DE2010291A1

DE2010291A1 - Steuerung von Ein- und Auslaßventilen bei Brennkraftmaschinen durch Flüssigkeit

Info

Publication number: DE2010291A1
Application number: DE19702010291
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Links
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1970-03-05
Filing date: 1970-03-05
Publication date: 1971-09-23
Also published as: JPS4922966B1; SE399737B

Description

R. 9755
26.2.1970 Su/Kb

Anlage zur

Zusatz—Patent-

und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

KOBEET BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1, Breitscheidstrasse 4 Steuerung von Ein- und Auslaßventilen bei Brennkraftmaschinen

durch Flüssigkeit .

Die Erfindung betrifft eine Steuerung von Ein- und Auslaßventilen bei Brennkraftmaschinen durch Flüssigkeit, die intermittierend gesteuert für jedes Ventil die Stirnfläche eines mindestens mittelbar auf den Ventilschaft wirkenden Arbeitskolbens in Öffnungsrichtung des Ventils entgegen der Kraft einer Schließfeder beaufschlagt, wobei die Flüssigkeit weitgehend kontinuierlich zugeführt wird und · die intermittierende Steuerung durch ein Magnetventil erfolgt und außerdem die Stellbewegung gegen Ende des Schließhubes dämpfbar ist, indem ein am Mantel des Arbeitskolbens angeordneter Bund in eine Ausnehmung taucht, aus der er über eine Drossel Flüssigkeit verdrängt, nach Patentanmeldung P 19 44 177.1. · ' -2-

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Bei einer derartigen Steuerung gelangt der Arbeitskolben nach seinem Rückhub stets in seine Ausgangslage zurück, da das Motorventil in jedem Fall dicht schließen nuß. Die äussere Endlage des Arbeitskolbens hingegen, nach öffnen des Motorventils, kann abhängig von dem Hub und/oder der Öffnungszeit des Motorventils unterschiedlich sein. In vielen Fällen ist auch eine Dämpfung in dieser Richtung nicht notwendig, da die Bewegung des Motorventils sowie des ArbeitskoIbens nicht durch einen harten Ausschlag begrenzt wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungsvorrichtung für die Schließbewegung des Hotorventils zu entwickeln, die möglichst fertigungsgerecht konstruiert ist und außerdem möglichst einen Spielausgleich zwischen beweglichem Motorventilteil und Arbeitskolben bildet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bund an dem dem Ventil zugewandten Endabschnitt des Arbeitskolbens angeordnet ISt₁ und bei der Stellbewegung mindestens teilweise aus der Ausnehmung austaucht, die von der dem Ventilsitz zugekehrten Stirnfläche des den Arbeitskolben aufnehmenden Gehäuses ausgeht.

Abgesehen davon, daß die Fertigung einfach ist, ist es hierdurch möglich, den Arbeitskolben von außen, also von der Seite des Motorventils her in das Gehäuse einzustecken. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird

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durch den Bund nach Zurücklegung eines bestimmten öffnungs-. hubes eine im Gehäuse verlaufende, in die Ausnehmung mündende und Flüssigkeit niederen Drucks (Schmieröl) führende Bohrung aufgesteuert und beim Schließhub zugesteuert. Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung dient als Drossel der zwischen Bund und der Wandung der Ausnehmung gelegene Spalt, der sich gegen Ende des Schließhubes verringert..Bei senkrechtem Einbau des Arbeitskolb^ns wirkt außer dem im Magnetventil verbleibenden, auf die obere Kolbenstirnfläche wirkenden Restdruck, dessen Eigengewicht in Wirkrichtung der Drossel, so daß ein spielfreier Sitz zwischen beweglichem Motorventilteil und Arbeitskolben gewährleistet ist. Die Vorteile eines derartigen Spielausgleichs bestehen insbesondere darin, " daß auf die unterschiedliche Ausdehnung der einzelnen Konstruktion st ei Ie bei Änderung der Temperatur keine Rücksicht genommen werden muß, daß kein Verschleiß entsteht und das das Geräusch stark gedämpft wird.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist vereinfacht in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. Λ die Steuerung bei geschlossenem Motorventil, Fig. 2 die Steuerung bei geöffnetem Motorventil.

