DE19749303A1 - Hydraulische Betätigungsvorrichtung für ein Brennkraftmaschinen-Gaswechselventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Betätigungsvorrichtung für ein Brennkraftmaschinen-Gaswechselventil, auf welches ein in einem Zylinder geführter Stößel einwirkt, der zum Öffnen des Gaswechselventiles gesteuert durch zumindest ein elektrisch betätigtes Hydraulik-Ventil mit von einer Hochdruckpumpe über eine Zufuhrleitung bereitgestelltem Hydraulikmedium beaufschlagt wird, und wobei mit einem späteren Schließen des Gaswech­ selventiles dieses Hydraulikmedium aus der Stößel-Zylinder-Einheit über eine Abfuhrleitung abgeführt wird. Zum technischen Umfeld wird beispiels­ halber auf die DE-OS 20 10 291 verwiesen.

Grundsätzlich zeichnet sich eine hydraulische Betätigung der Gaswechsel­ ventile (Ladungswechselventile) einer Brennkraftmaschine durch immense Vorteile aus, nämlich insbesondere durch eine vollkommen variable An­ steuerungsmöglichkeit, so daß der Öffnungszeitpunkt und der Schließzeit­ punkt sowie bei kurzen Öffnungszeiten ggf. der Ventilhub den jeweiligen Anforderungen entsprechend vollkommen frei gewählt werden können, ohne durch eine Nockenwelle oder dgl. in irgendeiner Weise festgelegt zu sein.

Jedoch muß eine hydraulische Ventil-Betätigungsvorrichtung insbesondere für eine schnellaufende Brennkraftmaschine sehr kurze Ansprechzeiten be­ sitzen, nachdem es doch gilt, bei einer durchaus üblichen Brennkraftmaschi­ nendrehzahl von 6000 U/min jedes Gaswechselventil 3000 mal pro Minute zu öffnen und zu schließen. Ein Hydraulik-Ventil, das die Beaufschlagung eines das Gaswechselventil betätigenden Stößels mit Hydraulikmedium steuert, muß somit das unter Hochdruck anliegende Hydraulikmedium mit dieser Frequenz freigeben oder absperren. Das in der eingangs genannten Schrift gezeigte elektromechanische Schieberventil ist hierzu jedoch nicht in der Lage.

Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in der Zufuhrleitung als auch in der Abfuhrleitung ein als hydraulisches Sitzventil ausgebildetes Hydraulik-Ventil vorgesehen ist, wobei dasjenige in der Zu­ fuhrleitung stromlos geschlossen und dasjenige in der Abfuhrleitung stromlos offen ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprü­ che.

Erfindungsgemäß sind zwei Hydraulik-Ventile vorgesehen, die jeweils als einfache Auf-Zu-Ventile und somit als sog. hydraulische Sitzventile ausgebil­ det sind. Derartige einfache Ventile lassen sich extrem schnell in die jeweils andere Position bringen, da an die jeweilige Positionsgenauigkeit keine ho­ hen Anforderungen gestellt werden. Dabei ist eine vollwertige Ansteuerung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung erzielbar, wenn eines dieser bei­ den Ventile in der Zufuhrleitung, über welche dem Stößel das Hydraulikme­ dium unter Druck zugeführt wird, und das andere in der Abfuhrleitung, über welche das Hydraulikmedium beispielsweise in einen Vorratsbehälter zu­ rückgeführt wird, vorgesehen ist.

Ist nun wie vorgeschlagen das in der Zufuhrleitung vorgesehene Sitzventil stromlos geschlossen und dasjenige in der Abfuhrleitung stromlos offen, so müssen für eine gewünschte Öffnungsbewegung des Gaswechselventiles die beiden Hydraulik-Sitzventile bestromt werden. Soll das geöffnete Gas­ wechselventil offengehalten werden, so muß lediglich das in der Abfuhrlei­ tung vorgesehene Hydraulik-Sitzventil bestromt werden und soll schließlich das Gaswechselventil geschlossen werden, so kann die Bestromung beider Hydraulik-Ventile abgebrochen werden. Durch diese wenigen einfachen und insbesondere sehr schnellen Schaltvorgänge ist es möglich, das Gaswech­ selventil wie gewünscht zu bewegen.

