen.
-
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch
gelöst, daß im Nockenwellenantrieb ein die Nockenwelle mit zunehmender Drehzahl
zunehmend nacheilen lassendes Verstellglied angeordnet ist.
-
Selbst bei nur einer Nockenwelle ergibt sich durch den Einbau eines
solchen Verstellgliedes die Möglichkeit, mit zunehmender Drehzahl das ganze Steue
rdiagram m der Nockenwelle entsprechend zunehmend auf einen späteren Zeitraum in
Grad Kurbelwelle zu verlegen, womit auch das für die Leistungsausbeute und den Verbrauch
wichtige Einlaßende in angestrebter Weise mitverlegt wird. Es kann also schon durch
die verhältnismäßig einfache erfindungsgemäße Maßnahme der Mitteldruckverlauf des
Motors über der Drehzahl und damit dessen Leistung über einen beträchtlichen Drehzahlbereich
verbessert werden.
-
Wenn die Hubkolbenbrennkraftmaschine zwei Nockenwellen aufweist, von
denen die eine die Einlaß- und die andere die Auslaßventile steuert, bestehen verschiedene
Möglichkeiten, den Mitteldruckverlauf über der Drehzahl mit nur einem vorgenannten,
in einem der beiden Nockenantriebe angeordneten Verstellglied oder auch mit zwei
Verstellgliedern zu verbessern, von denen je eines in jedem der beiden Nockenwellenantriebe
angeordnet ist. Demgemäß kann gemäß Ausgestaltungen der Erfindung im Antrieb der
einen vorgenannten Nockenwelle ein diese mit zunehmender Drehzahl voreilen lassendes
Verstellglied angeordnet sein, oder es kann im Antrieb der anderen der vorgenannten
beiden Nockenwellen ein diese mit zunehmender Drehzahl nacheilen lassendes Verstellglied
angeordnet sein. Im erstgenanr>ten Fall kann auch im Antrieb der anderen Nockenwelle
noch ein diese mit zunehmender Drehzahl nacheilen lassendes Verstellglied angeordnet
sein, und im zweitgenannten Fall kann auch im Antrieb der einen Nockenwelle noch
ein diese mit zunehmender Drehzahl nacheilen
lass-udes Verstellglied
angeordnet sein. In diesem Falle kann mit zunchmender Drehzahl gleichzeitig sowohl
eine Vergrößerung der Überschneidung als auch eine Verlegung des Finlaßendes nach
einem späteren Zeitpunkt hin bewirkt werden, wenn das im Antrieb der einen Nockenwelle,
nämlich der Einlsßnockenwello, ein Verstellglied angeordnet ist, welches mit zunehmender
Drehzahl diese Welle weniger nacheilen läßt. als es das andere Verstellglied mit
der anderen Nockenwelle bewirkt.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der T:rfindung sind
die Verstellglieder schließlich als Übliche Fliehkraftverstellglieder ausgebildet,
wie sie beispielsweise bei @inspritzpumpenantrieben als sogenannte "Spritzversteller"
bekannt sind.
-
In der Zeiclmung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht;
c:; zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Nockenwellenantrieb in einem schematisch
gehaltenen Axialschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2; Fig. 2 ein Fliehkraftverstellglied
desselben NToclsenwellenantijebes in einem Querschnitt nach der Linie II-II der
Fig. 1.
-
Bei dem dargestellten Nockenwellenantrieb ist ein Antriebszahnrad
1 als Fliehkraftverstellglied nach Art von üblichen Spritzverstellern bei @inspritzpumpenantrieben
ausgebildet, dessen Abtriebsteil 2 starr mit der Nockenwelle 3 verbunden ist.
-
I)us Zahnrad 1 weist nockenwellenseitig eine im wesentlichen kreiszylinderische
axiale Ausnehmung 4 auf, die jedoch an zwei radial gegenüberliegenden Seiten durch
innere Segmentteile 5
teilweise ausgefüllt ist. Der Abtriebsteil
2 ist im wesentlichen als ein in die Ausnehmung 4 eingreifender scheibenförmiger
Deckelteil ausgebildet, der zwei den Segmentteilen 5 spiegelbildlich gleichende,
bis zum Grunde der Ausnehmung 4 vorstehende Segmentteile 6 trägt, die ebenfalls
diametral gegenüberliegend angeordnet sind und gemäß Fig. 2 in einer quer zur Axialebene
der Segmentteile 5 verlaufenden Axialebene angeordnet sind.
