DE19625779A1 - IC engine valve lift characteristic affecting mechanism - has at least one cam held on camshaft with limited swivel - Google Patents
IC engine valve lift characteristic affecting mechanism - has at least one cam held on camshaft with limited swivelInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device according to the preamble of patent claim 1.
Aus der gattungsgemäßen DE 42 05 230 A1 ist ein Ventilbetätigungsmechanismus mit Schlepphebeln bekannt, welcher drei Einlaßventile aufweist, die unter Zwischenschaltung der Schlepphebel von verschiedenen Nocken einer Nockenwelle periodisch betätigt wer den. Dabei wirkt eine erste Gruppe von Nocken über erste Schlepphebel und eine zweite Gruppe von Nocken über zweite Schlepphebel auf die Einlaßventile. In Abhängigkeit der Brennkraftmaschinendrehzahl sind die ersten und zweiten Schlepphebel durch verschieben von Koppelelementen miteinander verrastbar. Die Gruppen von Nocken weisen voneinan der verschiedene Nockenprofile auf.From the generic DE 42 05 230 A1 a valve actuation mechanism is included Rocker arms are known, which has three inlet valves, which are interposed the cam follower of various cams of a camshaft is operated periodically the. A first group of cams acts via first rocker arms and a second Group of cams via second rocker arms on the intake valves. In dependency of Engine speed are shifting the first and second rocker arms can be locked together by coupling elements. The groups of cams face each other the different cam profiles.
Mittels solcher bekannten Mechanismen sind durch die Umschaltung zwischen verschie denen Nockenprofilen unterschiedliche Ventilüberschneidungen zwischen Einlaß - und Auslaßventilen einstellbar und unterschiedliche Ventilhubverläufe realisierbar. Hierdurch können sowohl der Drehmomentverlauf ,die Abgasemissionen, die Leistung und das Leer laufverhalten der Brennkraftmaschine günstig beeinflußt werden.By means of such known mechanisms by switching between different which cam profiles have different valve overlaps between intake and Exhaust valves adjustable and different valve stroke profiles can be realized. Hereby can both the torque curve, the exhaust emissions, the power and the empty running behavior of the internal combustion engine can be influenced favorably.
Alternativ hierzu ist eine andere, vergleichsweise einfach aufgebaute Vorrichtung zur Beeinflussung der Steuerzeiten aus DE 32 34 640 A1 bekannt. Hierbei wird der Einlaß schließzeitpunkt von Gaswechselventilen drehzahlabhängig durch verschwenkbar auf einer Nockenwelle gelagerte Nocken verändert. Unter Beibehaltung eines festen Öffnungszeit punktes nimmt mit steigender Drehzahl die Nockenbreite derart zu, daß eine deutliche Ver besserung der Zylinderfüllung in einem unteren wie auch in einem oberen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine erzielbar ist.Alternatively, another, comparatively simple device for Influencing the timing is known from DE 32 34 640 A1. This is the inlet Closing time of gas exchange valves depending on speed by swiveling on one Camshaft mounted cams changed. Maintaining a fixed opening time point increases with increasing speed, the cam width so that a clear Ver Improvement of the cylinder charge in a lower as well as in an upper speed range the internal combustion engine can be achieved.
Diese Vorrichtung benötigt keinerlei Steuerung bzw. Regelung und kann daher mit ver gleichsweise geringem Aufwand an bereits vorhandenen Brennkraftmaschinen appliziert werden. This device does not require any control or regulation and can therefore with ver equally little effort applied to existing internal combustion engines will.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Ventilerhebungskurven an einer Brenn kraftmaschine zu schaffen, welche mittels unterschiedlicher Nocken voneinander verschie dene Ventilerhebungskurven realisiert, wobei eine weitere, deutliche Verbesserung bezüg lich der Abgasemissionen und des Drehmomentverlaufes erzielt werden soll.The invention is based on the object, starting from the aforementioned state the technology a device for influencing the valve lift curves on a burner to create an engine which differs from one another by means of different cams The valve lift curves realized, with a further, significant improvement Lich the exhaust emissions and the torque curve should be achieved.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen benannt.This object is achieved with the features of patent claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Wenn bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Beeinflussung der Ventilerhebungskur ven an einer Brennkraftmaschine zusätzlich zu der Umschaltung zwischen verschiedenen Nockenprofilen mittels aneinander koppelbarer Schwinghebel mindestens eine der Nocken begrenzt verschwenkbar auf der Nockenwelle gehalten ist, so läßt sich hiermit ein weiterer, deutlicher Fortschritt in Richtung auf einen verbesserten Luftliefergrad der Brennkraftma schine erzielen. Dieses wird erreicht einerseits durch die Umschaltung zwischen verschie denen Nockenprofilen, wodurch z. B. durch einen kreisrunden Nocken eine Ventil- bzw. Zylinderabschaltung realisierbar ist, andererseits durch die drehzahlabhängige Verände rung der Schließflanke der Gaswechselventile.If in a generic device for influencing the valve lift ven on an internal combustion engine in addition to switching between different Cam profiles by means of rocker arms that can be coupled together, at least one of the cams is held on the camshaft to a limited extent so that another, significant progress towards an improved air delivery rate of the internal combustion engine achieve machines. This is achieved on the one hand by switching between different which cam profiles, whereby z. B. by a circular cam a valve or Cylinder deactivation is feasible, on the other hand due to the speed-dependent changes tion of the closing flank of the gas exchange valves.