Die Rückbewegung des Gaswechselventiles in seine geschlossene Position kann dabei entweder durch eine übliche Ventilschließfeder initiiert werden, oder ebenfalls durch das von der Hochdruckpumpe bereitgestellte Hydrau­ likmedium, wie zwei der im folgenden erläuterten drei bevorzugten Ausführ­ ungsbeispiele der Erfindung zeigen.

In den beigefügten Fig. 1 bis 3 ist jeweils ein hydraulischer Schaltkreis mit einer lediglich prinzipiell dargestellten Stößel-Zylindereinheit, die auf das oder die abstrakt gezeigten Gaswechselventil(e) einer Brennkraftmaschine einwirkt, dargestellt. Dabei sind in sämtlichen drei Ausführungsbeispielen gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wobei noch darauf hingewiesen sei, daß sämtliche näher bezeichneten Elemente erfindungs­ wesentlich sein können.

Das mit der Bezugsziffer 1 bezeichnete Gaswechselventil einer Brennkraft­ maschine soll durch die gezeigte hydraulische Betätigungsvorrichtung geöff­ net, d. h. ausgehend von der dargestellten Position gemäß Pfeilrichtung 2 von seinem Ventilsitz 3 im lediglich bruchstückhaft dargestellten Brennkraft­ maschinen-Zylinderkopf 4 abgehoben werden, und anschließend daran ge­ gen Pfeilrichtung 2 wieder geschlossen, d. h. in die gezeigte Position zurück gebracht werden, in welcher der Ventilteller des Gaswechselventiles 1 auf dem Ventilsitz 3 aufsitzt.

Für die Initiierung dieser Bewegungen des Gaswechselventiles 1 ist die im folgenden beschriebene hydraulische Betätigungsvorrichtung vorgesehen, die neben einem in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneten Hydraulik- Schaltkreis eine in diesen eingebundene und auf das Gaswechselventil 1 entsprechend einwirkende Stößel-Zylinder-Einheit 20 aufweist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird lediglich die Öffnungsbewegung des Gaswechselventiles 1 gemäß Pfeilrichtung 2 direkt von der hydrauli­ schen Betätigungsvorrichtung initiiert, während die Schließbewegung des Gaswechselventiles 1 gegen Pfeilrichtung 2 - wie an von Nocken betätigten Gaswechsel-Ventiltrieben üblich - durch eine Ventilschließfeder 5 initiiert wird, die sich einerseits an einem am Schaft des Gaswechselventiles 1 befe­ stigten Ventilfederteller 6 und andererseits am Brennkraftmaschinen- Zylinderkopf 4 wie gezeigt abstützt.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2, 3, wird auch die Schließbe­ wegung des Gaswechselventiles 1 durch die hydraulische Betätigungsvor­ richtung initiiert, so daß hier keine Ventilschließfeder vorhanden ist.

Jede gezeigte Stößel-Zylinder-Einheit 20 besteht aus einem auf den Schaft des Gaswechselventiles 1 einwirkenden Stößel 21, der innerhalb eines Zy­ linders 22 in bzw. gegen Pfeilrichtung 2 längsverschiebbar geführt ist. Wird in den Innenraum des Zylinders 22 über eine vom Hydraulik-Schaltkreis 10 ab­ zweigende Stichleitung 11 Hydraulikmedium unter hohem Druck an geeig­ neter Stelle eingebracht, so überträgt sich dieser Druck auf die dem Gas­ wechselventil 1 abgewandte Stirnfläche 21a des Stößels 21, so daß letzterer gemäß Pfeilrichtung 2 nach unten bewegt wird. Nachdem sich an der dem Gaswechselventil 1 zugewandten Stirnfläche 21b des Stößels 21 das Gas­ wechselventil 1 mit seinem nicht näher bezeichneten Schaft abstützt, wird hierdurch selbstverständlich auch das Gaswechselventil 1 wie gewünscht bewegt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 begrenzt ein Anschlag 23 den maxi­ malen Verschiebeweg des Stößels 21 in besagter Pfeilrichtung 2, bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2, 3 trägt dieser Anschlag 23 eine den Zylinder 22 zum Gaswechselventil 1 hin abschließende Schließplatte 22a, so daß auch hierdurch der mögliche Verschiebeweg des Stößels 21 begrenzt ist.

