DE19701202A1

DE19701202A1 - Variable Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE19701202A1
Application number: DE19701202A
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl Ing Schwegler; Walter Dipl Ing Buck; Michael Dipl Ing Kuehn
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1997-01-15
Filing date: 1997-01-15
Publication date: 1998-07-23
Also published as: US5931127A

Description

Die Erfindung betrifft eine variable Ventilsteuerung für Brenn kraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Variable Ventilsteuerungen der vorgenannten Art sind aus der DE 42 44 550 A1, Fig. 5 bekannt, bei der die beiden Einlaß-Nocken wellen in ihrer Phasenlage gegenüber dem Kurbeltrieb über ge sonderte Verstelleinrichtungen einstellbar sind, die für die eine Einlaß-Nockenwelle durch einen mechanischen, durch axiale Verschiebung eines Übertragungsgliedes die Drehwinkellage der Nockenwelle verändernden Phasenversteller gebildet ist, während die andere Verstelleinrichtung als vierrädriges Koppelgetriebe ausgebildet ist. Die beiden Verstelleinrichtungen sind über ein gemeinsames Verstellglied, nämlich die Koppel des Koppelge triebes, und damit in wechselseitig bestimmter Zuordnung ver stellbar. Dies bedingt einen relativ hohen mechanischen Auf wand, um die gewünschte Verstellgenauigkeit zu realisieren, wo bei trotz dieses Aufwandes die Einstellmöglichkeiten aufgrund der nur gemeinsam möglichen Verstellung eingeschränkt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Lösung für eine variable Ventilsteuerung der eingangs genannten Art aufzuzeigen.

Bei einer solchen, durch die Merkmale des Anspruches 1 gekenn zeichneten Lösung liegen der Phasenversteller und das Antriebs rad des Koppelgetriebes an gegenüberliegenden Enden einer Ein laß-Nockenwelle, so daß diese quasi einen Teil des Antriebs stranges für die zweite Einlaß-Nockenwelle bildet. Entsprechend dieser Anordnung ergibt sich ausgehend vom Phasenversteller durch Verstellbewegungen desselben zunächst für beide Einlaß- Nockenwellen eine Verstellung, und es kann dieser Verstellbe wegung für die zweite Nockenwelle über das Koppelgetriebe in Abhängigkeit von der Verstellrichtung der Koppel eine gleich oder gegensinnige Verstellbewegung überlagert werden. Hierdurch ergeben sich weitreichende Einstellmöglichkeiten, die in Ver bindung mit einer entsprechenden Steuerung, bevorzugt als Be standteil des Motormanagements, sowohl eine Einflußnahme auf die Hubfunktion wie auch eine Verlagerung der Phase von früh nach spät und umgekehrt ermöglichen.

Als Phasenversteller können bekannte mechanische oder hydrau lische Phasenversteller Verwendung finden, oder auch wiederum ein Koppelgetriebe, beispielsweise ein vierrädriges Koppelge triebe der in der eingangs genannten DE 42 44 550 A1, Fig. 1 an gesprochenen Art, das besonders weite Verstellbereiche er möglichen würde.

Im Rahmen der Erfindung erweist es sich als zweckmäßig, wenn die die Einlaßöffnet-Funktion bestimmende Nockenwelle über den Phasenversteller unmittelbar beaufschlagt wird, während die für die Einlaßschließt-Funktion zuständige, zweite Nockenwelle von der ersten Nockenwelle über das Koppelgetriebe angetrieben wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines schematisierten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im Schema eine Draufsicht auf eine Brennkraftmaschine mit vier Zylindern, einer Auslaß- und zwei Einlaß-Nockenwellen, und

Fig. 2 eine Ansicht des Zylinderkopfbereiches der Brenn kraftmaschine gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1, wobei auch diese Ansicht stark schematisiert ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Brennkraftmaschine umfaßt vier in Reihe angeordnete Zylinder 1, denen zur Steuerung der hier nicht dargestellten Ventile zylinderkopfseitig eine Auslaß-Nockenwelle 2 und zwei Einlaß-Nockenwellen 3 und 4 zugeordnet sind, wobei die Auslaß-Nockenwelle 2 einerseits der Zylinder reihe und die Einlaß-Nockenwellen 3 und 4 auf der anderen Seite der Zylinderreihe liegen. Über die Nockenwellen werden in übli cher Weise die Ventile betätigt, wobei für die Einlaßventile die Einlaß-Nockenwellen 3 und 4 gemeinsam jeweils hier nicht dargestellte Schwinghebel betätigen, die die Ventile beauf schlagen, wobei von den Einlaß-Nockenwellen die Einlaß-Nocken welle 3 die Öffnet-Funktion und die Einlaß-Nockenwelle 4 die Schließt-Funktion steuern. Im Hinblick auf die angestrebte Variabilität der Ventilsteuerung sind die beiden Einlaß-Nocken wellen 3 und 4 über ein vierrädriges Koppelgetriebe antriebs verbunden, wie es im einzelnen aus der DE 42 44 550 A1 bekannt ist. Das insgesamt mit 5 bezeichnete Koppelgetriebe (Fig. 2) besteht aus einem Antriebsrad 6, zwei Zwischenrädern 7 und 8 und dem Abtriebsrad 9, wobei das Antriebsrad 6 der die Einlaß-Öffnet-Funktion steuernden Einlaß-Nockenwelle 3 und das Ab triebsrad 9 der die Einlaßschließt-Funktion steuernden Einlaß-Nockenwelle 4 zugeordnet ist.

