DE3301982A1

DE3301982A1 - Ventilvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3301982A1
Application number: DE19833301982
Authority: DE
Inventors: Hisashi Nagoya Aichi Kodama; Katsujiro Toyota Aichi Sato; Kazuharu Yamada
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 1982-01-23
Filing date: 1983-01-21
Publication date: 1983-08-04
Also published as: GB2115871A; GB8301339D0; JPS58126408A; GB2115871B

Description

Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Uentilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine und insbesondere auf eine Einstellvorrichtung der Spiele einer Ventilvorrichtung mit einem hydraulischen Ventilheber zwischen diesem, dem Ventil und dem Nocken.

Im allgemeinen ist es bei einer Brennkraftmaschine erforderlich, zur Kompensation der unterschiedlichen Wärmedehnung zu/ischen Zylinderköpfen und Venti !vorrichtung

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Ventilspiele vorzusehen, die äußerst genau sein müssen, da sonst Geräusch und Le is tungsv/e rl ust aufgrund des Entweichens nicht verbrannten Gases während desMotor-

c laufs au f t reten.
ο

Zur ständigen Aufrechterhaltung eines genauen Ventilspiels während des Betriebs der Ventilvorrichtung ist es'bekannt, diese mit einem hydraulischen Ventilheber _in zu versehen. Dieser verhindert Geräusch und gleicht zusätzliche im Laufe der Zeit durch Verschleiß der Bauteile der Ventilvorrichtung verursachte Spiele aus, wodurch dauerhafter Betrieb ermöglicht u/ird.

,_ Ein hydraulischer Ventilheber ist gleitend in einer Ib

Durchgangsbohrung eines Zylinderblocks eingebracht, wobei sein oberes Ende beweglich mit dem unteren Ende einer Stößelstange verbunden ist, und sein unteres Ende einen Nocken berührt. Dieser wird von einer Kurbelwelle ge-

„_n dreht und bewegt deshalb den Ventilheber auf und ab.

Dessen vertikale Bewegung wird über das obere Ende der Stößelstange auf einen drehbar von einem Zylinderkopf getragenen Kipphebel übertragen und öffnet und schließt ein Motorventil in Abhängigkeit der Schwingbewegung des

„_ Kipphebels.

Der Ventilheber besteht in der Hauptsache aus einem Gehäuse und einem darin gleitend angebrachten Kolben, an dessen unteren Ende ein Kugelventil vorgesehen ist. Eine

oQ zwischen dem Grund des Gehäuses und der unteren Fläche des Kolbens angebrachte Feder drückt diesen nach oben. Eine Speicherkammer im Kolben und eine Druckkammer am Grund des Gehäuses sind mit Öl gefüllt. Wenn in der Ventil νοrrichtung unerwünschtes Spiel entsteht, wird zu

ge seiner Beseitigung der Kolben gegen das Gehäuse durch die

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Federkraft nach ο be; π gedrückt. Wird andererseits die Ventil vor riehtung länger, wird dor Hub des Kolbens genau um diesen Wert qekür/t. Dadurch wird gleichmäßiger Be-

_e trieb der Venti1 vorrichtung erreicht, b

Neben anderen ist ein sogenannter in sich abgeschlossener hydraulischer Ventilheber bekannt, der ein Gehäuse, einen Kolben und einen an dessen oberen Ende angebrachten elastisehen Balg aufweist. ^ Die vertikale Bewegung des Kolbens läßt das Öl innerhalb der Druckkammer in seine Speicherkammer eintreten bzw. aus dieser austreten. Diese Ölbewegung verursacht nacheinander ein Ausdehnen und Zusammenziehen des elastischen Balgs, d.h. dieser unterliegt einer

