DE19604991A1

DE19604991A1 - Variable Ventilsteuerung für Verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE19604991A1
Application number: DE1996104991
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dummann
Original assignee: DUMMANN HANS PETER
Current assignee: DUMMANN HANS PETER
Priority date: 1996-02-12
Filing date: 1996-02-12
Publication date: 1997-08-14

Description

Die Erfindung betrifft eine variable Ventilsteuerung, für Verbrennungskraftma schinen, durch, in Bezug auf die Kurbelwelle, ungleichförmige Rotation der Ventilbetätigungswelle (4), verursacht durch Versatz der Achse von Ventilbetä tigungswelle (4) und Ventilbetätigungswellenantrieb (2).

Die variable Ventilsteuerung ermöglicht die Öffnungs- und/oder Schließzeitpunk te von Ein- und/oder Auslaßventilen während des Betriebes an verschiedene Betriebspunkte anzupassen. Dadurch kann der Wirkungsgrad, die Leistung und die Abgasemission einer Verbrennungskraftmaschine positiv beeinflußt werden.

Es ist bekannt, zur Verkürzung bzw. zur Verlängerung der Steuerzeiten, die Ventilbetätigungswellenübersetzung bzw. die Nockenwellenübersetzung wäh rend des Ventilhubes kleiner bzw. größer 2 zu wählen. Während das Ventil geschlossen ist muß die Übersetzung größer bzw. kleiner 2 sein, damit die durchschnittliche Übersetzung 2 beträgt. Die nicht konstante Übersetzung kann durch Versatz der Drehachsen von Ventilbetätigungswelle (4), in Fig. 1 in Form einer Nockenwelle (4) ausgeführt, und Nockenwellenantrieb (2) erreicht werden. Hierfür muß, wenn die Nockenwelle (4) unverschiebbar gelagert wird, die Lager einheit (1) des Nockenwellenantriebs (2) verschoben werden. Zum linearen Ver schieben der Lagereinheit (1) und des Nockenwellenantriebs (2) sind Kräfte erforderlich, welche bekannterweise mit einer hierfür vorgesehenen Einrichtung hydraulisch aufgebracht werden. Befinden sich Ein- und Auslaßnocken auf einer gemeinsamen Welle, wird die, bei getrennten Nockenwellen für Ein- und Aus laß, mögliche Variation der Steuerzeit stark verringert [Zeitschrift Automotive Engineering, October 1980, Seite 120-124].

Dabei ist es allerdings nötig, wenn die Verstellung auch beim vollen Beschleuni gen eines Kraftfahrzeuges im 1. Gang oder beim Herunterschalten ausreichend schnell sein soll, große Kräfte zur Verfügung zu stellen. Desweiteren ist nicht nur für die zur Verstellung erforderlichen Kräfte, sondern auch zur Steuerung der Verstellung ein erheblicher Bauteilaufwand notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Variation der Steuerzeiten, auf Ein- und Auslaßseite, in einem großen Bereich zu ermöglichen, die Verstellung zwischen verschiedenen Steuerzeiten schnell erfolgen zu lassen und die variable Ventilsteuerung kostengünstig herstellen zu können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Lagereinheit (1) drehbar gelagert ist. Durch das Drehen der Lagereinheit (1) wird die Lage der Drehachse des Nockenwellenantriebs (2) bezüglich der Drehachse der Nocken welle (4) und damit die Steuerzeiten verändert. Außer bei desmodromischer Ventilbetätigung und einigen weiteren Ausnahmen werden die Ein- und Aus laßventile durch Nocken und durch Federn geschlossen. Das davon stam mende, sich in der Wirkrichtung ändernde Moment der Ein- und Auslaßnocken wellen dreht die Lagereinheit (1) abwechselnd nach rechts und links, sofern das Moment nicht kompensiert wird. Durch einen Sperrstift (6) kann die Lagereinheit (1) in einer Position blockiert werden. Nach dem Lösen des Sperrstiftes (6) dreht die Lagereinheit (1) wieder abwechselnd nach links und rechts. In dersel ben oder einer anderen Position kann die Lagereinheit (1) erneut blockiert werden.

Bei exzentrischer Lagerung der Lagereinheit (1) werden Ein- und Auslaßsteuer zeit in unterschiedlicher, evtl. vorteilhafter, Größe verstellt.