Die Erfindung ist vorteilhaft sowohl bei Brennkraftmaschinen mit einer wie auch mit mehre ren Nockenwellen anwendbar.The invention is advantageous both in internal combustion engines with one and more Ren camshafts applicable.
Im Falle einer einzigen, Einlaß- und Auslaßventile betätigenden Nockenwelle sind die dem Einlaß dienenden Nocken verschwenkbar gehalten und mittels der koppelbaren Schwenk hebel im Profil um schaltbar, während die den Auslaßventilen zugeordneten Nocken bei spielsweise ausschließlich starr angeordnet sind.In the case of a single camshaft actuating intake and exhaust valves, these are the Inlet serving cams are held pivotably and by means of the couplable pivot lever in profile to switch, while the cam associated with the exhaust valves are arranged exclusively rigidly, for example.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere der Nocken begrenzt verschwenkbar gehalten. Somit sind beispielsweise die einem niedrigen Drehzahl- und/oder Lastbereich der Brennkraftmaschine zugeordneten Ventilerhebungskurven auf ihrer Schließflanke drehzahlabhängig beeinflußbar. Ebenso können die einem höheren Drehzahl- und/oder Lastbereich zugeordneten Nocken zusätzlich verschwenkbar gehalten sein.In a further advantageous embodiment of the invention, several of the cams are limited held pivotable. Thus, for example, the are a low speed and / or Load range of the internal combustion engine associated valve lift curves on their Closing edge can be influenced depending on the speed. Likewise, a higher one Cams assigned to the speed and / or load range are additionally held pivotably be.
Desweiteren können nur einzelne oder eine einzige Nocke, welche in dem niedrigeren Drehzahl- und/oder Lastbereich aktiviert ist, begrenzt verschwenkbar gehalten sein. Furthermore, only a single cam or a single cam, which is in the lower one Speed and / or load range is activated, to be kept pivotable to a limited extent.
In einer kosten- und fertigungsgünstigen Ausführung der Erfindung lassen sich mehrere Nocken auf einer gemeinsamen Hülse anordnen, wobei diese dann gegenüber der Nockenwelle begrenzt verschwenkbar gehalten sein kann. Desweiteren kann diese Hülse starr auf der Nockenwelle gehalten sein und alle oder einzelne der auf der Hülse angeord nete Nocken begrenzt gegenüber dieser verschwenkbar gehalten sein.In one embodiment of the invention which is inexpensive and economical to manufacture, several can be Arrange the cams on a common sleeve, this then opposite the Camshaft can be kept pivotable to a limited extent. Furthermore, this sleeve be rigidly held on the camshaft and all or some of the arranged on the sleeve Nete cams limited to be pivotable.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches anhand einer Zeichnung näher erläutert wird.Further advantages of the invention result from the following exemplary embodiment the invention, which is explained in more detail with reference to a drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1: eine Teilansicht eines Querschnittes durch einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine Fig. 1: a partial view of a cross section through a cylinder head of an internal combustion engine
Fig. 2: eine Seitenansicht des Zylinderkopfes nach Fig. 1, Fig. 2 is a side view of the cylinder head of Figure 1.
Fig. 3: eine Seitenansicht einer Nockenwelle mit darauf angeordneter Hülse mit Nocken, Fig. 3 is a side view of a camshaft with cams arranged thereon sleeve,
Fig. 4: eine Ansicht aus Pfeilrichtung X gemäß Fig. 3 und FIG. 4 shows a view from the direction of arrow X shown in FIG 3 and.
Fig. 5: den Verlauf von Ventilerhebungskurven über dem Kurbelwinkel. Fig. 5: the course of valve lift curves over the crank angle.
