DE1950041A1

DE1950041A1 - Ventilsteuerung fuer Viertakt-Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE1950041A1
Application number: DE19691950041
Authority: DE
Inventors: Felix Denis
Original assignee: ACEC
Current assignee: ACEC
Priority date: 1968-10-07
Filing date: 1969-10-03
Publication date: 1970-04-09
Also published as: BE721922A; FR2020027A1; NL6915165A

Description

ATELIERSDE CONSIRUCTIONS ELECIRIQUES DE CHARLEROI (ACEG) 23, Avenue de 1'Astronomie
Saint-Josse-ten-Noode, Brüssel, Belgien

Ventilsteuerung für Viertakt-Verbrennungs- -motoren

Die Erfindung bezieht sich auf Viertakt-Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, bei denen die Ventile und Einspritzpumpen durch eine von der Kurbelwelle über eine 2:1-Untersetzung angetriebene Nockenwelle gesteuert werden; das Ziel der Erfindung ist die Verringerung der Zahl der erforderlichen Nocken, wodurch sich insbesondere ein grösserer möglicher Abstand zwischen den Nocken ergibt, wobei dieser Vorteil besonders bei den direkt reversiblen Motoren in Erscheinung tritt. Bekanntlich enthalten diese Motoren einen auf der gleichen Welle angeordneten doppelten Nockensatz, und zwar einen Nockensatz für den Vorwärts lauf und einen Nockensatz für den Rückwärtslauf , wobei der Übergang von dem einen zum anderen Nockensatz durch eine Längsverschiebung der Welle erfolgt, deren Nocken seitlich mit Schrägrampen versehen sind, über welche die gesteuerten Organe von einem Nockensatz zum anderen übergehen können, unabhängig von der Winkelstellung der Nockenwelle im Augenblick dieses Vorgangs. Bei den Motoren, die mit einer herkömmlichen Ventilsteuerung ausgestattet sind, erlaubt es der zwischen

• Lei/Ba ;

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den Nocken verfügbare Abstand nicht, diesen Übergangs- -*- ratnpen eine ausreichend sanfte Neigung zu geben, wodurch . ein starker Servomotor für die Verstellung erforderlich wird, und da für den Fall eines Ausfalls des Servomotors eine Handsteuerung vorgesehen werden muss, muss diese eine grosse Untersetzung aufweisen. Diese und die kräftige Auslegung des Servomotors stellen einen beträchtlichen Aufwand dar.

Die Erfindung ermöglicht es, wegen der Verringerung der Zahl der Nocken insbesondere die Steilheit der Übergangsrampen in den direkt reversiblen Motoren herabzusetzen und eben dadurch die Kraft für die Längsverschiebung der Nockenwelle beim Übergang vom Vorwärts lauf zum Rückwärtslauf und umgekehrt zu verringern.

Dies wird dadurch erreicht, dass für jeden Zylinder die Erhebung des die Einspritzpumpe (bzw, des entsprechenden Organs in einem andersartigen Motor) steuernden Nockens dem Winkel nach über den notwendigen Bereich hinaus derart verbreitert ist, dass sie bei ihrer Drehung später das Einlassventil steuern kann, dass die Stösselrollen der von diesem Nocken gesteuerten Organe gegenseitig um den erforderlichen Winkel versetzt sind, und dass Einrichtungen zur Einstellung dieser Versetzung vorgesehen s ind. ■

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Aisführungsbeispiele erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine Seitenansicht der Ventilsteuerung eines Zylinders eines nichtreversiblen Dieselmotors,

Fig.2 eine Stirnansicht der Ventilsteuerung von Fig.1 in Richtung des Pfeils X ,

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Fig.3 eine Seitenansicht der Ventilsteuerung eines Zylinders esies reversiblen Dieselmotors in der Stellung für die eine Laufrichtung,

Fig.4 eine Stirnansicht der Ventilsteuerung von Fig.3 in Richtung des Pfeils X,

Fig.5 eine Seitenansicht der Ventilsteuerung von Fig.3 in der Stellung für die andere Laufrichtung und

Fig.6 einen Schnitt nach der Linie A-B von Fig.5.