Insgesamt liegt das Koppelgetriebe 5 auf der bezogen auf die Ansicht gemäß Fig. 2 (Pfeil II) rückwärtigen Stirnseite der Brennkraftmaschine, während frontseitig der von der hier nicht dargestellten Kurbelwelle abgezweigte Antrieb 10 für die Aus laß-Nockenwelle 2 vorgesehen ist, der als Kettentrieb ausge bildet ist und in dessen auf der Auslaß-Nockenwelle 2 ange ordnetes Kettenrad mit 11 bezeichnet ist.

Koaxial zum Kettenrad 11 und ebenfalls auf der Auslaß-Nocken welle 2 angeordnet ist ein Zahnrad 12, das über ein Zwischenrad 13 ein auf der Einlaß-Nockenwelle 3 angeordnetes Zahnrad 14 an treibt, wobei die Zahnräder 12 bis 14 den von der Auslaß-Nockenwelle 2 abgenommenen Antrieb für die Einlaß-Nockenwelle 3 bilden, die ihrerseits über das Koppelgetriebe 5 die zweite Einlaß-Nockenwelle 4 antreibt. Im Übergang von dem der Einlaß-Nockenwelle 3 zugeordneten Zahnrad 14 zu Nockenwelle 3 liegt ein Phasenversteller 15, der in bekannter Weise ausgebildet sein kann und über den die Einlaß-Nockenwelle 3 in ihrer Phase gegenüber der Auslaß-Nockenwelle 2 bzw. der Kurbelwelle ver stellt werden kann, wobei die Verstellung der Einlaß-Nocken welle 3 bezüglich ihrer Phasenlage zur Auslaß-Nockenwelle 2 bzw. Kurbelwelle eine entsprechend Phasenverstellung der zweiten Einlaß-Nockenwelle 4 nach sich zieht, unabhängig von der jeweiligen Einstellage des Koppelgetriebes 5. Wird über den Phasenversteller 15 die Phasenlage der Eingangsnockenwelle 3 gegenüber der Ausgangsnockenwelle 2 bzw. Kurbelwelle verändert, und zwar beispielsweise für die Einlaß-Nockenwelle 3 durch Vorverlagerung in ihrer Drehrichtung, so bedeutet dies für die Einlaß-Nockenwelle 4 bezogen auf deren Drehrichtung eine ent sprechende Vorverlagerung.

Dieser Verstellung der Phasenlage kann durch Verstellung des Koppelgetriebes 5 eine zusätzliche, gleichgerichtete oder auch entgegengerichtete Verstellung - in Abhängigkeit von der Ver stellung des Koppelgetriebes 5 - überlagert werden, so daß ein sehr weiter Verstellspielraum gegeben ist. Nicht dargestellt ist, daß anstelle des Phasenverstellers 15 ein dem Koppel getriebe 5 entsprechendes Koppelgetriebe verwendet werden kann, wobei dieses gegebenenfalls auch so angeordnet/gestaltet sein kann, daß es neben der Funktion einer Phasenverschiebung zugleich die Funktion der Antriebsverbindung zwischen Auslaß-Nockenwelle 2 und Einlaß-Nockenwelle 3 wahrnehmen kann. Je größer die Verstellbereiche sind, desto größer sind die Variationsmöglichkeiten im Ventiltrieb.

Claims

1. Variable Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen mit über wenigstens eine Auslaß-Nockenwelle gesteuerten Auslaßventilen sowie mit zwei gemeinsam angetriebenen, gegensinnig drehenden Einlaß-Nockenwellen und mit über jeweils von beiden Einlaß-Nockenwellen beaufschlagte Schwinghebel betätigten, in Richtung auf ihre Schließlage vorgespannten Einlaßventilen, bei der von den Einlaß-Nockenwellen eine die Öffnet-Funktion und eine die Schließt-Funktion bestimmt und durch Relativverdrehung der Ein laß-Nockenwellen gegeneinander Hub- und Öffnungsdauer der Ein laßventile veränderbar sind, wobei zur Verdrehung der Einlaß-Nockenwellen gegeneinander ein vierrädriges, rotatorisch ver stellbares Koppelgetriebe, dessen Antriebsrad und dessen Ab triebsrad je einer der Einlaß-Nockenwellen zugeordnet und über Zwischenräder verbunden sind, und zur Verstellung gegenüber dem Kurbeltrieb ein zusätzlicher Phasenversteller vorgesehen sind, der der gleichen Einlaß-Nockenwelle wie das Antriebsrad des Koppelgetriebes zugeordnet ist und eine Antriebsverbindung zum Kurbeltrieb aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenversteller (15) und das Koppelgetriebe (5) an verschiedenen Enden der Einlaß-Nockenwelle (3) liegen, der der Phasenversteller (15) und das Antriebsrad (6) des Koppelge triebes (5) zugeordnet sind, und daß der Antrieb des Phasenver stellers (15) von der Auslaß-Nockenwelle (2) der Brennkraft maschine abgezweigt ist und das Antriebsrad (6) des Koppelge triebes (5) drehfest mit der über den Phasenversteller (15) an getriebenen Einlaß-Nockenwelle (3) verbunden ist.

2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß-Nockenwelle (3), der Phasenversteller (15) und Antriebsrad (6) des Koppelgetriebes (5) zugeordnet sind, die Einlaßöffnet-Funktion bestimmt.

3. Ventilsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die über das Koppelgetriebe (5) angetriebene Einlaß-Nocken welle (4) die Einlaßschließt-Funktion bestimmt.