Eine Brennkraftmaschine weist einen Zylinderkopf 1 mit einem Brennraum 2, Einlaßkanälen 3 und mehreren, als Einlaßventile 4 ausgebildeten Gaswechselventilen auf. Eine nicht gezeigte Nockenwelle betätigt Auslaßventile 5.An internal combustion engine has a cylinder head 1 with a combustion chamber 2 , inlet channels 3 and a plurality of gas exchange valves designed as inlet valves 4 . A camshaft, not shown, actuates exhaust valves 5 .
Eine Einlaßnockenwelle 6 betätigt unter Zwischenschaltung von Schlepphebeln 7, 8 peri odisch mittels verschiedener Nocken 9, 10 insgesamt drei Einlaßventile 4 (Fig. 2).An intake camshaft 6 actuates with the interposition of rocker arms 7 , 8 peri odically by means of different cams 9 , 10 a total of three intake valves 4 ( Fig. 2).
Alle Schlepphebel 7, 8 sind drehbar auf einer gemeinsamen Achse 11 gelagert.All rocker arms 7 , 8 are rotatably mounted on a common axis 11 .
In Abhängigkeit von brennkraftmaschinendrehzahl- und/oder brennkraftmaschinenlastab hängigen Betriebsbereichen wirken entweder erste Nocken 9 über erste Schlepphebel 7 auf die Einlaßventile 4 oder zweite Nocken 10.Depending on the engine speed and / or engine load-dependent operating ranges, either first cams 9 act via first rocker arms 7 on the inlet valves 4 or second cams 10 .
Die mittels dieser ersten Nocken 9 erzielbaren Ventilerhebungskurven sind in Fig. 5 mit den Kurvenzügen 12, 13, 14 erkennbar, ebenso wie unterschiedliche Einlaßöffnungszeit punkte, unterschiedliche maximale Hübe H sowie voneinander verschiedene Einlaß schließzeitpunkte. The valve lift curves that can be achieved by means of these first cams 9 can be seen in FIG. 5 with the curves 12 , 13 , 14 , as well as different inlet opening times, different maximum strokes H and different inlet closing times.
Zur Erzielung unterschiedlicher Effekte, wie Gemischverwirbelungen, Ladungsschichtung etc. können die Ventilerhebungskurven 12, 13 und 14 auch andere Verläufe aufweisen, beispielsweise kann ein erster Nocken 9 zur Ventilabschaltung ohne Nockenerhebung oder nur mit einer äußerst geringen Nockenerhebung versehen sein.To achieve different effects, such as swirling of the mixture, charge stratification, etc., the valve lift curves 12 , 13 and 14 can also have other profiles, for example a first cam 9 for valve shutdown can be provided without a cam lift or only with an extremely low cam lift.
Die drei unabhängig voneinander bewegten ersten Schlepphebel 7 sind in einem zweiten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine mittels in ihnen gelagerter verschiebbarer Ver rastungsbolzen 15 an eine die zweiten Schlepphebel 8 miteinander verbindende Traverse 16 koppelbar. Infolgedessen sind alle Schlepphebel 7, 8 starr aneinander gekoppelt und die den zweiten Nocken 10 zugeordneten Ventilerhebungskurven werden gemeinsam auf die Einlaßventile 4 übertragen. Zu diesem Zwecke sind die Profile der beiden zweiten Nocken 10 identisch ausgeführt, so daß sich für alle Einlaßventile 4 ein gemeinsamer Kurvenzug 17 gemäß Fig. 5 ergibt. Das Verschieben der federbelasteten Verrastungsbolzen 15 erfolgt betriebsbereichabhängig mittels hydraulischem Druck durch die hohlgebohrte Achse 11.The three independently moving the first cam follower 7 are rastungsbolzen in a second operating range of the internal combustion engine by means mounted in sliding them Ver 15 to a second drag lever 8 interconnecting cross member 16 can be coupled. As a result, all rocker arms 7 , 8 are rigidly coupled to one another and the valve lift curves associated with the second cams 10 are jointly transmitted to the intake valves 4 . For this purpose, the profiles of the two second cams 10 are of identical design, so that there is a common curve 17 according to FIG. 5 for all inlet valves 4 . Depending on the operating range, the spring-loaded locking bolts 15 are moved by means of hydraulic pressure through the hollow-drilled axis 11 .
Während die eine erste Gruppe 18 bildenden, ersten Nocken 9 starr auf der Nockenwelle 6 angeordnet sind, sind die eine zweite Gruppe 19 bildenden, zweiten Nocken 10 begrenzt verschwenkbar auf dieser gehalten.While the first cams 9 forming a first group 18 are rigidly arranged on the camshaft 6 , the second cams 10 forming a second group 19 are pivotably held on the latter.