Art "Atfnungs f unk t ion" .
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Der Zylinderblock, die Zylinderköpfe, die Zylinderkopfdichtung und die Bauteile der Venti!vorrichtung haben unvermeidlich aufgrund ihrer Hers te!Iverfahren Maßtole-

ranzen. Herkömmliche Ventilheber «/eisen keinerlei Ein-20

richtungen auf, die diese ausgleichen können. Deshalb ist zusätzlich zum f. i nsLe lisp ie 1 (gewöhnlich X 0,5 bis 1 mm) zwischen dem Nocken und dem Ventilheber, das hauptsächlich zur Au frechterhaltung konstanter Bedingungen für die Venti1vorrichtung erforderlich ist, notwendig, als Hub des hydraulischen Venti Hiebe rs ein Einstellspiel (gewöhnlich 3 bis 4 mm) vorzusehen, das diese Maßtoleranzen ausgleicht. Hydraulische Ventilheber des oben erwähnten Typs müssen unvermeidlich groß sein, da der elastisehe Balg zur Aufnahme des ein- bzw. ausfließenden Öls

in bz\i/. aus der Speicherkammer während der relativen Bewegung zwischen Kolben und Gehäuse "atmet". Das folglich größere Gewicht dieses Abschnitts der Venti !vorrichtung beschränkt die Motordrehzahl und steht

höheren Drehzahlen entgegen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilvorrichtung mit einem hydraulischen Ventilheber zu schaffen, der die Maßtoleranzen der Bauteile des Motors bei seinem Zusammenbau ausgleichen kann und dadurch den Hub des Ventilhebers in genau diesem Einstellspiel hält, das hauptsächlich erforderlich ist. Ferner soll das oben erwähnte Problem bei Ventilvorrichtungen mit hydraulischen Ventilhebern beseitigt u/erden und letztere kompakt und leicht gebaut werden.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen gekennzeichnete VentiLvorrichtung gelöst. Sie besteht aus einem hydraulischen Ventilheber, der gleitend in eine Durchgangsboh.rung eines Zylinderblocks eingesetzt ist und sich aufgrund der Berührung an seinem unteren Ende mit einem durch eine Kurbelwelle gedrehten Nocken auf- und abbewegt. Das untere Ende einer Stößelstange ist mit dem oberen Ende des Ventilhebers verbunden und ihr oberes

Ende ist mit einem Ende eines drehbar auf einem Zylinder-20

kopf gelagerten Kipphebels verbunden, dessen anderes Ende mit dem oberen Ende eines Ventilschafts verbunden ist.

Das charakteristische Merkmal ist, daß zwischen dem oberen Ende der Stößelstange und dem Ende des Kipphebels eine

Stellschraube vorgesehen ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie Beispiele für den Stand der Technik sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend ausführlich beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Hauptteils einer

Brennkraftmaschine mit einer bekannten Ventilvorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer bekannten Ventilvorrichtung;

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_A Fig. 3 eine Sehn Lttdars te J lung eines bekannten in sich "abgeschlossenen hydraulischen Ventilhebers;

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Venti1 vorrichtung.

Eine bekannte Venti1vorrichtung sowie ein bei dieser verwendeter hydraulischer Ventil heber u/erden zunächst

zur Hervorhebung des Unterschieds zwischen dem erfin-10

dungsgemäßen Ausführungsbeispiel und dem Stand der Technik beschrieben.

Die bekannte Venti1 vorrichtung wird zur Steuerung eines Einlaßventils und eines Auslaßventils einer Brennkraft-

maschine uerwendet. Ihr Aufbau ist in Figur 1 dargestellt, Ein hydraulischer Ventilheber I ist gleitend in eine Durchgangsbohrung 3 eines Zylinderblocks 2 eingesetzt, wobei sein oberes Ende beweglich mit einem unteren Ende

4a einer Stößelstange 4 verbunden ist. Das untere Ende 20

des Hebers berührt einen Nocken 5, der deshalb den hydraulischen Ventilheber .1 auf und nieder bewegt, da er durch eine Kurbelwelle gedreht wird. Diese vertikale Bewegung des Ventilhebers 1 wird über ein oberes Ende 4b der

Stößelstange 4 auf einen Kipp- bzw. Schwinghebel 6, der 25

drehbar von einem Zylinderkopf getragen wird, übertragen und öffnet und schließt ein Motorventil 7.

Ein bekannter hydraulischer Ventilheber 1 ist in Figur gezeigt. Er besteht hauptsächlich aus einem Gehäuse 10 und einem darin gleitend eingesetzten Kolben 11, an dessem unteren Ende ein Kugelventil 13 vorgesehen ist. Eine Feder 14 ist zwischen dem Grund des Gehäuses 10 und der unteren Endfläche des Kolbens Il eingebracht und drückt

diesen nach oben. Eine Speicherkammer 15 im Kolben und 35

eine Druckkammer 16 am Grund des Gehäuses 10 sind mit

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öl gefüllt.