In nicht gesperrter Position dreht die Lagereinheit (1) abwechselnd nach rechts und links. Wird ein Endanschlag für die Lagereinheit (1) vorgesehen, werden durch Kräfte Stöße hervorgerufen, welche ausreichende Dimensionierung der Bauteile erfordern. Durch den Einsatz von Stoßisolierungselementen, Schwing ungsdämpfern und/oder durch Reibungsdampfung kann schwächer und somit kostengünstiger dimensioniert werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch den großen Verstellbereich der Steuerzeiten die Verbrennungskraftmaschine besser an unterschiedliche Betriebspunkte angepaßt werden kann. Bekann terweise kann durch eine variable Ventilsteuerung der Kraftstoffverbrauch und die Abgasemission gesenkt werden, der nutzbare Drehzahlbereich verbreitert werden, das Startverhalten verbessert werden, die Leerlaufdrehzahl gesenkt und stabilisiert werden und die Leistung erhöht werden. Bei sich ändernden Drehzahlen kann die Verstellung der Steuerzeiten schnell erfolgen. Kosten günstig ist der Wegfall einer besonderen Verstelleinrichtung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der variablen Ventilsteuerung für einen Einzylindermotor mit zwei obenliegenden Nockenwel len.,

Der in Fig. 1 dargestellte Halter (5) ist mit dem Motorgehäuse fest verbunden. Die Lagereinheit (1) ist im Halter (5) drehbar gelagert. In der Lagereinheit (1) sind die Nockenwellenantriebe (2 und 7) für Ein- und Auslaßseite gelagert. Die symbolisch dargestellte Steuerkette (8) treibt die Nockenwellenantriebe (2 und 7) an. Über das Verbindungsglied (3) wird die Nockenwelle (4) angetrieben. Die Drehachse der Nockenwelle (4) ist unveränderlich. Durch das Drehen der Lagereinheit (1) kann die Drehachse des Nockenwellenantriebs (2) aus der Drehachse der Nockenwelle verschoben werden.

Sind die Drehachsen von Nockenwelle (4) und Nockenwellenantrieb (2) nicht identisch, rotiert die Nockenwelle (4) bezüglich des Nockenwellenantriebs (2) ungleichförmig und ändert die ursprüngliche Steuerzeit. Zusätzlich wird durch die Drehbewegung der Lagereinheit (1) auch die Phase der Steuerzeit ver ändert, da hierbei die Lage des Nockenwellenantriebs (2) bezüglich der Kurbel welle verändert wird. Die Verbindung (3) läßt Versatz der Drehachsen von Nockenwelle (4) und Nockenwellenantrieb (2) zu und überträgt Kräfte zwischen beiden. Im Betrieb dreht die Lagereinheit (1) abwechselnd nach rechts und links, da die Nocken auf der ablaufenden Flanke ein entgegengesetztes Mo ment auf die Lagereinheit (1) ausüben. Mit einem der Sperrstifte (6) kann die Lagereinheit (1), über die daran angebrachte Bohrung, in einer der drei Bohrun gen im Halter (5) fixiert werden. Nach dem Lösen der Fixierung dreht die Lager einheit (1) wieder nach rechts und links und es kann in derselben oder einer anderen Bohrung im Halter (5) fixiert werden. Alle drei Fixierungen erzeugen unterschiedliche Steuerzeiten. Da die Lagereinheit (1) pro Ein- und Auslaßnockenwellenumdrehung einmal nach rechts und einmal nach links dreht, kann zwi schen den verschiedenen Steuerzeiten schnell umgeschaltet werden.

Claims

1. Variable Ventilsteuerung, für Verbrennungskraftmaschinen, durch, in Bezug auf die Kurbelwelle, ungleichförmige Rotation der Ventilbetätigungswelle (4), verursacht durch Versatz der Drehachse von Ventilbetätigungswelle (4) und Ventilbetätigungswellenantrieb (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Drehachse des Ventilbetätigungswellenantriebs (2) durch eine Teildrehung der Lagereinheit (1) um eine feststehende oder beweg liche Achse erfolgt und die Teildrehung der Lagereinheit (1) durch das von der bzw. den Ventilbetätigungswellen ausgeübte, sich in der Wirkrichtung ändernde Moment erfolgt und die Feststellung der Lagereinheit (1) in zwei oder mehreren Positionen durch eine besondere Sperreinrichtung erfolgt.

2. Variable Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinheit (1) exzentrisch drehbar gelagert ist.

3. Variable Ventilsteuerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Dämpfung von Stößen der Lagereinheit (1) gegen End anschläge am nicht drehbaren Teil des Zylinderkopfes Stoßisolierungselemente zwischen Lagereinheit (1) und Zylinderkopf und/oder Schwingungsdämpfer zwischen Lagereinheit (1) und Zylinderkopf vorgesehen werden und/oder das Lager der Lagereinheit (1) zur Reibungserhöhung vorgespannt wird.