-
Jeder Segmenttcil 5 bzw. 6 weist eine etwa radial verlaufende Seitenkante
7 bzw. 7' und eine der vorgenannten gegenüberliegende konkave Seitenkante 8 bzw.
O' auf. ÄVie aus Fig. 2 hervorgeht, ist jeweils zwischen zwei sich gegenüberliegenden
Seitenkanten 8 und 8' ein als Zylinderrolle ausgebildetes Verstellgewicht 9 angeordnet,
gegen dessen zylindrische Umfangsfläche die beiden Seitenkanten 8 und 8' anliegen.
-
Zwischen den Seitenkanten 7 und 7' ist jeweils eine Druckfeder 10
angeordnet. Beide Druckfedern 10 sind bestrebt, die Verstellgewichte 9 entlang den
konkaven Seitenkanten 8 und 8' in einer radial inneren @ndstellung zu halten. An
der äußeren Umfangswandung der .\usnehlnung 4 ist radial außerhalb jedes Verstellgewichtes
9 noch ein in üblicher, nicht besonders dargestellter Weise radial einstellbarer
Anschlag 11 angeordnet, durch dessen Einstellung es möglich ist, den maximalen Winkelverstellweg
des Fliehkraftverstellgliedes zu verändern.
-
Es sei angenommen, daß das Zahnrad 1 beim normalen Antrieb der Nockenwelle
3 in Richtung des Pfeiles 12 der Fig. 2 umläuft. Wenn mit zunehmender Drehzahl die
an den Verstellgewichten 9 wirksamen Fliehkräfte die Rückstellkräfte der Druckfedern
10 übersteigen, dann wandern die Verstellgewichte gem; Fig. 2 radial nach. au@en
und vergrößern damit den gegenseitigen Abstand der jeweils durch ein Verstellgewicht
9
voneinander getrennten Segmentteile 5 und 6. Dies bedeutet, daß
die mit dem Abtriebsteil 2 und der Nockenwelle 3 verbundenen Segmentteile gegenüber
den Segmentteilen 5 und dem Zahnrad 1 mit zunehmender Drehzahl zunehmend nacheilen
und dementsprechend auch die Steuerzeiten der durch die Nockenwelle 3 gesteuerten
Ventile mit zunehmender Drehzahl auf einen späteren Zeitpunkt in Grad Kurbelwelle
verlegt werden.
-
Die Erfindung ist nicht an das beschriebene und dargestellte Ausführungsbe
ispiel gebunden. Ist die Hubkolbenbrennkraftm aschine beispielsweise mit zwei Nockenwellen
versehen, von denen die eine.
-
als Einlaßwelle und die andere als Auslaßwelle vorgesehen ist, so
kann entweder die eine oder die andere der beiden Nockenwellen oder es können auch
beide Nockenwellen jeweils mit einem beschriebenen Antrieb ausgebildet sein. Dabei
kann mit eingesamt nur einem Fliehkraftverstellglied entweder ein mit zunehmender
Drehzahl zunehmendes Voreilen der Einlaßweile oder ein mit zunehmender Drehzahl
zunehmendes Nacheilen der Auslaßwelle bewirkt werden. Wenn in jedem der beiden Nockenwellenantriebe
ein beschriebenes Verstellglied angeordnet ist, kann mit zunehmender Drehzahl ein
gleichzeitiges zunehmendes Voreilen der Einlaß- und Nacheilen der Auslaßwelle oder
aber auch ein gleichzeitiges zunehmendes Nacheilen beider Nockenwellen bewirkt werden.
Im letztgenannten Fall ist es dabei besonders zweckmäßig, die Einlaßwelle mit zunehmender
Drehzahl weniger als die Auslaßwelle nacheilen zu lassen, womit mit zunehmender
Drehzahl nicht nur eine zeitlich verlagerte, sondern auch eine vergrößerte Uberschncidung
der Steuerzeiten ermöglicht ist.
Die Erfindung ist schließlich auch
nicht an die konstruktiven Einzelheiten und die einordnung des dargestellten und
beschriebenen Fliehkraftverstellgliedes gebunden. Für das Verstellglied ist grundsätzlich
jede der zahlreichen bekannten Konstruktionen geeignet, die bereits für Spritzversteller
von Einspritzbrennkraftmaschinen bekannt sind. Es ist schließlich auch denkbar,
den Fliehkraftversteller im Antrieb der Nockenwelle an einer anderen als der dargestellten
Stelle anzuordnen oder zur Verstellung eine andere drehzahlabhängige Größe als die
Fliehkraft auszunutzen, ohne daß dadurch der in den nachstehenden Ansprüchen niedergelegte
Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.