Die vertikale Bewegung des Ventilhebers 1 wird durch die

direkte Verbindung seiner Stößelstange 4 mit dem Kipp-5

hebel 6 aufgrund der Drehung des Nockens 5 auf das Motorventil 7 übertragen, um dieses zu öffnen und zu schließen. Bei einer derartigen Ventilvorrichtung ist die zum Einstellen des Spiels des Ventilhebers 1 und zum Ausgleich der Größentoleranzen des Zy1inderkopfes, des Zylinder-

blocks, der Zylinderkopfdichtung (jeweils nicht gezeigt)_t der Stößelstange 4 und weiterer Teile erforderliche Hublänge a¹ und b¹ während dem Zusammenbau dieser Teile größer als die Hublänge, die hauptsächlich zur Spieleinstellung des hydraulischen Ventilhebers notwendig ist. Folglich werden dessen Gesamtlänge 1' und Gewicht größer.

Bezugszeichen a' in Figur 2 bezeichnet den zwischen einem Sprengring 17 und einem Stößelstangensitz 18 notwendigen

Hub, dessen Länge gleich dem Einstellspiel zum Ausgleich 20

der Größentoleranzen des Zylinderteils und der Teile der

Venti1vorrichtung vergrößert ,um das hauptsächlich zur Verschleißkompensation des Nockens erforderliche Einstellspiel ist. Bezugszeichen b' bezeichnet den Hub, der zwischen dem unteren Ende 11a des Kolbens 11 und dem Absatz 26

10a des Grunds des Gehäuses 10 erforderlich ist und dessen Länge dem Einstellspiel zum Ausgleich der Größenunterschiede des Zylinderteils und der Teile der Ventilvor richtung vermehrt um das hauptsächlich zur Verschleißkompensation des Motorventi1s 7 und des Ventilsitzes nötige Einstelly

spiel entspricht.

Ein bekannter in sich abgeschlossener hydraulischer Ventilheber 21 ist in Figur 3 dargestellt. Er weist ein

Gehäuse 10, einen Kolben Il und einen an dessen oberen 35

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Ende angebrachten elastischen Balg 12 auf. ti ine Speicherkammer 1-5 im Kolben Il und eine Druckkammer ]6 am Grund des Gehäuses sind mit- öl gefüllt. Andere Teile sind

gleich denen in Figur 2 und haben dieselben Bezugszei-5

c h e η.-.-."

Figur 4 zeigt ein er FindungssgemäGes AusFührungsbeispie1 unter Bezugnahme auf Figur 2, wobei gleiche Teile dieselben Bezugszeirhen haben. Für die Venti!vorrichtung gemäß Figur 4 ist charakteristisch, daß eine Stellschraube 19 durch eine Feststellmittel· 20 am Verbindungsteil der Stößelstange 4 und des Kipphebels 6 angebracht ist.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel können die Maßtoleranzen des Zylinderblocks, des Zylinderkopfes, der Zylinderkopfdichtung und Teilen der Ventilvorrichtung ausgeglichen werden. EIe im Zusammenbau der Venti !vorrichtung kann durch Drehen der Fest st el 1 mutter 20 die Länge der

Einstellschraube 19 zwischen dem Verbindunqstei1 der 20

Stößelstange 4 und des Kipphebels 6 exakt festgesetzt werden. Der beim Einbau des hydraulischen Ventilhebers in die Ventilvorrichtung erforderliche Einstellhub braucht nicht das EinstelIspie 1 zum Ausgleich der Maßtoleranzen der Bauteile enthalten, sondern muß nur das hauptsäch- : ^H

lieh erforderliche Einstellspiel aufweisen, d.h. den Hub a zwischen dem Sprengring 17 und dem Stößelstangensitz 18 zur Verschlfiißkompensation des Nockens sowie den Hub b zwischen dem unteren Ende JIa des Kolbens und dem Absatz 10a des Grund des Gehäuses zur VerschIeißkompensation des Ventils 7 und Ventilsit/es.

