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Ventilsteuerungseinrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung
betrifft 0 i ne eine Ventilsteller'clng.seinrichtung für Brennkraftmaschinen, bestehend
aus einer Antriebswelle, einer Finrichtung zur Umwandlung der Drehbewegung in eine
Schwenkbewegung eines das Ventil betätigenden Kipphebels und einer @inrichtung zur
Veränderung der Ventilerhebung in Abhängigmit t von der Drehzahl un<1 der Belastung
der Brennkraftmaschine.
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Es sind Ventilsteuerungseinrichtungen für Brennkraftmaschinen bekannt
(DT-Gbm 7 005 077), die eine Einrichtung zur Umwandlung der Drehbewegung einer Antriebswelle
in eine Schwenkbewogung eines ein Ventil betätigenden Kipphebels tind eine Einrichtung
zur Veränderung der Ventilerhebung in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Belastung
der Brennkraftmaschine aufweisen. Die Einrichtung zur Veränderung der Ventilerhebung
wirts dabek von einem sich über einen weiten Bereich des Zylinderkopfdeckels erstreckenden,
auf einer Achse in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Ilelastung der Brennkraftmaschine
verschwenkbar angeordneten Schwenkhebel gebildet.
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Die Anordnung der Achse sowie insbesondere des relativ großen Schwenkhebels
stehen jedocl. dem Bestreben entgegen, preisworte und raumsparende Brennkraftmaschinen
zu bauen.
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fs ist auch vorgeschlagen worden, einen angelenkten Kipphebel von
einer Nockenwelle über einen Nocken in Schwingbewegung zu versetzen, wobei sich
der @ipphebel an der Kurvenfläche eines verstellbaren bolzens abstützt und auf den
Ventilschaft
einwirkt. Durch Verdrehen des Bolzens kann die Ventilerhebung
verändert werden. Diese Finrichttlrlg hat jedoch den Nachteil, daß die Beschleunigungskräfte,
die auf den Kipphebel einwirken, von Nul 1 ausgehend, in Bruchteilen von Sekunden
hohe Werte erreichen, so daß es zu einem Abheben des Kipphebels vom Nocken kommen
kann. Es ist zwar eine Feder vorgesehen, die das Abheben verhindern soll, aber die
Erwärmung und der Verschleiß dieses hochbeanspruchten Teils lär sich damit nicht
kompensieren.
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Es ist ferner eine Ventilbetätigung für Kraftmaschinen bekannt (DT-OS
2 024 972), die gleichfalIs von einer Nockenwelle ausgeht und mittels eines Nockens
auf einen Schwenkhebel einwirkt, dessen Schwenkachse zwecks Veränderung des Ventilhub-Ubersetzungsverhältnisses
verlagert wird. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß mit der Verlagerung
der Schwenkachse auch eine Verzerrung des Ventilerhebungs-Diagramms in Kauf genommen
werden muß. Dies bedeutet, daß sich dadurch die Beschleunigungswerte unsymmetrisch
ausbilden und sich letzten Endes ein vermehrter Verschleiß einstellt.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, die geschilderten Nachteile
zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einrichtung
zur Umwandlung der Drehbewegung in eine Schwenkbewegung derart ausgebildet ist,
daß die Geschwindigkeits- und Beschleunigungscharakteristik für den Auf- und Abwärtshub
des Ventils auch bei einer Veränderung der Ventilerhebung nahezu symmetrisch erfolgt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Ventilsteueriingseinriclitung
so gestaltet sein, daß die Antriebswelle als Kurbelwelle ausgebildet ist und ein
Kipphebel,der einen Anlenkzapfen trägt, durch einen Lenker in einer Lage zwischen
dieser und einem Ventilschaft gehalten wird und der Kipphebel mit einem gabelförmigen
Ende einen Kurbelbolzen etwa zur Hälfte umfaßt und in eine Schwenkbewegung versetzt
wird, wobei sich der Kipphebel mit einem etwa in der Mitte liegenden, als Gleit-
bzw. Abrollkurve ausgebildeten Teil derart gegen eine einstellbar unter einem Winkel
zum Teil angeordneten Abstiitzplatte abstützt, daß der Kipphebel als doppelarmiger
Hebel pendelnd mit einem Ende auf das Ventil einwirkt. Darilberhinaus ist es vorteilhaft,
wenn der Anlenkzapfen des Kipphebels gleichzeitig zur Lagerung der Abstützplatte
vorgesehen wird.
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Des weiteren kann die Steuerungseinriclitung so ausgelegt sein, daß
die Ventilerhebung durch Veränderung der Lage des Anstellwinkels ur C.leit- bzw.
Abrollkurve des Kipphebels im ilub regulierbar ist. Dies kann z.B. durch ein Stellglied,
das im wesentlichen rechtwinklig auf die Abstützplatte einwirkt, durchgeführt werden.