Zu diesem Zwecke weisen die verschwenkbaren Nocken 10 eine Durchgangsöffnung 20 zur Aufnahme der Nockenwelle 6 auf, wobei sich über den Schwenkbereich a dieser Nocken 10 eine zu dieser Durchgangsöffnung 20 offene Ausnehmung 21 in diesen Nocken 10 erstreckt. Der Schwenkbereich wird durch ein fest mit der Nockenwelle 6 verbundenes, in die Ausnehmung 21 eingreifendes Anschlagelement 22 festgelegt.For this purpose, the pivotable cams 10 have a through opening 20 for receiving the camshaft 6 , a recess 21 open to this through opening 20 in these cams 10 extending over the pivoting region a of these cams 10 . The swivel range is defined by a stop element 22 which is fixedly connected to the camshaft 6 and engages in the recess 21 .
Die Auswirkungen der begrenzten Verschwenkbarkeit von Nocken 9 und/oder 10 sind anhand von Kurvenscharen 23, 24 in Fig. 5 dargestellt. Bei vergleichsweise niedrigen Drehzahlen wird der verschwenkbare Nocken 9, 10 auf seiner Schließflanke durch Sehließfedern 25 der Einlaßventile 4, die Rotation der Nockenwelle 6 kurzfristig überholend in Richtung auf einen frühen Einlaßschließzeitpunkt verdreht. Mit steigender Brennkraftma schinendrehzahl n, in Fig. 5 durch Pfeilrichtung Y dargestellt, steht für die Schließfedern 25 immer weniger Zeit während einer Umdrehung der Einlaßnockenwelle 6 zur Verfügung, um die Nocken 9,10 zu verschwenken, bis sich ab einer bestimmten maximal Drehzahl der verschwenkbare Nocken wie ein starrer Nocken verhält.The effects of the limited pivotability of cams 9 and / or 10 are shown in FIG. 5 using coulters 23 , 24 . At comparatively low speeds, the pivotable cam 9 , 10 is rotated on its closing flank by means of closing springs 25 of the inlet valves 4 , briefly overtaking the rotation of the camshaft 6 in the direction of an early inlet closing time. With increasing internal combustion engine speed n, shown in FIG. 5 by arrow direction Y, there is less and less time available for the closing springs 25 during one revolution of the intake camshaft 6 in order to pivot the cams 9, 10 until the pivotable starting from a certain maximum speed Cam behaves like a rigid cam.
Alternativ zur direkten Anordnung der Nocken 9, 10 auf der Einlaßnockenwelle 6 können diese unter Zwischenschaltung einer Hülse 26 auf dieser Nockenwelle 6 angeordnet sein. As an alternative to the direct arrangement of the cams 9 , 10 on the intake camshaft 6 , these can be arranged on this camshaft 6 with the interposition of a sleeve 26 .
Hierbei kann alternativ oder in Kombination miteinander entweder diese Hülse 26 bei starrer Anordnung der Nocken auf dieser Hülse verschwenkbar auf der Nockenwelle 6 angeordnet sein, und/oder bei starrer Anordnung der Hülse 26 auf der Nockenwelle ein oder mehrere Nocken 9, 10 begrenzt verschwenkbar auf dieser Hülse 26 gehalten sein. Fig. 3 zeigt eine starr auf der Einlaßnockenwelle 6 gehaltene Hülse 26 mit einem darauf fest angeordneten Nocken und einem begrenzt verschwenkbar gehaltenen Nocken. Der starre Nocken kann dabei der ersten Gruppe 18, der verschwenkbare der zweiten Gruppe 19 zugeordnet sein.Here, alternatively or in combination with one another, either this sleeve 26 can be arranged pivotably on the camshaft 6 in the case of a rigid arrangement of the cams on this sleeve, and / or one or more cams 9, 10 can be pivoted to a limited extent on the camshaft in the case of a rigid arrangement of the sleeve 26 Be held sleeve 26 . Fig. 3 shows a sleeve 26 rigidly held on the intake camshaft 6 with a cam fixed thereon and a cam which can be pivoted to a limited extent. The rigid cam can be assigned to the first group 18 , the pivotable to the second group 19 .
Fig. 4 zeigt die Ausbildung der Ausnehmung 21 in der Hülse 26 sowie den durch das Anschlagelement 22 begrenzten Schwenkbereich α einer schwenkbaren Nocke. Fig. 4 shows the formation of the recess 21 in the sleeve 26 and the limited by the stop element 22 pivot range α of a pivotable cam.
