DE2249310A1 - Ventilsteuerung fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Ventilsteuerung fuer brennkraftmaschinen

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DE2249310A1
DE2249310A1 DE19722249310 DE2249310A DE2249310A1 DE 2249310 A1 DE2249310 A1 DE 2249310A1 DE 19722249310 DE19722249310 DE 19722249310 DE 2249310 A DE2249310 A DE 2249310A DE 2249310 A1 DE2249310 A1 DE 2249310A1
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camshafts
valve
valve control
chain
actuating lever
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Rolf Dipl Ing Eckert
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/348—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear by means acting on timing belts or chains
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen mit zwei parallel angeordneten, kettengetriebenen Nockenwellen, deren paarweise auf einen Betätigungshebel eines gemeinsamen Ventils einwirkende Nocken gegeneinander phasenverschiebbar sind, indem durch eine Servo-Stellvorrichtung über Spannrollen ein Trum des Kettentriebs verkürzt bzw. verlängert wird.
In der Regel werden die Ventilsteuerzeiten bei Brennkraftmaschinen im Drehzahlbereich für das maximale Drehmoment ausgelegt. Um auch bei niedrigster und höchster Drehzahl mit guten Verbrauchswerten und geringer Schadstoffemission die Brennkraftmaschine betreiben zu können, ist es erstrebenswert, die Steuerzeiten der Ventile in Abhängigkeit einer wählbaren Betriebsgröße, z.B. in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Belastung der Brennkraftmaschine zu verändern.
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Eine Ventilsteuerung der eingangs beschriebenen Art ist durch die DT-AS 2 049 737 bekannt. Dabei wird mindestens eine der beiden Nockenwellen, deren paarweise angeordnete Nocken ein gemeinsames Ventil betätigen, mittels einer Kette oder eines Zahnriemens angetrieben. Die Kette bzw. der Zahnriemen wird von federnd miteinander gekoppelten Spannrollen gespannt, die durch eine Servo-Stellvorrichtung derart verschwenkt werden können, daß einmal der Zugtrum und das andere Mal der Leertrum verlängert bzw. verkürzt werden. Dadurch tritt eine Phasenverschiebung der paarweise das gemeinsame Ventil betätigenden Nocken auf, wodurch bei Phasengleichheit die kürzeste Öffnungszeit und bei Phasenverschiebung von 180 die längste Öffnungszeit erreicht wird. Da bei der bekannten Ventilsteuerung die Phasenverschiebung einer Nockenwelle unabhängig von der anderen Nockenwelle vorgenommen wird, verschiebt sich auch der Schwerpunkt der Öffnungszeit mit der Phasenverschiebung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilsteuerung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei
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der der Schwerpunkt der Öffnungszeit erhalten bleibt, d.h., daß beide Nockenwellen symmetrisch zur Ausgangslage phasenverschoben werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß beide Nockenwellen von einer gemeinsamen Kette getrieben werden, die zwischen den Nockenwellen mittels einer federbelasteten Spannrolle eine Schleife bildet, und die von der Stellvorrichtung betätigten, miteinander gekoppelten Spannrollen in gleichem Sinn auf die jeweiligen Trümer einwirken. Bei der Verstellung der gekoppelten Spannrollen wird sowohl der Zug- als auch der Leertrum verkürzt bzw. verlängert, wodurch die mittels einer federbelasteten Spannrolle gebildete Schleife größer oder kleiner wird. Man erreicht dadurch in der gewünschten Weise eine symmetrische Verstellung der Nockenwellen zueinander.
In Ausgestaltung der Erfindung wird eine besonders raumsparende und einfache Anordnung vorgeschlagen, bei der der Betätigungshebel zweiarmig ausgebildet ist und die
paarweise angeordneten Nocken auf gegenüberliegenden
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Seiten der Schwenkachse in gleichem Abstand von dieser an dem Bewegungshebel gleichsinnig drehend angreifen. Bei gleichen Hebelübersetzungen werden somit für beide Nocken gleiche Betätigungsbedingungen erzielt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
Abb. 1 zeigt eine Ventilsteuerung mit phasengleicher Nockenstellung.
Abb. 2 zeigt eine Ventilsteuerung mit phasenverschobener Nockenstellung.
Abb. 3 zeigt einen Spielausgleich.
Abb. 4 zeigt eine Draufsicht IV gemäß Abb.1.
Abb. 5 zeigt ein Diagramm des Ventilhubes in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Kurbelwelle.
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Mit 1 und 2 sind zwei parallel angeordnete, von einer gemeinsamen Kette oder Zahnriemen getriebene Nockenwellen bezeichnet, deren paarweise angeordnete Nocken 17 und 18 auf einen Betätigungshebel 4 eines gemeinsamen Ventils 5 einwirken, das einen Gaswechselkanal 6 beherrscht. Der Gaswechselkanal 6, der Einlaß- oder Auslaßkanal sein kann, führt zu einem Brennraum 7 der von einem Zylinderkopf 8 mit einem Zylinder 9 und einen in diesem gleitenden Kolben 10 gebildet wird. Die Gaskräfte werden vom Kolben 10 über eine Pleuelstange auf eine Kurbelwelle 12 mit Kurbelzapfen 13 übertragen.
