DE3713911A1

DE3713911A1 - Verstellbare ventilsteuerung

Info

Publication number: DE3713911A1
Application number: DE19873713911
Authority: DE
Inventors: Klaus Juergen Neugebauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-25
Filing date: 1987-04-25
Publication date: 1987-10-08

Description

Die Charakteristik eines Verbrennungsmotors wird bestimmt durch den Steuerquerschnitt des Einlaßventils nach dem un teren Totpunkt "UT". Dieser Steuerquerschnitt ist während des Betriebs des Motors fest. Die einmal gewählte Einstel lung des Einlaßschlusses nach "UT" ist bestimmend für das Leerlaufverhalten, den Anzug, die Leistung und das Drehmo ment des Motors.

Bei der Nutzung der ganzen Breite des Drehzahlbandes ergeben sich zwei Extrema, zwischen denen der Konstrukteur wählen muß.

Soll der Motor im oberen Drehzahlbereich eine hohe Spitzen leistung erbringen, so ist der Steuerquerschnitt des Ein laßventils nach "UT" so groß zu wählen, daß die einströmen de Luftsäule durch ihre große kinetische Energie den Füll grad des Zylinders optimiert. Das Einlaßventil muß dann nach "UT" geschlossen worden sein, wenn der Kolben beginnt, die Frischgase in den Einlaßkanal zurückzuschieben. Die Fol ge des großen Steuerquerschnitts des Einlaßventils nach "UT" ist neben einer hohen Spitzenleistung bei hohen Drehzahlen ein schwaches Drehmoment im unteren Drehzahlbereich. Dies ist dadurch zu erklären, daß bei niedrigen Drehzahlen der Zylinderinnendruck nach "UT" sehr schnell den Gasdruck der einströmenden Luftsäule übersteigt und dadurch ein Teil der Frischgase zurückgeschoben werden, so daß sich der Füllgrad verschlechtert. Dies hat neben dem schwachen Drehmoment einen unrunden Leerlauf zur Folge. Noch ungünstiger werden die Ver hältnisse bei geladenen Motoren und bei Motoren mit zwei Ein laßventilen.

Wird zur Vermeidung dieser Nachteile bei niedrigen Drehzahlen der Steuerquerschnitt des Einlaßventils nach "UT" konstruktiv klein gehalten, so ergibt sich ein guter Füllgrad, der ein gutes Drehmoment und einen guten Durchzug am Berg zur Folge hat. Der Nachteil dieser Einstellung des Steuerquerschnitts ist ein schwaches Drehmoment im oberen Drehzahlbereich kombi niert mit kleiner Spitzenleistung.

Je nachdem, wie nun die Einstellung des Einlaßschlusses des Motors gewählt wurde, wird also jeder ventilgesteuerte Motor entweder im oberen Drehzahlbereich eine hohe Leistung haben neben einem schwachen Drehmoment im unteren oder eine gerin ge Leistung im oberen Drehzahlbereich bei einem guten Drehmo ment gepaart mit einem guten Anzug und guten Leerlaufeigen schaften. Beides zu vereinen ist der gegenwärtigen Technik nicht möglich.

Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerquerschnitte des Einlaßventils während des Betriebs des Motors beliebig geändert werden können, so daß hohe Leistung im oberen Drehzahlbereich möglich ist. Ein konstruktiver Kom promiß in der Festlegung der Steuerquerschnitte ist nicht mehr nötig.

Zur Lösung dieses Problems wird der Zahnriemen, der die Noc kenwelle mit der Kurbelwelle verbindet, in dem Maße verlän gert, indem man die Steuerzeiten des Einlaßventils während des Betriebs des Motors ändern will. Der verlängerte Riemen wird so durch zwei Rollen geführt, die von einer verschieb baren Welle getragen werden, daß der Zahnriemen eine Grund spannung erhält. Diese Welle ist so zwischen der Kurbel- und Nockenwelle angeordnet, daß die Mittelpunkte der Kurbel-, Noc kenwelle und der Führungsrollen die Eckpunkte eines Rhombus bilden. Die Welle kann nun so weit nach links bzw. rechts ver schoben werden, daß aus dem Rhombus ein Dreieck wird. Diese Verschiebung bewirkt eine Veränderung des Steuerquerschnitts des Einlaßventils nach "UT".

Der Vorteil dieser verstellbaren Ventilsteuerung ist eine flache Drehmomentkurve, eine optimale Leistung über den gan zen Drehzahlbereich und ein runder Leerlauf. Die Folge davon ist eine Verminderung des Kraftstoffverbrauchs und eine Redu zierung des Schadstoffsausstoßes.

Neben dem Einsatz dieser Anordnung bei allen ventilgesteuer ten Verbrennungsmotoren eignet sie sich zur Einstellung des Einspritzzeitpunkts bei Dieselmotoren.

Claims

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, indem der Zahnriemen, der die Nockenwelle mit der Kurbelwelle verbindet, in dem Maße verlängert, in dem man die Steuerzeiten des Einlaßventils während des Betriebs des Motors ändern will. Der verlänger te Zahnriemen wird so über zwei Rollen geführt, die von einer verschiebbaren Welle getragen werden, daß der Zahnriemen eine Grundspannung erhält. Diese Wel le ist so zwischen der Kurbel- und Nockenwelle an geordnet, daß die Mittelpunkte der Kurbel-, Nocken welle und der Führungsrollen die Eckpunkte eines Rhombus bilden. Die Welle kann nun so weit nach links bzw. rechts verschoben werden, daß aus dem Rhombus ein Dreieck wird. Diese Verschiebung bewirkt eine Veränderung des Steuerungsquerschnitts des Einlaßventils nach dem unteren Totpunkt.
Neben dem Einsatz dieser Anordnung bei allen ventil gesteuerten Verbrennungsmotoren eignet sie sich zur Einstellung des Einspritzzeitpunkts bei Diesel motoren.