Fig.1 zeigt teilweise die Organe der Ventilsteuerung eines Zylinders eines nichtreversiblen Dieselmotors,und Fig.2 ist eine entsprechende Stirnansicht in der Richtung des Pfeils X von Fig.1. Die Ventilsteuerung enthält eine Nockenwelle 1, die in der dem oberen Totpunkt entsprechenden Winkelstellung dargestellt ist und sich in der durch den Pfeil von Fig.2 angegebenen Richtung dreht. Sie trägt zwei Nocken 2und 3» von denen der erste Nocken das Ablassventil 4 des Zylinders über eine Rolle 5 steuert, die am Ende eines H_ebels 6 angebracht ist, der um eine von einem Lagerbock 8 getragene Achse 7 schwenkbar ist. Das andere Ende des Hebels 6 überträgt die Steuerkraft zu dem Auslass/entil 4 über eine Ventilstange 9, die mittels Kugelgelenken an ihren beiden Enden gelenkig gelagert ist , und über einen um eine Achse 11 schwenkbaren Hebel 10.

Der Nocken 3 steuert einerseits über einen Stössel 12 die Einspritzpumpe 13 des Zylinders und andrerseits das nicht dargestellte Einlassventil über eine Rolle 14, die am Ende eines Hebels 15 angebracht ist, und über ein Getriebe, das dem zur Steuerung des Auslasarentils 4 verwendeten entspricht.

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Wenn der Nocken 3, wie bei einer herkömmlichen Ventilsteuerung, ausschliesslich zur Steuerung der Einspritzpumpe 13 diente, würde seine Erhebung eine ansteigende Flanke aufweisen, auf die unmittelbar eine abfallende Hauke folgen würde. Damit dieser Nocken auch das Einlassventil steuern kann, ist seine Erhebung den* Winkel nach. um den erforderlichen Betrag verbreitert, wodurch der Betrieb der Einspritzpumpe in keiner Weise beeinträchtigt wird, weil diese ihre Funktion am Beginn der Nockenwirkung erfüllt hat und es bedeutungslos ist, ob sie für eine bestimmte Zeit danach am Ende ihres Hubs bleibt.

Beispielsweise kann die in.Fig.1 und 2 dargestellte Anordnung die folgende Einstellung der Ventilsteuerung ergeben, wobei sich die Winkel auf die Kurbelwelle beziehen:

Auslass: Öffnen 54° vor dem unteren Totpunkt (OD)

Schliessen 54° nach dem oberen Totpunkt (FD)

Einlass : Öffnen 54° vor dem oberen Totpunkt (OA)

Schliessen 40° nach dem unteren Totpunkt (FA)

Die das Öffnen und Schliessen des Einlassventils bzw« das Öffnen und Schliessen des Auslassventils bezeichnenden Punkte OA , FA bzw. OD, FD sind in Fig.2 auf den Nocken angegeben.

Die Einstellung des Beginns des Einspritzvorgangs kann entweder durch Einstellung des Abstands des Gehäuses der» Pumpe 13 von dem Nocken 3 mit Hilfe von Beilagscheiben 16 oder durch Einstellung der Länge des Steuerstössels des Pumpenkolbens oder auch durch eine

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Winkelverstellung des Nockens 3 in Bezug auf die Nockenwelle 1 erfolgen. Im letzten Fall wird dadurch zugleich die Einstellung des Einlassventils verändert, jedoch in sehr geringem Masse wegen der sehr kleinen Amplitude dieser Verstellung. Falls erwünscht, kann man jsdoch diese Wirkung durch eine Verstellung des Lagerbocks des Hebels 15 senkrecht zu der Achse der Nockenwelle korrigieren.

Fig.3 und 4 zeigen die Organe der Ventilsteuerung eines direkt reversiblen Motors mit doppeltem NockenwellenBatz, wobei die Nockenwelle in der Stellung dargestellt ist, die der als "Vorwärtslauf" bezeichneten Laufrichtung entspricht. Die Nocken 17 _f 18 und 19 sind jeweils mit Schrägrampen versehen, die , wie für den Nocken 17 dargestellt ist, durch Drehung der Erzeugenden ab erhalten worden sind, die sich auf dem Grund kreis des Nockens mit dem Radius r abstützt und einen konstanten Winkel α mit der Achse der Nockenwelle bildet. Die Nocken können zur Einstellung der Ventilsteuerung gegeaneinander im Winkel -erdreht werden.

In der Stellung für den Vorwärtslauf steuert der N_ocken das Auslassventil wie im Fall von Fig.1 und 2 über die Rolle 5 und die übrigen in Fig.1 und 2 dargestellten Organe. Der Nocken 18 steuert einerseits über den Stössel 12 die Einspritzpumpe 13 und andrerseits über die Rolle 14 und den Hebel 15 das Einlassventil, wiederum in gleicher Weise wie im Fall von Fig,1 und 2.Der Nocken 19 tritt beim V_orwärtslauf nicht in Tätigkeit.

