DE3615449A1

DE3615449A1 - Vorrichtung fuer eine nockengesteuerte hubkolbenmaschine

Info

Publication number: DE3615449A1
Application number: DE19863615449
Authority: DE
Inventors: Erich Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-05-07
Filing date: 1986-05-07
Publication date: 1987-11-12

Description

Die Erfindung betrifft eine Nockenwellen- und Übertragungs hebelanordnung zu den Ventilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Betrachtet man eine Viertakt-Brennkraftmaschine, so bestimmt be kanntlich die Form der Ein- und Auslaßnocken in starkem Maße den Drehmomentverlauf, die Nenndrehzahl, den Leerlauf, den Kraft stoffverbrauch und die Abgasemission der Maschine. Maßgebend für diese Punkte sind die Öffnungs- und Schließzeiten der Ein- und Auslaßventile in Bezug auf die Totpunkte der Bewegungen der Kol ben der Maschine, woraus sich die durch die Nocken zu verwirk lichenden Steuerzeiten der Ventile ergeben. Allgemein kann gesagt werden, daß mit engen Einlaßnocken Steuerzeiten realisiert werden können, die einen guten Liefergrad bei kleinen Drehzahlen (elastischer Motor) gewährleisten. Mit einem breiten Nocken erzielt man jedoch höhere Leistungen bei hohen Drehzahlen, muß dann allerdings einen Drehmomentverlust bei niedrigen Drehzahlen in Kauf nehmen. Schon aus diesen Darlegungen folgt anschaulich, daß Ein- und Auslaßnocken konstanter Breite und konstanter Spreizung nur ein Kompromiß für die verschiedenen Drehzahlen und Lasten der Maschine darstellen können.

Daher ist, um einen optimalen Motor mit hohem Drehmoment bei niedrigen und hohen Drehzahlen, sowie niedrigem Leerlauf, Kraft stoffverbrauch und geringer Abgasemission zu erhalten, eine variable Konstruktion erforderlich, welche die Steuerzeiten für die Ventile über ein elektronisches Steuergerät und z.B. elektro hydraulisches Stellglied oder Regelmotor regelt.

Um variable Steuerzeiten mit einem mechanisch gesteuerten Hub kolbenmotor zu erzielen, ist bei dieser Erfindung eine Kon struktion mit einer Nockenwelle, bei der der Nocke (1) Fig. 1, 3, 6 und 7 zwei auf jeder Seite exzenterähnliche Nocken (2) Fig. 1, 3 und 7 zugeordnet sind. Auf der Nocke (1) läuft der Kipphebel (3) Fig. 1, 3, 6 und 7, welcher die von der Nocke (1) ausgehenden Bewegungen auf das Ventil (4) Fig. 1 überträgt. Der Kipphebel (3) ist in seinem Drehpunkt in einem Regelhebel (5) Fig. 1, 3, 4 und 7 gelagert, wobei das Drehpunktlager für den Kipphebel (3) und das Lager im Regelhebel (5) z.B. als Kugelpfanne ausgebildet ist, in der eine Kugel (6) Fig. 1 und 5 den Drehpunkt ausführt.

Der Regelhebel (5), welcher mit seinen Anlaufkuppen (8) Fig. 1 und 3 auf den exzenterähnlichen Nocken (2) abläuft, überträgt die hierbei entstehenden Bewegungen auf das Lager in dem der Kipphebel (3) gelagert ist. Der Dreh- und Lagerpunkt vom Regel hebel (5) ist in einer Exzenterwelle (7) Fig. 1, 2, 3 und 7, wobei die Lager im Regelhebel (5) zur Exzenterwelle (7) Fig. 1, 3 und 7 hin eine Art Halbschale bilden. Die Exzenterwelle (7) und die Nockenwelle (1 und 2) ist z.B. in einem Lagerbock (12) Fig. 1, 3 und 7 gelagert.

Durch einen Bruchteil von einer ganzen Drehung der Exzenter welle (7) wird der Dreh- bzw. Lagerpunkt in eine andere Position verschoben, so daß sich der Regelhebel (5) je nach der Stellung der Exzenterwelle (7) früher oder später auf die exzenterähn lichen Nocken (2) aufläuft. Die Bewegungen der exzenterähnlichen Nocken (2) über den Regelhebel (5) mischen sich mit den von der Nocke (1) über den Kipphebel (3) ausgehenden Bewegungen. Somit können der Hub und die zeitlichen Bewegungsabläufe des Ventils (4) je nach der Stellung der Exzenterwelle (7) beeinflußt werden. Da der Ablauf des Regelhebels (5) mit seinen Anlaufkuppen (8) auf den exzenterähnlichen Nocken (2) flach verläuft, geht diese Bewegung sehr weich in die von der Nocke (1) auf den Kipphebel (3) ausgehende Bewegung über. Die Stellung der Exzenterwelle (7), welche z.B. über eine elektronische Steuerung und ein elektrohydraulisches Stellglied oder einen Stellmotor in die erforderliche Position gebracht wird, bestimmt somit den Ab lauf des Regelhebels, woraus sich das Steuerdiagramm bzw. die Öffnungs- und Schließzeit sowie der Hub des Ventils ergibt.