Fig. 5, auf die bereits Bezug genommen wurde, zeigt ein Ventilerhebungskurven diagramm, wobei der Ventilhub H über dem Kurbelwinkel KW aufgetragen ist. Den Auslaß ventilen 5 ist in diesem Fall eine feste Ventilerhebungskurve 27 zugeordnet. Im ersten niedrigeren Betriebsbereich der Brennkraftmaschine kommt es im Bereich des oberen Tot punktes OT der Kolben zu keiner oder nur einer äußerst geringen Ventilüberschneidung zwischen Einlaß- und Auslaßventilen 4 und 5 bzw. zwischen den zugehörigen Ventilerhe bungskurven 27 einerseits und 12, 13, 14 andererseits. Eine durch die Kurve 14 darge stellte, verschwenkbare zweite Nocke 10 weist in Abhängigkeit der Brennkraftmaschinen drehzahl n eine der durch die Kurvenschar 24 dargestellten Schließflanken mit zugehöri gem Einlaßschließzeitpunkt im Bereich unterer Totpunkt UT auf. Nach Verrastung zwischen ersten und zweiten Schlepphebeln 7 und 8 wirken die zweiten Nocken 10 auf alle Einlaß ventile 4, so daß sich für einen höheren Betriebsbereich der Brennkraftmaschine im Bereich UT eine Ventilüberschneidung zwischen Einlaß- und Auslaßventilen 4 und 5 einstellt. In Abhängigkeit der Brennkraftmaschinendrehzahl n stellt sich auch für diese verschwenkba ren Nocken 10 eine Kurvenschar 23 auf der Abstiegsflanke ein, wobei mit steigender Dreh zahl n der Einlaßschließzeitpunkt in Richtung spät verschoben wird. FIG. 5, to which reference has already been made, shows a valve lift curve diagram, the valve lift H being plotted over the crank angle KW. The outlet valves 5 is assigned a fixed valve lift curve 27 in this case. In the first lower operating range of the internal combustion engine, there is no or only an extremely slight valve overlap between intake and exhaust valves 4 and 5 or between the associated valve lifting curves 27 on the one hand and 12 , 13 , 14 on the other hand in the area of the top dead center OT of the pistons. A represented by curve 14 , pivotable second cam 10 has, depending on the internal combustion engine speed n one of the closing flanks represented by the family of curves 24 with associated intake closing time in the area of bottom dead center UT. After latching between the first and second rocker arms 7 and 8 , the second cams 10 act on all inlet valves 4 , so that a valve overlap between inlet and outlet valves 4 and 5 is established for a higher operating range of the internal combustion engine in the region UT. Depending on the engine speed n, a set of curves 23 also arises for these pivotable cams 10 on the descending flank, the inlet closing time being shifted late as the number of revolutions increases.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht auf die beispielsweise in Fig. 2 gezeigte Anordnung und Abfolge von Nocken 9, 10 bzw. Schlepp hebeln 7, 8 angewiesen ist. Beispielsweise können die Nocken der ersten Gruppe 18 und die der zweiten Gruppe 19 jeweils auf separaten Hülsen 26 angeordnet sein oder unter Ent fall dieser Hülsen 26 starr bzw. verschwenkbar in Gruppen nebeneinander liegend auf der Nockenwelle 6.In addition, it should be noted that the device according to the invention does not rely on the arrangement and sequence of cams 9, 10 or drag lever 7 , 8 shown for example in FIG. 2. For example, the cams of the first group 18 and those of the second group 19 can each be arranged on separate sleeves 26 or, under the case of these sleeves 26, rigidly or pivotably in groups lying side by side on the camshaft 6 .
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996125779 DE19625779A1 (en) | 1995-07-08 | 1996-06-27 | IC engine valve lift characteristic affecting mechanism - has at least one cam held on camshaft with limited swivel |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19524929 | 1995-07-08 | ||
DE1996125779 DE19625779A1 (en) | 1995-07-08 | 1996-06-27 | IC engine valve lift characteristic affecting mechanism - has at least one cam held on camshaft with limited swivel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19625779A1 true DE19625779A1 (en) | 1997-01-09 |
Family
ID=7766347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996125779 Ceased DE19625779A1 (en) | 1995-07-08 | 1996-06-27 | IC engine valve lift characteristic affecting mechanism - has at least one cam held on camshaft with limited swivel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19625779A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10349898A1 (en) * | 2003-10-25 | 2005-05-25 | Audi Ag | Valve gear of an internal combustion engine with at least one camshaft |
-
1996
- 1996-06-27 DE DE1996125779 patent/DE19625779A1/en not_active Ceased
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10349898A1 (en) * | 2003-10-25 | 2005-05-25 | Audi Ag | Valve gear of an internal combustion engine with at least one camshaft |
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Legal Events
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