Im später noch näher erläuterten Hydraulik-Schaltkreis 10 ist eine Hoch­ druckpumpe 12 vorgesehen, die Hydraulikmedium hohen Druckes bereit­ stellt. Über eine von der Hydraulikpumpe 12 wegführende Zufuhrleitung 13 kann dieses Hydraulikmedium zur Stichleitung 11 und somit zur Stößel- Zylinder-Einheit 20 gelangen, nachdem es ein Hydraulik-Ventil 14a passiert hat. Mit der später noch näher erläuterten Schließbewegung des Gaswech­ selventiles 1 wird das auf die Stirnfläche 21a des Stößels 21 einwirkende Hydraulikmedium ebenfalls über die Stichleitung 11 abgeführt und gelangt wieder in den Hydraulik-Schaltkreis 10, in welchem es über eine Abfuhrlei­ tung 15 letztendlich einem Hydraulik-Sammelbehälter 19 zugeführt wird. In der Abfuhrleitung 15 ist ein weiteres Hydraulikventil 14b vorgesehen.

Die beiden Hydraulikventile 14a, 14b sind als elektrisch betätigte, hydrauli­ sche Sitzventile ausgebildet, was weiter oben bereits ausführlicher erläutert wurde. Das in der Zufuhrleitung 13 vorgesehene Hydraulikventil 14a ist stromlos geschlossen (wie hier dargestellt), während das in der Abfuhrleitung 15 vorgesehene Hydraulikventil 14b (wie gezeigt) stromlos offen ist. Für eine gewünschte Öffnungsbewegung des Gaswechselventiles 1 gemäß Pfeil­ richtung 2 müssen somit die beiden Hydraulikventile 14a, 14b bestromt wer­ den, wodurch von der Hochdruckpumpe 12 bereitgestelltes Hydraulikmedium über die Stichleitung 11 in die Stößel-Zylinder-Einheit 20 gelangen und den Stößel 21 und somit das Gaswechselventil 1 wie gewünscht verschieben kann.

Soll das Gaswechselventil 1 in seiner Offenposition gehalten werden, so kann die Bestromung des Hydraulikventiles 14a abgeschaltet werden, wo­ durch dieses seine Schließposition einnimmt. Durch Bestromung weiter in seiner Schließposition gehalten wird das Hydraulikventil 14b, sodaß weiter­ hin ausreichend hoher Hydraulikdruck an der Stirnseite 21a des Stößels 21 anliegt, um diesen in der das Gaswechselventil 1 offenhaltenden Position zu halten. Soll in einem nächsten Schritt das Gaswechselventil 1 gegen Pfeil­ richtung 2 geschlossen werden, so muß das an der Stirnfläche 21a anlie­ gende Hydraulikmedium aus der Stößel-Zylinder-Einheit 20 abgeführt wer­ den und zwar wiederum über die Stichleitung 11 sowie über die dann durch Abschalten der Bestromung des Hydraulikventiles 14b frei gegebene Ab­ fuhrleitung 15. Hierdurch wird der Hydraulikdruck an der Stirnseite 21a des Stößels 21 abgebaut.

Durch einfachste Schaltvorgänge kann somit die gewünschte Bewegung des Gaswechselventiles 1 initiiert werden, wobei darauf hingewiesen sei, daß die als hydraulische Sitzventile ausgebildeten Hydraulikventile 14a, 14b sich durch äußerst kurze Ansprechzeiten auszeichnen.