In einem nur teilweise dargestellten Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine arbeitet ein Ein- oder Auslaßventil 2, das mit seinem Ventilschaft 3 in einer Büchse 4- axial verschiebbar geführt ist. Am einen Ende des Venti'lschaftes ist ein

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Federteller 5 angeordnet. Zwischen Federteller 5 und Kopf 1 ist eine Schließfeder 6 eingespannt. An dein Kopf 1 ist eine Konsole 7 befestigt, die ein Magnetventil 8 und einen hydraulisch betätigten Arbeitskolben 9 aufnimmt. Der Arbeitskolben 9 ist in einer an der Konsole 7 befestigten Buchse 10 möglichst dicht und axial verschiebbar geführt. Die eine Stirnseite des Arbeitskolbens 9 ist während der Ventilbewegung mit dem Ventilschaft 3 in kraftschlüssiger Verbindung. Das andere Ende des Arbeitskolbens 9 taucht in einen Raum 11 ein, der mit dem Magnetventil 8 verbunden ist.

Aus einem Flüssigkeitsbehälter 13 wird dem Magnetventil 8 mittels einer Förderpumpe 14 durch eine Leitung 15 Flüssigkeit, die Kraftstoff sein kann, unter Druck z.B. 100 atü zugeführt. Von der Leitung 15 zweigt stromabwärts der Pumpe 14 eine Leitung 16 ab, in die ein Drucksteuerventil 17 (Druckbegrenzungsventil) geschaltet ist und zurück zum Behälter 13 führt.

Außerdem zweigen von der Leitung 15 Leitungen 18 ab, die zu nicht dargestellten VentilSteuereinheiten der Brennkraftmaschine führen und durch die gleiche Druckförderpumpe 14 versorgt werden.

Der Kraftstoff gelangt in eineBohrung 20, die mit einem Steuerraum 21 des Magnetventils 8 verbunden ist. Die Mündung der Bohrung 20 wird durch eine Kugel 22 gesteuert, die im Steuerraum 21 beweglich angeordnet ist. Vom Steuerraum 21 führt eine Bohrung 23 zu dem Raum 11. Weiterhin zweigt vom Steuerraum 21 eine Bohrung 24 ab, von der ein Entlastungskanal 25 und daran anschließend eine Rücklaufleitung 26 zum Behälter 13 führt. Die Mündung der Bohrung

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in den Steuerraum 21 ist ebenfalls als Ventilsitz für die Kugel 22 ausgebildet. Pie Kugel 22 wird durch eine Feder

27 in einer Lage gehalten, in der sie die Bohrung 20 schließt, wobei zwischen Feder 27 und Kugel 22 ein Anker

28 (mit Dorn 28¹) eines Elektromagneten angeordnet ist.

Steuerraum 21, Bohrung 2M- und Anker 28 sind in einem Ventile einsatz 29 gelagert, der im Gehäuse der Konsole 7 angeordnet ist und durch das Gehäuse 30 des Elektromagneten in meiner Einbaulage gehalten wird. Der die Feder 27 auf- . nehmende Raum im Elektromagneten sowie die Bohrung 20 am Eingang des Magnetventils sind durch einen Kanal 31 miteinander verbunden, so daß in beiden Räumen der gleiche Druck herrscht· Weiterhin ist der Durchmesser des Ankers 28 im Bereich seiner Dichtung in der Bohrung 24- gleich dem Durchmesser der beiden Ventilsitze der Kugel 22, Solange also die Kugel 22 die. in der Fig. 1 dargestellte Lage einnimmt, ist die an ihr in Öffnungsrichtung aufgrund des in der Bohrung 20 herrschenden Drucks wirkende Kraft gleich der in Schließrichtung der Kugel über den Anker 28 wirkenden Kraft. Zusätzlich wirkt noch die Feder 27 in Schließrichtung, so daß die Kugel 22 auf ihrem Sitz verharrt.

Sobald die Spule 33 des Elektromagneten erregt wird, z.B. durch ein elektronisches Steuergerät, wird die Kraft der Feder 27 überwunden und der Anker 28. verschoben. Durch den über die Bohrung 20 nachströmenden Kraftstoff wird die Kugel auf den gegenüberliegenden Sitz gepreßt, dabei die Bohrung 24 verschließend, so daß der unter Druck zugeführt e Kraftstoff über die Bohrung 23 in den Raum 11 gelangen kann. Hierdurch wird der Arbeitskolben 9 verschoben, was ein öffnen des Ventils 2 zur Folge hat.