Ein kleinerer Winkel zwischen Abstützplatte und Kippliebel fiihrt zu einer Vergrößerung
des Ventilhub-Übersetzungsverhältnisses; das Ventilerhebungs-Diagramm wird hoch
und breit. Eine Verstellung in umgekehrter Richtung bewirkt das Gegenteil.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll das gabelförmige Ende
des Kipphebels derart ausgei>ildet sein, daß die Kurbel zur Bewegung des Kipphebels
an einer Stelle angreift, die stets in gleichbleibender Entfernung vom Anlenkzapfen
des Kipphebels s l liegen soll. Da dies wegen der hohen Walzenpressung am oberen
Teil <ies gabelförmigen ndes nicht durchführbar ist, wi rd an dieser Stelle möglichst
ein großer Radius angebracht.
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Die daraus resultierende Ungenauigkeit wird durch eine korrigierende
Lage des Lenkers im Lagerzapfen desselben ausgeglichen, so daß eine nahezu symmetrische
Geschwindigkeits-und Beschleunigungscharakteristik für den Auf- und Abwärtshub des
Ventils erreicht wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der erfindung kann der Kipphebel an seinem
auf das Ventil einwirkenden Ende eine Rolle tragen, die auf das Ventilschaftende
abrollen kann, wodurch sich die lteibung verringert, die an dieser Stelle durch
die Querbewegtlng des Kipphebels während der Ventilerhebung entsteht.
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Des weiteren hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn
eine dämpfende, verschleißfeste Schicht zwischen AbstUtzplatte und Kipphebel vorgesehen
wird.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigen: Fig 1 eine VentiJsteuerungseinrichtrng zur Erzielung eines
symmetrischen Ventilerhebungsdiagramms bei hohem Ventilhub Fig. 2 die Ventilsteuerungseinriclitung
in einer Stellung zur Erzielung eines niedrigen und schmalen Ventilerhebungsdiagramms.
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In der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ventilsteuerungseinrlck1-tung
ist im Zylinderkopf 1 eine Kurbelwelle 2 gelagert, deren Kurbel 3 einerseits von
einem gabelförmigen Ende 4 eines Kipphebels 5 etwa zur Hälfte umfaßt, welcher durch
einen Lenker 6 in einer Lage zwischen Kurbelwelle und Ventil gehalten wird, sich
mit
einem als Gleit- bzw. Abrollkurve ausgebildeten Teil 7 gegen eine Abstützplatte
8 abstützt, derart, daß der Kipphebel als doppelarmiger Hebel pendelnd mit einem
anderen Ende 9 gegen die Kraft der Ventilfeder 10 auf das Ventil 11 einwirkt. Der
Kipphebel 5 besitzt einen Anlenkzapfen 12, der gleichzeitig zur Lagerung der Abstützplatte
8 dient und den Lenker 6 trägt, welcher durch einen Lagerzapfen 13 mit dem Zylinderkopf
1 gelenkig verbunden ist. Diese Anlenkung hält den Kipphebel 5 in der vorbestimmten
Stellung zwischen Kurbelwelle 2 und Ventil 11.
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Die Abstützplatte 8 ist durch ein Stellglied 14, das im wesentlichen
rechtwinklig auf diese einwirkt, um einen Winkel a verstellbar. Ein kleinerer Winkel
0< führt zu einer VergröZerung des Ventilhub-Übersetzungsverhäitnisses, das Ventilerhebungs-Diagramm
wird hoch und breit. Im umgekehrten Falle (Fig. 2) bewirkt ein größerer Winkel «
ein niedriges und schmales Ventilerhebungs-Diagramm.
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Das gabelförmige Ende 4 des Kipphebels 5 ist derart ausgebildet, daß
die Hubbewegungen, hervorgerufen durch Kurbelwelle 2 und Kurbel 3, möglichst in
gleichbleibender Entfernung vom Anlenkzapfen 12 abgegriffen wrden. Da dies wegen
der hohen Walzenpressung am oberen Teil 18 des gabelförmigen Endes 4, nicht durchführbar
ist, wird an dieser Stelle ein möglichst großer Radius 17 angebracht. Die daraus
resultierende Ungenauigkeit wird durch eine korrigierende Lage des Lenkers 6 im
Lagerzapfen 13 ausgeglichen, so daß eine nahezu symmetrische GeschwindighitF und
Beschleunigungscharakteristik im Auf- und Abwärtshub des Ventils 11 erreicht wird.
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Das Ende 9 des Kipphebels 5 kann kreisbogenförmig zum Anlenkzapfen
12 ausgebildet sein oder es kann an dieser Stelle eine nichtgezeichnete Rolle tragen,
die am Anlenkzapfen 12 drehbar gelagert ist, um die Reibung am Ventilschaft 15 zu
verringern.
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Der Kipphebel 5 wird mit Hilfe der Ventilfeder 10 und des Ventilschaftes
15 zwangsläufig gegen die Abstützplatte 8 gedrückt. Es hat sich als vorteilhaft
erwiesen, die Abstützplatte 8, entlang der Berührungsbahn, mit einer dämpfenden,
verschleißfesten Schicht 16 auszurüsten.