Wie bereits erwähnt, wird beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die Schließ­ bewegung des Gaswechselventiles 1 durch die Ventilschließfeder 5 initiiert, sobald auf der Stirnfläche 21a des Stößels 21 kein Hydraulikdruck mehr an­ liegt. Um dabei ein zu abruptes Aufsetzen des Gaswechselventiles 1 mit sei­ nem Ventilteller auf dem Ventilsitz 3 zu verhindern, ist in der Stößel-Zylinder- Einheit 20 ein sog. Endlagendämpfer vorgesehen, der im folgenden kurz beschrieben wird.

Wie ersichtlich ist der Stößel 21 stufenkolbenförmig ausgebildet und taucht gegen Ende der Schließbewegung mit seinem querschnittskleineren Stößel- Abschnitt 21c in einen diesem angepaßten Endabschnitt 22b des Zylinders 22 ein. Wie ebenfalls ersichtlich weist der Stößel 21 einen über ein Kugel­ rückschlagventil 24 mit dem Hydraulikmedium befüllbaren Hohlraum 21e auf, wobei im Auflagebereich der Ventilkugel des Kugelrückschlagventiles 24 zur Stirnseite 21a des querschnittsgrößeren Stößelabschnittes 21d führende Stichbohrungen 21f münden. Dabei liegt die Ventilkugel des Kugelrück­ schlagventiles 24 im Mündungsbereich eines im querschnittskleineren Stö­ ßelabschnitt 21c verlaufenden, einerseits mit der Stichleitung 11 und ande­ rerseits mit dem Hohlraum 21e verbundenen Zufuhrkanales 21g an. Hierfür stützt sich ein nicht näher bezeichnetes, die Ventilkugel des Kugelrück­ schlagventiles 24 gegen den Mündungsbereich des Zufuhrkanales 21g pres­ sendes Federelement an einer den Hohlraum 21e zur Seite des Gaswech­ selventiles 1 hin abschließenden sog. Federauflage 21h ab.

Die Funktionsweise des beschriebenen Endlagendämpfers wird in der dar­ gestellten Position des Stößels 21 (in sämtlichen Fig. 1-3) deutlich er­ sichtlich. Sobald nämlich der querschnittskleinere Stößelabschnitt 21c in den Endabschnitt 22b des Zylinders 22 eingetaucht ist, wird das oberhalb der Stirnfläche 21a des querschnittsgrößeren Stößelabschnittes 21d befindliche Hydraulikmedium über die Stichbohrungen 21f verdrängt. Aus diesen Stich­ bohrungen 21f in den Zufuhrkanal 21g austreten kann das Hydraulikmedium jedoch nur, wenn nicht nur die Kraft des Federelementes des Kugelrück­ schlagventiles 24, sondern auch der im selbstverständlich auch mit Hydrau­ likmedium befüllten Hohlraum 21e herrschende Hydraulikdruck überwunden wird. Die damit verbundenen hohen Widerstände, die überwunden werden müssen, um den Stößel 21 und somit das Gaswechselventil 1 in seine Schließposition zu bewegen, führen dazu, daß die Schließbewegung gegen Ende erheblich abgebremst bzw. gedämpft wird.

Während - wie erwähnt - die Schließbewegung beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 durch die Ventilschließfeder 5 initiiert wird, wird bei den Ausfüh­ rungsbeispielen nach den Fig. 2, 3 der von der Hochdruckpumpe 12 bereit­ gestellte Hydraulikdruck zum Schließen des Gaswechselventiles 1 bzw. zum entsprechenden Verschieben des Stößels 21 gegen Pfeilrichtung 2 herange­ zogen. Bei beiden Ausführungsbeispielen ist durch die bereits erwähnte Schließplatte 22a im Zylinder 22 ein von dieser sowie von der dem Gas­ wechselventil 1 zugewandten Stirnfläche 21b des Stößels 21 begrenzter weiterer Hydraulikraum gebildet, dem über eine zweite Zufuhrleitung 16, die letztendlich von der ersten Zufuhrleitung 13 stromauf des Hydraulikventiles 14a abzweigt, Hydraulikmedium zugeführt wird.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist in der zweiten Zufuhrleitung 16 kein Hydraulikventil vorgesehen, was zur Folge hat, daß der von der Hoch­ druckpumpe 12 bereitgestellte Hydraulikdruck stets in vollem Umfang an der Stirnfläche 21b des Stößels 21 anliegt. Nachdem jedoch sowohl bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 als auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 die bereits erwähnte Federauflage 21h wie ersichtlich kolbenförmig ausgebildet ist und die ebenfalls bereits erwähnte Schließplatte 22a durch­ dringt, ist die dem Hydraulikdruck ausgesetzte Stirnfläche 21b des Stößels 21 erheblich kleiner als die bei geöffnetem Hydraulikventil 14a ebenfalls die­ sem vollen Hyraulikdruck ausgesetzte Stirnfläche 21a des Stößels 21. Daher ist es trotz des an der Stirnfläche 21b anliegenden Hydraulikdruckes mög­ lich, bei geöffnetem Hydraulikventil 14a den Stößel 21 durch den Hydraulik­ druck gemäß Pfeilrichtung 2 zu verschieben.