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Sobald die Spule 33 abgeschaltet wird, wird durch die Feder 27 der Anker 28 und die Kugel 22 zurückgeschoben, bis wiederum die Bohrung 20 gesperrt ist (Fig. 1). Durch das öffnen der Bohrung 24 kann die Flüssigkeit aus dem Raum 11 über die Bohrung 24, den Kanal 25 und von dort über die Rücklaufleitung 26 in den Behälter 13 gelangen, was ein Schließen des Ventils 2 zur Folge hat. Diese Rücklaufbewegung des Arbeitskolbens 9 wird gegen Ende hydraulisch gebremst. Hierfür ist am Mantel des Arbeitskolbens ) ein Bund 34 angeordnet, der zur Dämpfung der Stellbewegung in eine Ausnehmung 35 taucht, die nahezu den gleichen Durchmesser hat, wie der Bund. Aus dieser Ausnehmung 35 verdrängt er die vor ihm befindliche Flüssigkeit durch den zwischen ihm und der Wandung der Ausnehmung 35 gebildeten radialen Drosselspalt, was eine Dämpfung des Endes der RückStellbewegung zur Folge hat. Während des Öffnungshubes des Motorventils wird durch den Bund 34 eine Bohrung 36 aufgesteuert, über die Schmieröl niederen Druckes aus dem Schmierölleitungssystem in die Ausnehmung 36 strömen kann. Wenn dann, wie in Fig. 2 gezeigt, der Bund 34- aus der Ausnehmung 35 austaucht, kann dieses Schmieröl in den Federraum des Motorventils strömen.

Beim Schließhub des Motorventils dient, wenn der Bund wieder in die Ausnehmung 35 eintaucht, dieses Schmieröl zum Füllen der Ausnehmung und als Dämpfungsmittel, sobald die Bohrung 36 durch den Bund 34 gesperrt worden ist.

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Der zwischen Blind 3^· und Ausnehmung 35 gelegene Drosselspalt verengt sich gegen Ende des Rückhubes derart, daß stets ein "be stimmt es Mindestölvolumen zwischen Bund 34- und Ausnehmung 35 eingeschlossen bleibt, welches durch seine Elastizität einen Spielausgleich zwischen Arbeitskolben 9 und Ventilschaft 3 bewirkt. Ein solcher Spielausgleich ist erforderlich, da sich mit der Temperatur auch die Abmessungen von Ventilschaft 3 und Kolben 9 ändern.

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Claims

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Ansprüche

Steuerung von Ein- und Auslaßventilen bei Brennkraftmaschinen durch Flüssigkeit, die intermittierend gesteuert für jedes Ventil die Stirnfläche eines mindestens mittelbar auf den Ventilschaft wirkenden Arbeitskolbens in Öffnungsrichtung des Ventils entgegen der Kraft einer Schließfeder beaufschlagt, wobei die Flüssigkeit weitgehend kontinuierlich zugeführt wird und die intermittierende Steuerung durch ein Magnetventil erfolgt und außerdem die Stellbewegung gegen Ende des Schließhubes dämpfbar ist, indem ein am Mantel des Arbeitskolbens angeordneter Bund in eine Ausnehmung taucht, aus der er über eine Drossel Flüssigkeit verdrängt, nach Patentanmeldung P 19 4-4 177.1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (34-) an dem dem Ventil (2) zugewandten Endabschnitt des Arbeitskolbens (9) angeordnet ist und bei der Stellbewegung mindestens teilweise aus der-Ausnehmung (35) austaucht, die von der dem Ventilsitz zugekehrten Stirnfläche des den Arbeitskolben (9) aufnehmenden Gehäuses (10) ausgeht.
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Bund (34-) nach Zurücklegung eines bestimmten Öffnungshubes eine im Gehäuse (10) verlaufende, in die Ausnehmung (35) mündende und Flüssigkeit niederen Drucks (Schmieröl) führende Bohrung(36) aufgesteuert und beim Schließhub zugesteuert wird. 109839/0744 -9-

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3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch, gekennzeichnet, daß als Drossel der zwischen Bund (3^) und der Wandung der Ausnehmung (35) gelegene Spalt dient, der sich, gegen Ende des Schließhubes verringert, ι

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