DE202009012268U1 - Variable pro Zylinder angetriebene Ventilsteuerung für 4-Takt Verbrennungsmotoren - Google Patents

Variable pro Zylinder angetriebene Ventilsteuerung für 4-Takt Verbrennungsmotoren Download PDF

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Abstract

Eine variable pro Zylinder angetriebene Ventilsteuerung für 4-Takt Verbrennungsmotoren dadurch gekennzeichnet, dass beide Ventilscheiben (8 + 9) flächenbündig über der Zylinderkopfplatte (3) liegend, über einen außen liegenden Zahnkranz (7) mit Hilfe von Elektro- oder Hydromotoren (10) angetrieben werden und dass durch Regelung der Drehzahl der beiden Antriebseinheiten eine Steuerung der Öffnungs- und Schließzeitpunkte und der Öffnungsdauer erreicht wird.

Description

  • Übliche Ventilsteuerrungen arbeiten mit einer oder zwei oben liegender Nockenwellen pro Zylinderreihe.
  • Diese werden zur Verbesserung des Verbrauchs und der Leistung auch mit verstellbaren Ventiltrieb für den Öffnungs- und Schließzeitpunkt und der Öffnungsdauer gebaut ( EP 1338777B1 ).
  • Der Antrieb erfolg über einen Zahnriemen oder eine Steuerkette.
  • Beide Antriebsarten sind wartungsintensiv und verschleißanfällig.
  • Ein Ausfall des Antriebs durch Riemen- oder Kettenriss bedeutet oft einen schweren Motorschaden, da Ventile und Kolben einander berühren und beschädigen.
  • Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine variable Ventilsteuerung zu schaffen, die direkt, ohne Zahnriemen und Steuerkette, angetrieben werden kann und die ein Berühren der Ventile und Kolben bei einem Ausfall der Steuerung konstruktionsbedingt trotz hoher Verdichtung verhindert.
  • Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
  • Mit der Erfindung wird erreicht, dass jeder Ventiltrieb für einen Zylinder einzeln gesteuert werden kann. Das betrifft sowohl den Zeitpunkt des Schließens und Öffnens des Einlass- und Auslassventils als auch die Öffnungsdauer.
  • Zwei in horizontale Lage direkt übereinanderliegender Ventilscheiben, werden jeweils über einen außen liegenden Zahnkranz angetrieben. Der Antrieb erfolgt über Elektro- oder Hydromotoren, die direkt die beiden Scheiben über den Zahnkranz antreiben.
  • Die Steuerung wird durch eine regelbare Umdrehungszahl der Motoren erreicht.
  • Eine Veränderung der Drehzahl einer Scheibe bewirkt ein Verschieben der Ventilscheiben gegeneinander und bedeutet eine längere oder kürzere Öffnungszeit, da die Öffnung beider Ventilscheiben verlängert oder verkürzt wird.
  • Eine parallele Veränderung der Drehzahl beider Scheiben ermöglicht eine Veränderung des Zeitpunktes zum Öffnen oder Schließen des Ventils.
  • Diese Technik erlaubt einen vibrationsärmeren und leiseren Motorenlauf und ein flacheren und platzsparenden Zylinderkopf.
  • Dadurch wird eine effizientere Nutzung des verwendeten Kraftstoffs mit einem einfacheren und kostengünstigeren Konstruktionsaufwand erreicht.
  • Eine vorteilhafte Ausführung der Ansaugkanäle wird in Schutzanspruch 6 und 7 dargestellt.
  • Eine der Krümmung der Zylinderaußenwand folgende Formgebung des Ansaugkanals bewirkt durch das zirkulierende Eintreten eine schnellere und gleichmäßige Verteilung des einströmenden Gases. Um die Reibung an den Kanalwänden zu reduzieren, werden sie innen mit Dimpels (Vertiefungen wie bei einem Golfball) ausgeführt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der 1 bis 3 erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 die Zylinderkopfplatte mit den beiden Einlass- und Auslassöffnungen
  • 2 die beiden Ventilscheiben mit Ventilöffnungen
  • 3 einen Schnitt durch einen Zylinder
  • In den Figuren ist die Ventilsteuerung mit den Öffnungen für den Ansaugkanal 1 und Auslasskanal 2 in der Zylinderkopfplatte 3 des Motorblocks 12 dargestellt.
  • Die obere Ventilscheibe 8 und die untere Ventilscheibe 9 liegen flächenbündig auf der Zylinderkopfplatte 3.
  • 1 zeigt die Form und Lage der jeweiligen Einlass- 1 und Auslassöffnungen 2
  • 2 zeigt die beiden Ventilscheiben 8 und 9 und die Lage der Ventilöffnungen 4. Der innere Lochdurchmesser 5 erlaubt die Unterbringung der Zündkerze und einer Einspritzdüse.
  • Der Zahnkranz 7 befindet sich außen liegend.
  • Die Antriebe 10 (3) greifen durch Zahnräder 14 in die außen liegende Zahnkränze 7 der Ventilscheiben 8 und 9.
  • Die beiden Ansaugkanäle 6 im Zylinderkopf 13 (3) haben eine spiralförmige Führung, damit das einströmende Gas, angesaugt durch den sich abwärts bewegenden Kolben 15, in zirkulierender Bewegung den Zylinder leichter und schneller befüllen kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1338777 B1 [0002]

Claims (7)

  1. Eine variable pro Zylinder angetriebene Ventilsteuerung für 4-Takt Verbrennungsmotoren dadurch gekennzeichnet, dass beide Ventilscheiben (8 + 9) flächenbündig über der Zylinderkopfplatte (3) liegend, über einen außen liegenden Zahnkranz (7) mit Hilfe von Elektro- oder Hydromotoren (10) angetrieben werden und dass durch Regelung der Drehzahl der beiden Antriebseinheiten eine Steuerung der Öffnungs- und Schließzeitpunkte und der Öffnungsdauer erreicht wird.
  2. Variable Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass Formgebung der Einlass- und Auslassöffnungen in der Zylinderkopfplatte einen maximalen Querschnitt ermöglicht
  3. Variable Ventilsteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Formgebung der beiden Ventilscheiben (8 + 9) eine variable Ventilsteuerung durch ein Verschieben beider Ventilscheiben und die damit einhergehender Veränderung der Ventilöffnung (4) gewährleistet.
  4. Variable Ventilsteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der Antrieb der Ventilscheiben durch Elektro- oder Hydromotoren (10) erfolgt.
  5. Variable Ventilsteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der Durchmesser der inneren kreisförmigen Aussparung (5) der beiden Ventilscheiben (8 + 9) neben einer Zündkerze vorzugsweise auch Platz für eine Kraftstoffeinspritzdüse bietet.
  6. Variable Ventilsteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass zur Verringerung der Reibung an den beiden Einlasskanalinnenseiten (6) Dimpels (Vertiefungen wie bei einem Golfball) eingearbeitet werden.
  7. Variable Ventilsteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass beide Ansaugkanäle (6) im Zylinderkopf (13) eine spiralförmige Führung aufweisen, damit das einströmende Gas in zirkulierender Bewegung den Zylinder leichter befüllen kann.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013001037A3 (de) * 2011-06-30 2013-02-21 Arens Gmbh Metallbau & Bauschlosserei Flachdrehschieberanordnung
US9328658B2 (en) 2011-06-30 2016-05-03 Arens Gmbh Metallbau & Bauschlosserei Fuel distribution block
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1338777B1 (de) 2002-02-21 2006-05-24 Ford Global Technologies, LLC Viertakt-Ottomotor mit Nockenwellen-Verstellung

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