Die sog. Federauflage 21h ist mit ihrem freien Ende fest mit dem Gaswech­ selventil 1 verbunden. Hierdurch wird darin, wenn das Hydraulikventil 14a geschlossen und das Hydraulikventil 14b geöffnet wird, beim Ausführungs­ beispiel nach Fig. 2 der Stößel 21 mit seiner Federauflage 21h und somit auch mit dem daran befestigten Gaswechselventil 1 durch den auf die Stirn­ fläche 21b einwirkenden Hydraulikdruck gegen Pfeilrichtung 2 nach oben verschoben und das Gaswechselventil 1 somit in seine Schließposition be­ wegt. Auch hierbei wirkt selbstverständlich wieder der bereits in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschriebene Endlagendämpfer.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist in der zweiten letztlich die Stirnflä­ che 21b des Stößels 21 mit Hydraulikdruck beaufschlagenden Zufuhrleitung 16 ein Hydraulikventil 17a vorgesehen. Vorgesehen ist ferner eine zweite Abfuhrleitung 18, über welche das Hydraulikmedium aus dem die Stirnfläche 21b des Stößels 21 mit Hydraulikdruck beaufschlagenden nicht näher be­ zeichneten zweiten Hydraulikraum letztendlich in den Hydrauliksammelbe­ hälter 19 abgeführt werden kann. Diese zweite Abfuhrleitung 18 kann mittels eines Hydraulikventiles 17b geöffnet oder abgesperrt werden.

Hier ist es somit möglich, die Stirnfläche 21b des Stößels 21 nur dann mit dem von der Hochdruckpumpe 12 bereitgestellten Hydraulikdruck zu beauf­ schlagen, wenn dies für eine Schließbewegung des Gaswechselventiles 1 gewünscht ist. Hierzu muß das Hydraulikventil 17a geöffnet und das Hydrau­ likventil 17b geschlossen sein. Wird anschließend auch das Hydraulikventil 17a geschlossen, so wird das Gaswechselventil 1 durch den an der Stirnflä­ che 21b anliegenden Hydraulikdruck in seiner Schließposition gehalten. Erst wenn das Hydraulikventil 17b geöffnet wird, kann der Stößel 21 nahezu wi­ derstandslos gemäß Pfeilrichtung 2 bewegt und somit das Gaswechselventil 1 geöffnet werden, was selbstverständlich voraussetzt, daß auch das Hy­ draulikventil 14a geöffnet und das Hydraulikventil 14b geschlossen wird, was bereits in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erläutert wur­ de.

Analog den Hydraulikventilen 14a, 14b sind die Hydraulikventile 17a, 17b wieder als elektrisch betätigte hydraulische Sitzventile ausgebildet, wobei das Hydraulikventil 17a wie gezeigt stromlos offen und das Hydraulikventil 17b stromlos geschlossen ist. Somit sind die beiden Hydraulikventile 17a, 17b ebenso einfach und schnell ansteuerbar wie die Hydraulikventile 14a, 14b, was im Zusammenhang mit diesen bereits weiter oben erläutert wurde. Im übrigen mündet die zweite Abfuhrleitung 18 in der ersten Abfuhrleitung 15 und somit letztendlich auch wieder im Hydraulik-Sammelbehälter 19.