Im Gegensatz zur bekannten Venti1vorrichtung gelten folgende Beziehungen:

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a < a ■ ,. b <. b ·

und

a + b ^ a' + b

Deshalb ist die Gesamtlänge 1 des Ventilhebers 1 kürzer als diejenige I¹ des bekannten. Ebenso kann sein Gewicht verringert sein, selbst wenn man das zusätzliche Gewicht der Stellschraube 19 und der Feststellmutter 20 hinzurechnet. Dies läßt eine Erhöhung der Motordrehzahl über die bisherige Begrenzung hinaus zu.

Die oben stehende Erklärung erfolgte unter Bezug auF Figur 2, es ist jedoch offensichtlich, daß das Prinzip der Erfindung auch auf den in sich abgeschlossenen hydraulischen Ventilheber gemäß Figur 3 angewendet werden kann; hier ist sie sogar noch vorteilhafter. Ferner kann sie bei der Venti lvorr ich tung mit oben liegender Nockenwelle Verwendung finden, bei welcher der Nocken überhalb des Ventils und des hydraulischen Ventilhebers angebracht ist.

Die Hinzunahme einer einfachen Einrichtung , d.h. einer Stellschraube im Verbindungsteil zwischen der Stößelstange des Ventilhebers und des mit dem Ventil verbundenen Kipphebels ermöglicht es erfindungsgemäß, den Hub des Ventilhebers genau in dem Einstellspiel zu halten, das hauptsächlich zum Einhalten konstanter Bedingungen für die Ventilvorrichtung erforderlich istjund den Ventil-

heber kompakter und leichter zu bauen. Folglich sind höhere Motordrehzahlen erreichbar.

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Offenbart ist eine Venti lvornrht uny für e ine Brennkraft maschine mit einem hydraulischen Vent, ι 1 hebe r . Im Verbindungsteil einer mit diesem verbundenen Stößelstange und einem mit einem Motorventil verbundenen Kipphebel ist eine Stellschraube vorgesehen, wenn die Ventilvor-

richjtung im Motor zusammengebaut \i/ird, können die Μαβί

tole|ranzen der Mo to r te ί 1 e ausgeg 1 ichen werden und der Hub des Ventilhebers minimiert werden, der dadurch kompaktier und leichter baut.

ίο

L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche

il/ Ventilvorrichtung" für eine Brennkraftmaschine mit einem-hydraulisehen Ventilheber (1), der gleitend in eine Durchgangsbohrung (3) eines Zylinderblocks (2) eingesetzt ist und sich aufgrund der Berührung seines unteren Endes mit einem durch eine Kurbelwelle gedrehten Nocken (5) auf- und abbevi/egt, mit einer Stößelstange (4), deren unteres Ende (4a) mit dem oberen Ende des Ventilhebers verbunden ist und deren oberes Ende (4b) mit einem Ende eines drehbar an einem Zylinderkopf gelagerten Kipphebels (6) verbunden ist, dessen anderes Ende mit dem oberen Ende eines Ventilschafts verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem oberen Ende der Stößelstange und dem Ende des Kipphebels eine Stellschraube (19) vorgesehen ist.
2. Venti1vorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Ventilheber (1) ein Gehäuse (10), einen in dieses gleitend eingesetzten. Kolben (11), einen an dessen oberem Ende angebrachten elastischen Balg (12), ein am unteren Ende des Kolbens vorgesehenes Kugelventil (13), eine zwischen dem Grund des Gehäuses und der unteren Fläche des Kolbens angebrachte Feder (14),

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die diesen nach oben drückt, eine mit Öl gefüllte Speicherkammer (15) zwischen dem elastischen Balg und dem Grund des Kolbens, und eine mit Öl gefüllte Druckkammer (16)

_c zwischen dem unteren Ende des Kolbens und dem Grund des b

Gehäuses aufweist.
3. Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Ventilheber (1) ein Gehäuse (10), einen innerhalb diesem gleitend eingesetzten Kolben (11), ein an dessen unterem Ende vorgesehenes Kugelventil (13), eine zwischen dem Grund des Gehäuses und der unteren Fläche des Kolbens angebrachte Feder (14), die diesen nach oben drückt,

und eine mit Öl gefüllte Druckkammer (16) am Grund des 15

Gehäuses aufweist.