Auf der Kurbelwelle 12 ist ein Antriebsritzel gelagert, durch das die Kette 3 angetrieben wird und. dessen Durchmesser halb so groß ist wie der der getriebenen Zahnräder 15 und 16 auf den Nockenwellen 1 und 2. Zwischen den getriebenen Zahnrädern 15 und 16 bildet Kette 3 mittels einer Spannrolle 19 eine Schleife 20. Die Spannrolle 19 ist durch eine Zugfeder 21 belastet, ν
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Eine Spannrolle 22 und eine Spannrolle 23 sind über ein Schwenkjoch 24 miteinander gekoppelt und wirken auf den Zug- bzw. Leetrum der Kette 3 ein. Das Schwenkjoch kann über eine hydraulische Steuervorrichtung 25 verstellt werden.
Die Ventilsteuerung arbeitet folgendermaßen:
In der Ausgangsstellung ist die Kette 3 so gespannt, daß die Nocken 17 und 18 gleichzeitig auf den Betätigungshebel 4 einwirken. Dadurch erreicht man die kürzeste Öffnungszeit, wie sie bei kleinster Drehzahl erforderlich ist. Durch Verschwenken des Schwenkjochs mittels der hydraulischen Stellvorrichtung 25 in Richtung Spannen der Kette wird die Schleife 20 der Kette unter Längung der Zugfeder 21 verkürzt. Die Nockenwellen 1 und 2 werden dadurch symmetrisch phasenverschoben. Entsprechend öffent der Nocken 18 das Ventil 5 bereits früher, während der Nocken 17 das Ventil 5 noch eine Weile offen hält. Das Maß der Phasenverschiebung ist in Abb. 2 mit 26 bezeichnet. In Abb. 5 ist in einem Diagramm der Hub des Ventiles 5 über der Kurbeldrtiung aufgetragen. Die Kurven sind für zwei analog be-
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tätigte Gaswechselventile 4 dargestellt, von denen das erste als Auslaßventil und das zweite als Einlaßventil dient. Die oberen Totpunkte der Kurbelwelle sind mit o.T. bezeichnet. Die ausgezogene Kurve zweigt den Hubverlauf der Gäswechselventile bei Phasenverschiebung der Nocken, während die gestrichelten Kurven die kürzeste Öffnungszeit der Ventile bei Phasengleichheit der Nocken darstellt. Aus dem Diagramm geht klar hervor, daß die Mitte der Kurvenzüge durch die Phasenverschiebung nicht verändert wird.
In Abb. 3 ist eine Einzelheit des Ventils 5 gezeigt, das von einer Ventilfeder 27 über einen Ventilfederteller belastet ist. Der Betätigungshebel 4 greift über eine Kappe 29 aih Ventilschaft 30 an. Zum Spielausgleich können zwischen Kappe 29 und dem Ventilschaft 30 Distanzplättchen 31 eingelegt werden,
Abb. 4 zeigt besonders anschaulich, daß die erfindungs-. gemäße Ventilsteuerung in raumsparender Weise untergebracht werden kann, wobei neben dem beschriebenen Be-
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täti;-;ungühebel h ein weiterer Betätigungshebel 32 angeordnet ist, der auf ein weiteres Gasv/echselventil 33 einwirkt. Die Betätigungshebel 4 und 32 sind als zweiarmige Hebel ausgebildet, wobei die Angriffspunkte der paarweise angeordneten Hocken 17 und 10 auf gegenüberliegenden Seiten der Schwenkachse 34- in gleichem Abstand liefen.
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Claims (2)

  1. Patentansprüche
    Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen mit zwei parallel angeordneten kettengetriebenen Nockenwellen, deren paarweise auf einen Betätigungshebel eines gemeinsamen Ventils einwirkende Nocken gegeneinander phasenverschiebbar sind, indem durch eine Servo-Stellvorrichtung über Spannrollen ein Trum des Kettentriebes verkürzt bzw. verlängert wird, dadurch gekennzeichnet, daß beide Nockenwellen (17) von einer gemeinsamen Kette (3) getrieben werden* die zwischen den Nockenwellen (17) mittels einer federbelasteten Spannrolle (19) eine Schleife (20) bildet, und die von der Stellvorrichtung (25) betätigten, miteinander gekoppelten Spannrollen (22,23) in gleichem Sinn auf die jeweiligen Trümer einwirken.
  2. 2. Ventilsteuerung nach Ansprüchen 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (4) zweiarmig ausgebildet ist und die paarweise angeordneten Nocken (17,18) auf gegenüberliegenden Seiten der Schwenkachse (34) in gleichem Abstand von dieser an dem Betätigungshebel (4) gleichsinnig drehend angreifen.
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    JO
    Leerseite
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IT993211B (it) 1975-09-30
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