Zurückkommend auf den Hydraulik-Schaltkreis 10 wurde bereits die in die­ sem angeordnete Hochdruckpumpe 12 erwähnt. Bevorzugt kommt als Hy­ draulikmedium zur Betätigung des Gaswechselventiles 1 das Schmieröl der nicht gezeigten Brennkraftmaschine zum Einsatz. Beim Hydraulik- Sammelbehälter 19 handelt es sich somit um die Ölwanne der Brennkraft­ maschine. Vorgesehen ist desweiteren somit eine übliche Brennkraftmaschi­ nen-Schmierölpumpe 30, die hier als Vorförderpumpe für die Hochdruck­ pumpe 12 fungiert. Stromab eines auf der Druckseite der Schmierölpumpe 30 vorgesehenen Ölfilters 31 ist ein übliches Schmieröl-Druckregelventil 32 vorgesehen, stromab dessen sowie stromauf der Hochdruckpumpe 12 nicht gezeigte Zweigleitungen abzweigen, die zu den Schmierstellen der Brenn­ kraftmaschine führen.

Ein Teilstrom des stromab des Schmieröl-Druckregelventiles 32 vorliegen­ den Schmieröles wird als Hydraulikmedium von der Hochdruckpumpe 12 angesaugt, welche im übrigen ebenso wie die Schmierölpumpe 30 mecha­ nisch von der Brennkraftmaschine angetrieben sein kann, alternativ jedoch auch als elektrisch angetriebene Radialkolbenpumpe oder Axialkolbenpum­ pe ausgebildet sein kann. Druckseitig führt die bereits erwähnte Zufuhrlei­ tung 13 zum Hydraulikventil 14a, stromauf dessen eine Zweigleitung 33 ab­ zweigt, die einerseits einen Druckspeicher 34 entweder stetig oder wahlwei­ se auch zuschaltbar in den Hydraulik-Schaltkreis 10 einbindet, und die ande­ rerseits auch die zweite Zufuhrleitung 16 bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2, 3 mit Hydraulikmedium versorgt. Stromab der Abzweigung dieser zweiten Zufuhrleitung 16 ist in der Zweigleitung 33 ein weiteres Filter 35 und stromab dessen ein Druckbegrenzungsventil 36, jeweils für den Hochdruckteil des Hydraulik-Schaltkreises 10, vorgesehen, wobei die Ablei­ tung des Druckbegrenzungsventiles 36 wieder im Hydraulik-Sammelbehälter 19 mündet.

Die Temperatur des im Hydraulik-Schaltkreis 10 umgewälzten Hydraulikme­ diums kann in einem weiten Bereich variieren, insbesondere wenn als Hy­ draulikmedium das Schmieröl der Brennkraftmaschine zum Einsatz kommt. Dessen Temperatur kann nämlich zwischen -40°C und +150°C liegen. Um daraus resultierende Viskositätsunterschiede, die für eine exakte Ansteuer­ ung der hydraulischen Gaswechselventil-Betätigungsvorrichtung schädlich sind, zumindest im wesentlichen kompensieren zu können, ist der Ar­ beitspunkt dieses Druckbegrenzungsventiles 36 in Abhängigkeit von der Temperatur des Hydraulikmediums (in einer bevorzugten Ausführungsform) veränderbar. Mit diesem temperaturgeregelten Druckbegrenzungsventil 36 kann somit der Hydraulikdruck kurzfristig erhöht werden, und zwar solange, bis das Hydraulikmedium eine ausreichende Betriebstemperatur erreicht hat.

In den Hydraulik-Schaltkreis 10 eingebunden sein kann ferner ein nicht dar­ gestellter Wärmespeicher, der bevorzugt als Latentwärmespeicher ausgebil­ det sein kann. Dieser Wärmespeicher kann insbesondere kurz stromauf der Hochdruckpumpe 12 installiert sein und stellt im Hydraulik-Schaftkreis 10 somit auch bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine relativ warmes Hy­ draulikmedium zur Verfügung, so daß die Betätigung des Gaswechselventi­ les 1 durch die Stößel-Zylinder-Einheit 20 aufgrund der dann niedrigeren Viskosität des Hydraulikmediums wie gewünscht erfolgen kann.