Fig.5 zeigt die Längsstellung der Nockenwelle beim Rückwärtslauf in Bezug auf die feststehenden Teile von Fig.3 und, wie im Fall von dieser Figur, in der Winkelstellung,

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die dem oberen Totpunkt entspricht. In diesem Pail wird der Nocken 17 unwirksam, während der Nocken 18 das Auslassventil und der Nocken 19 die Einspritzpumpe und das Einlassventil steuern. Pig.6, die ein Schnitt nach der Linie A-B von Fig.5 ist, zeigt die dem Öffnen und Schliessen der Ventile beim Rückwärtslauf entsprechenden Punkte der Nocken, während die gleichen Angaben in Pig.4 für den Pail des Vorwärtslaufs eingetragen sind.

Wenn als Beispiel angenommen wird, dassdie Einstellung für den Vorwärtslauf die gleiche wie im Pail des an Hand von Pig.1 und 2 beschriebenen nichtreversiblen Motors ist Γ ist die Einstellung für die beiden Laufrichtungen durch die folgende Tabelle gegeben:

	Voreilung beim Öffnen	Vorwärtslauf	Rückwärtslauf
	Nacheilung beim Schliessen	54°	40°
Auslass	,Voreilung beim Öffnen	54°	54°
Einlass	Nacheilung beim Schliessen	54°	54° r
■ --	40°	40° ;

Man erkennt, dass die Voreilung beim Öffnen des Auslassventils, die beim Vorwärtslauf~54° beträgt, beim

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Rückwärtslauf 40° wird, was durchaus zulässig ist, weil der Rückwärtslauf nur gelegentlich vorkommt und nur selten mit der vollen leistung des Motors, zumindest nicht über eilen längeren Zeitraum erfolgt.

Wie aus den zuvor angegebenen Beispielen festgestellt werden kann, wird die Zahl der Nocken im Fall des nichtreversiblen Motors von 3 auf 2 und im Fall des direkt reversiblen Motors von 6 auf 3 verringert. Diese zuletzt genannte beträchtliche Verringerung ermöglicht es also, den Rampen der Nocken sehr viel sanftere Steigungen zu erteilen, wodurch, wie eingangs erwähnt wurde, die Kraft für die Längsverstellung der Nockenwelle beträchtlich verringert wird.

Patente ns-prüche

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Claims

"950041

P a te nt a η s ρ r ü c he

( 1. J Ventilsteuerung für Viertakt-Verbrennungsmotoren, ins- , ^—/ besondere Dieselmotoren, bei denen die Einlass- und Auslassventile sowie die Einspritzpumpe für jeden Zylinder durch' eine von der Kurbelwelle über eine· 2:1-Untersetzung angetriebene Nockenwelle gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass für jedenZylinder die Trhebung des die Einspritzpumpe (13·) (bzw. des entsprechenden Organs in einem andersartigen Motor) steuernden Nockens (3t 18, 19) dem' Winkel »ach über den notwendigen B_ereich hinaus derart verbreitert ist, dass sie bei ihrer Drehung später das Einlassventil steuern kann, dass die Stösseirollen (12, 14) der von diesem Nocken gesteuerten Organe gegenseitig dm den erforderlichen Winkel versetzt sind, und dass Einrichtungen zur Einstellung dieser Versetzung vorgesehen sind.
2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1 für einen direkt reversiblen Motor mit zwei Nockensätzen auf der gleichen längsverschieblichen Nockenwelle für die eine bzw. die andere Laufrichtung, wobei die Nocken seitlich mit Schrägrampen versehen sind, über welche die gesteuerten Organe bei der Änderung der Laufrichtung von einem Noc'kensatz auf den anderen Nockensatz übergehen.können, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Zylinder drei Nocken (17, 18, 1S) vorgesehen sind, von denen einer (18) den beiden Nockensätzen gemeinsam ist.
3. Ventilsteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die öchrägrampen durch die Drehung einer geradlinigen Erzeugenden-(a-b) erzeugt sind, die sich auf einem iCreis abstützt, dessen Durchmesser (2r) gleich demjenigen des Grundkreises dar Nocken (17, 18, 19) ist und dessen" Ebene · senkrecht zur Achse der Nockenwelle (1) steht, wobei die Erzeugende (a-b) einen Winkel ( «X- ) mit der Nockenwellen- I achse bildet.

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