DE3736595A1 - Hydraulisch betaetigte ventilsteuerung fuer verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Ventilsteuerung eines Motorventiles für Verbrennungs­ motoren.

Die bekannten mechanischen Ventilsteuerungen sind konstante Steuerungen, für die ein von der Kon­ stante abweichender definiert geänderter Ventil- Schließzeitpunkt bzw. Öffnungszeitpunkt nur mit enormem Aufwand realisierbar ist.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine regelbare Ventil­ steuerung zu schaffen, die einen weiten Regelbereich für genaue, reproduzierbar einstellbare Öffnungs- und Schließzeitpunkte hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit vor­ gesehen ist, deren Hydraulikkolben auf einer Seite mechanisch mit dem Motorventil gekoppelt ist und auf der anderen Seite mittels elektromagnetischer Schließventile eines Druckmittelsystems gesteuert druckbeaufschlagbar ist und daß motorkolbenlage- und motordrehzahlabhängige Sensoren angeordnet sind, die über eine elektronische Verstärkereinheit mit den elektromagnetischen Schließventilen elektrisch gekop­ pelt sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß der Hydraulikkolben unmittelbar mit dem Motorventil mechanisch verbunden ist und daß der Hydraulikkolben auch auf der dem Motorventil zuge­ wandten Seite gesteuert druckbeaufschlagbar ist.

Vorteil der Erfindung ist ein erhöhter Wirkungsgrad für Verbrennungsmotoren durch die exakt einstellbaren Steuerzeiten zur Drehmoment- und Verbrauchs­ optimierung bei allen Fahrzuständen der Verbrennungs­ motoren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend be­ schrieben.

Ein aus Motorzylinder 1, Motorkolben 2, Pleuel 3, Kurbelwelle 4, Motorventil 5 mit Ventilfeder 5′ und Kipphebel 5′′ bestehender Verbrennungsmotor ist über eine Stoßstange 6 mit einem Hydraulikkolben 7 gekop­ pelt, der in einem Hydraulikzylinder 8 geführt ist. Der Hydraulikzylinder 8 ist über eine hydraulische Leitung 9 an eine Pumpe 10 bzw. einem Druckspeicher 11 angeschlossen. Die Pumpe 10 ist an ihrer Saugseite an einem Druckmittelreservebehälter 12 angeschlossen. Zwischen dem Druckspeicher 11 und dem Hydraulik­ zylinder 8 ist in der Hydraulikleitung 9 ein erstes elektromagnetisches Ventil 13 angeordnet. Vor dem elektromagnetischen Ventil 13 verzweigt die Hydrau­ likleitung 9 in den hydraulischen Leitungszweig 9′ zum Druckmittelreservebehälter 12. Im Leitungszweig 9′ ist ein zweites elektromagnetisches Ventil 14 an­ geordnet. Die elektromagnetischen Ventile 13, 14 sind elektrisch mit einem elektronischen Verstärker 15 verbunden, der seinerseits mit motorkolbenlage- und motordrehzahlempfindlichen Sensoren 16 verbunden ist. Die beschriebene Anordnung funktioniert wie folgt: In der dargestellten Position von Motorkolben 2 ist das Motorventil 5 geschlossen, der Hydraulikkolben 7 hat sich gesenkt, ebenso die Stoßstange 6 mit der linken Seite des Kipphebels 5′′, betätigt durch die Ventilfeder 5′. In dieser Stellung ist das elektromagnetische Ventil 14 geöffnet und gibt den Weg frei für vom zurückweichenden Hydraulikkolben 7 verdrängtes Druckmittel aus dem hydraulischen Zylinder 8. Das elektromagnetische Ventil 13 ist geschlossen und sperrt damit den Nachtransport von Druckmittel von Druckspeicher 11 bzw. von Pumpe 10 zum Hydraulik­ kolben 7.

Ist über die Sensoren 16 ein neuer Öffnungszeitpunkt für das Motorventil 5 signalisiert, steuert der Ver­ stärker 15 das elektromagnetische Ventil 13 auf die Stellung Öffnen und das elektromagnetische Ventil 14 auf die Stellung Schließen an. Dadurch strömt vom Druckspeicher 11 bzw. von Pumpe 10 Druckmittel in den Hydraulikzylinder 8, bewegt den Hydraulikkolben 7 und damit die Stoßstange 8 aufwärts und öffnet so das Ventil 5 gegen die Kraft der Ventilfeder 5′. Wird über die Sensoren 16 und den Verstärker 15 das Schließsignal für das Motorventil 5 gegeben, schließt das elektromagnetische Ventil 13 und das elektro­ magnetische Ventil 14 öffnet, so daß der Zustand vom Beginn der Funktionsbeschreibung wieder erreicht ist. Über den Verstärker 15 kann das Schließ- bzw. Öffnungssignal für das Motorventil 5 verzögert oder verfrüht zu den elektromagnetischen Ventilen 13/14 übertragen werden, so daß über den Hydraulikkolben 7 stets optimale Schließ- bzw. Öffnungszeitpunkte für das Motorventil 5 realisiert werden können.

Bei einer direkten mechanischen Kopplung des Hydrau­ likkolbens 7 mit dem Motorventil 5 sind noch genauere, schnellere Bewegungsübertragungen vom Hydraulikkolben 7 zum Motorventil 5 möglich, gleich­ zeitig ist die Ventilkühlung verbessert. Eine weit­ gehend die Trägheiten des Motorventils 5 und der Ventilfeder 5′ kompensierende Lösung besteht dabei darin, den Hydraulikkolben 7 von beiden Seiten mit hydraulischem Druck anzusteuern, so daß die Ventil­ feder nur eine unterstützende, aber keine steuernde Funktion mehr hat.

Bezugszeichenliste

1 Motorzylinder
2 Motorkolben
3 Pleuel
4 Kurbelwelle
5 Motorventil
5′ Ventilfeder
5′′ Kipphebel
6 Stoßstange
7 Hydraulikkolben
8 Hydraulikzylinder
9 Hydraulikleitung
9′ hydraulischer Leitungszweig
10 Pumpe
11 Druckspeicher
12 Druckmittelreservebehälter
13 elektromagnetisches Ventil
14 elektromagnetisches Ventil
15 elektronischer Verstärker
16 Sensoren

Claims (3)

1. Hydraulisch betätigte Ventilsteuerung eines Motorventiles (5) für Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (7, 8) vorgesehen ist, deren Hydraulikkolben (7) auf einer Seite mechanisch mit dem Motorventil (5) gekoppelt ist und auf der anderen Seite mittels elektromagnetischer Schließventile (13, 14) eines Druckmittelsystems gesteuert druckbeaufschlagbar ist und daß motorkolbenlage- und motordrehzahl­ abhängige Sensoren (16) angeordnet sind, die über eine elektronische Verstärkereinheit (15) mit den elektromagnetischen Schließventilen (13, 14) elektrisch gekoppelt sind.

2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkolben (7) unmittelbar mit dem Motorventil (5) mechanisch verbunden ist.

3. Ventilsteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulik­ kolben (7) auch auf der dem Motorventil zuge­ wandten Seite gesteuert druckbeaufschlagbar ist.