Ebenfalls nicht dargestellt ist eine elektronische Steuereinheit, aufgrund de­ ren Signalen die Hydraulikventile 14a, 14b (sowie ggf. 17a, 17b) den Anfor­ derungen entsprechend geschaltet werden. Unter Berücksichtigung des im Hydraulik-Schaltkreis 10 umgewälzten Volumenstromes kann zusammen mit der Information über den Schaltzustand der einzelnen Hydraulikventile diese elektronische Steuereinheit zusätzlich die jeweilige Position des Gaswech­ selventiles 1 errechnen. Ferner können bei der Auslegung dieser Steuerein­ heit die Pendeleffekte der Hydraulikmedium-Fluidsäule insbesondere in der Zufuhrleitung 13 berücksichtigt werden, derart, daß unter Ausnützung dieser Pendeleffekte der Energieaufwand insbesondere der Hochdruckpumpe 12 minimiert wird.

Schließlich kann noch vorgesehen sein, den Stößel 21 solchermaßen mit Hydraulikmedium zu beaufschlagen, daß das Gaswechselventil 1 - zumin­ dest beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 - insbesondere bei seiner Öff­ nungsbewegung vom Stößel 21 abhebt. Insbesondere zur Erzielung einer relativ kurzen Öffnungsdauer des Gaswechselventiles 1 kann es ausrei­ chend sein, einen einmaligen starken Hydraulikimpuls auf die Stirnfläche 21a des Stößels 21 aufzubringen, um hierdurch das Gaswechselventil 1 kurzzei­ tig zu öffnen.

Fig. 1 zeigt im übrigen weiterhin, daß für mehrere gleichsinnig zu betätigen­ de Gaswechselventile 1 eines Brennkraftmaschinenzylinders mehrere Stö­ ßel-Zylinder-Einheiten 20 mit einer einzigen Zufuhrleitung 13 (ggf. auch 16) sowie einer einzigen Abfuhrleitung 15 (ggf. auch 18) vorgesehen sind. Dabei können nicht nur diese beiden Stößel-Zylinder-Einheiten 20 eines einzigen Brennkraftmaschinen-Zylinders, sondern sämtliche Stößel-Zylinder-Einheiten 20 einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, die dann die mehreren Gaswechselventile 1 individuell betätigen, in einer gemeinsamen Montage­ leiste angeordnet sein, in der weiterhin auch die jeweils zugeordneten Hy­ draulik-Ventile 14a, 14b (sowie ggf. 17a, 17b) vorgesehen sein können, um den Montage- und Wartungsaufwand gering zu halten, jedoch kann dies so­ wie eine Vielzahl weiterer Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1

Gaswechselventil

2

Pfeilrichtung

3

Ventilsitz

4

Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf

5

Ventilschließfeder

6

Ventilfederteller

10

Hydraulik-Schaltkreis

11

Stichleitung

12

Hochdruckpumpe

13

Zufuhrleitung

14

aHydraulikventil in

13

14

bHydraulikventil in

15

15

Abfuhrleitung

16

zweite Zufuhrleitung

17

aHydraulikventil in

16

17

bHydraulikventil in

18

18

zweite Abfuhrleitung

19

Hydrauliksammelbehälter

20

Stößel-Zylinder-Einheit

21

Stößel

21

aStirnfläche von

21

, dem Ventil

1

abgewandt

21

bStirnfläche von

21

, dem Ventil

1

zugewandt

21

cquerschnittskleinerer Stößelabschnitt

21

dquerschnittsgrößerer Stößelabschnitt

21

eHohlraum

21

fStichbohrung

21

gZufuhrkanal

21

hFederauflage

22

Zylinder

22

aSchließplatte

22

bEndabschnitt, an

21

c angepaßt

23

Anschlag

24

Kugelrückschlagventil

30

Brennkraftmaschinen-Schmierölpumpe

31

Ölfilter

32

Schmieröl-Druckregelventil

33

Zweigleitung

34

Druckspeicher

35

Filter

36

Druckbegrenzungsventil

Claims (9)