Das Ventilspiel bzw. die Stellung des Kipphebels (3) zum Ventil (4) nach dem Ablauf des Kipphebels (3) und des Regelhebels (5) von den Nockenflanken wird mit einer Einstellschraube (10), welche in dem Lagerbock (12) ihren Sitz hat, eingestellt.

Bei Ausfall der elektronischen Steuerung ist es vorstellbar, daß das elektrohydraulische Stellglied oder der Regelmotor in eine entsprechende Position gebracht wird, damit der Motor seine Funktion noch ausüben kann.

Bei Motoren mit 4 Ventilen kann der Kipphebel (3) nach seinem Drehlager geteilt werden, somit können zwei Ventile getätigt werden.

Claims

1. Vorrichtung für eine nockengesteuerte Hubkolbenmaschine mit einer Nockenwelle, durch die der Ventilhub und der zeitliche Bewegungsablauf der Ventile zeitlich variabel erfolgt.

2. Ventilsteuerung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocke (1) Fig. 1, 3 und 7 auf jeder Seite eine ex zenterähnliche Nocke (2) Fig. 1, 3 und 7 zugeordnet ist.

3. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekenn zeichnet, daß die Nocke (1) Fig. 1, 3, 6 und 7 den Kipphebel (3) Fig. 1, 3, 6 und 7 bewegt und somit die daraus entstehende Hubbewegung auf das Ventil (4) Fig. 1 und 6 überträgt.

4. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3 dadurch ge kennzeichnet, daß der Kipphebel (3) und der Regelhebel (5) Fig. 1, 3, 4, 5 und 7 z.B. eine Kugelpfanne haben, in der eine Kugel (6) Fig. 1, 5 und 6 gelagert ist und somit das Lager bzw. den Drehpunkt des Kipphebels (3) bildet.

5. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 und 4 dadurch ge kennzeichnet, daß der Regelhebel (5) auf der Exzenterwelle (7) Fig. 1, 2, 3 und 7 gelagert ist, welche der Drehpunkt für den Regelhebel (5) ist. Der Regelhebel (5) überträgt somit die Hubbewegungen von den exzenterähnlichen Nocken (2) auf das Lager bzw. den Drehpunkt des Kipphebels (5).

6. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4 und 5 dadurch gekennzeichnet, daß durch eine kleine Drehung der Exzenter welle (7), welche in dem Lagerbock (12) Fig. 1, 3 und 7 ge lagert ist, der Drehpunkt des Regelhebels (5) sich in seiner radialen Position ändert; somit berührt der Regelhebel (5) mit seinen Anlaufkuppen (8) früher oder später die exzenter ähnlichen Nocken (2), so daß sich der Hub und die zeitlichen Bewegungen des Regelhebels (5) ändern.

7. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, daß durch die Veränderung von Zeit punkt und Hub der Bewegungen des Regelhebels (5) sich der Drehpunkt zwischen dem Kipphebel (3) und Regelhebel (5) in der Zeit des Anlaufens der Anlaufkuppen (8) des Regelhebels (5) auf den exzenterähnlichen Nocken (2) sowie der Dreh punkt des Kipphebels (3) ändern.

8. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hub und der Zeitpunkt beim Drehpunkt am Regelhebel (5) und Kipphebel (3) ändert, dabei wird der Kipphebel (3) in seinen Bewegungen das Ventil (4) in dem Öffnungs- und Schließzeitpunkt sowie im Hub verändern.

9. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ablauf des Kipphebels (3) und des Regelhebels (5), welche von Ventil (4) bzw. der Ventilfeder (11) Fig. 1 zurückgedrückt werden, von den Nockenflanken der Nocken (1) und (2) die Endstellung der beiden Hebel durch die Stellschraube (10) Fig. 1 und 3 geben wird.

10. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Drehbewegung der Exzenterwelle (7) z.B. über eine elektronische Steuerung und ein elektrohydraulisches Stellglied oder einen Regel motor in die jeweilige gewünschte Position gebracht wird.