1. Hydraulische Betätigungsvorrichtung für ein Brennkraftmaschinen- Gaswechselventil (1), auf welches ein in einem Zylinder (22) geführter Stößel (21) einwirkt, der zum Öffnen des Gaswechselventiles (1) auf seiner diesem abgewandten Stirnfläche (21a) gesteuert durch zumin­ dest ein elektrisch betätigtes Hydraulik-Ventil mit von einer Hoch­ druckpumpe (12) über eine Zufuhrleitung (13) bereitgestelltem Hy­ draulikmedium beaufschlagt wird, und wobei mit einem späteren Schließen des Gaswechselventiles (1) dieses Hydraulikmedium aus der Stößel-Zylinder-Einheit (20) über eine Abfuhrleitung (15) abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in der Zufuhrleitung (13) als auch in der Abfuhrleitung (15) ein als hydraulisches Sitzventil ausge­ bildetes Hydraulik-Ventil (14a, 14b) vorgesehen ist, wobei dasjenige in der Zufuhrleitung (13) stromlos geschlossen und dasjenige in der Ab­ fuhrleitung (15) stromlos offen ist.

2. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (21) zum Schließen des Gaswechselventiles (1) auf seiner diesem zugewandten Stirnfläche (21b) mit über eine zweite Zufuhrleitung (16) bereitgestelltem Hydrau­ likmedium beaufschlagt wird.

3. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das über die zweite Zufuhrleitung (16) herangeführte Hydraulikmedium mit einem späteren Öffnen des Gas­ wechselventiles (1) aus der Stößel-Zylinder-Einheit (20) über eine zweite Abfuhrleitung (18) abgeführt wird, wobei sowohl in der zweiten Zufuhrleitung (16) als auch in der zweiten Abfuhrleitung (18) ein als elektrisches hydraulisches Sitzventil ausgebildetes Hydraulik-Ventil (17a, 17b) vorgesehen ist, wobei dasjenige in der zweiten Zufuhrlei­ tung (16) stromlos offen und dasjenige in der zweiten Abfuhrleitung (18) stromlos geschlossen ist.

4. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangegange­ nen Ansprüche mit einem stromab der Hochdruckpumpe (12) vorge­ sehenem Druckbegrenzungsventil (36), dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitspunkt des Druckbegren­ zungsventiles (36) in Abhängigkeit von der Temperatur des Hydrau­ likmediums veränderbar ist, um temperaturabhängige Viskositätsun­ terschiede auszugleichen.

5. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkreislauf über einen ins­ besondere als Latentwärmespeicher ausgebildeten Wärmespeicher geführt ist.

6. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangegange­ nen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektronische Steuereinheit zur Betätigung der Hydraulikventile (14a, 14b, 17a, 17b), die aus dem durchgesetz­ ten Volumenstrom des Hydraulikmediums die jeweilige Position des Gaswechselventiles (1) errechnet.

7. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ansteuerung der Hydraulikven­ tile (14a, 14b, 17a, 17b) Pendeleffekte der Hydraulikmedium- Fluidsäule in der Zufuhrleitung (13, 16) zur Verminderung des Ener­ gieaufwandes berücksichtigt werden.

8. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (21) solchermaßen mit Hy­ draulikmedium beaufschlagt wird, daß das Gaswechselventil (1) ins­ besondere bei seiner Öffnungsbewegung vom Stößel (21) abhebt.

9. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für mehrere gleichsinnig zu betätigende Gaswechelventile (1) eines Brennkraftmaschinen-Zylinders mehrere Stößel-Zylinder-Einheiten (20) mit einer gemeinsamen Zufuhrleitung (13, 16) und Abfuhrleitung (18) mit jeweils einem Hydraulik-Ventil (14a, 14b, 17a, 17b) vorgesehen sind.