DE3741720C2 - - Google Patents
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- DE3741720C2 DE3741720C2 DE19873741720 DE3741720A DE3741720C2 DE 3741720 C2 DE3741720 C2 DE 3741720C2 DE 19873741720 DE19873741720 DE 19873741720 DE 3741720 A DE3741720 A DE 3741720A DE 3741720 C2 DE3741720 C2 DE 3741720C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/22—Valve-seats not provided for in preceding subgroups of this group; Fixing of valve-seats
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/20—Shapes or constructions of valve members, not provided for in preceding subgroups of this group
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hubventil und einen
Ventilsitz einer Brennkraftmaschine der im Oberbegriff
des einzigen Anspruchs angegebenen Art. Ein derartiges
Hubventil mit insbesondere hinsichtlich des maximalen
Ventilhubes veränderbarem Ventilhubverlauf ist bei
spielsweise aus dem MTZ-Aufsatz von A. Titolo über
variable Ventilsteuerung (DE-Z "MTZ 47 (1986) 5", Seite
185 bis 188) bekanntgeworden, jedoch bleibt die vor
liegende Erfindung nicht auf ein derartiges Ausfüh
rungsbeispiel beschränkt.
An Brennkraftmaschinen werden variable Ventilsteuerungen
eingesetzt, um den Ladungswechsel sowohl hinsichtlich
der erzielbaren Zylinderfüllung als auch im Hinblick auf
reduzierte Abgasemissionen zu verbessern. Da insbeson
dere kleinere Brennkraftmaschinen über ein relativ
breites Drehzahlband betrieben werden, können die
Öffnungszeiten der Einlaß- und Auslaßventile bei starrer
Ventilsteuerung lediglich innerhalb eines kleinen
Drehzahlbereiches optimal gewählt werden; für den
gesamten Betriebsbereich muß also stets ein Kompromiß -
auch im Hinblick auf die Breite der Ventilüberschnei
dung, also jener Zeitspanne, während derer sowohl das
Einlaß- als auch das Auslaßventil geöffnet sind, -
gefunden werden.
Aus der oben genannten Schrift ist eine variable Ventil
steuerung unter Zuhilfenahme einer in ihrer Längsrich
tung verschiebbaren Nockenwelle bekanntgeworden, bei
welcher die einzelnen Nocken in Richtung der Nocken
wellenachse konisch ausgebildet sind. Mit Hilfe jener
Maßnahme läßt sich der meßbare Ventilhub der Ventil
erhebungskurve beeinflussen, eine Änderung der einzelnen
Ventilöffnungs- bzw. Ventilschließzeitpunkte und somit
auch der Ventilüberschneidung ist damit jedoch nur in
sehr eingeschränktem Umfang möglich. Ein Nachteil jener
variablen Ventilsteuerung ist desweiteren darin zu
sehen, daß bei reduziertem maximalen Ventilhub die
ansteigende Flanke des Ventilhubverlaufes in Relation
zum erreichbaren Ventilhub unter strömungsdynamischen
Gesichtspunkten deutlich zu flach verläuft.
Aufgabe der Erfindung ist es, an einem Hubventil mit
hinsichtlich des meßbaren Ventilhubes veränderbarer
Ventilerhebungskurve Maßnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe
derer auf einfache Weise Ventilöffnungs- und Ventil
schließzeitpunkt sowie die wirksame Ventilüberschneidung
veränderbar sind.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des einzigen Patentanspruches gelöst.
Ist zwischen Hubventil sowie Ventilsitz eine parallel
zur Hubrichtung verlaufende, in der Anfangs- und End
phase des Ventilhubverlaufes dichtend wirksame Flächen
paarung vorhanden, so kommt jene Anfangsphase bzw.
Endphase im Hinblick auf den Ladungswechsel einem
geschlossenen Ventil gleich. Der Öffnungszeitpunkt wird
somit nach spät, der Schließzeitpunkt nach früh ver
schoben. In Relation zur gesamten, durch die Ventil
erhebungskurve bestimmten Ventilöffnung, beschrieben
durch das Integral über der Ventilerhebungskurve, wirkt
sich diese Maßnahme bei reduziertem Ventilhub deutlich
stärker aus als bei nicht reduziertem (maximalen)
Ventilhub. Das bedeutet aber auch, daß bei flach an
steigenden bzw. abfallenden Ventilhubverläufen, wie sie
insbesondere bei durch externe Maßnahmen erzeugten
reduzierten Ventilhüben auftreten, die jeweils wirksame
Überschneidungsfläche zwischen Einlaß- und Auslaßventil
gegenüber steileren Ventilhubverläufen nochmals um ein
deutliches Maß verringert werden kann.
Zwar ist aus der DE-OS 22 38 750 ein Zylinderkopf mit im
Einlaßkanal angeordnetem Ventilsitz bekanntgeworden,
bei welchem der Ventilteller eine zylindrische Form
aufweist und in einem einen Ventilsitz bildenden zylin
drischen Ventilsitzring im Zylinderkopf ruht, wobei der
Ventilteller eine zur Bewegungsrichtung des Ventils
verlaufende senkrechte Dichtfläche und eine waagrechte
Dichtfläche besitzt. Jener Anordnung lag aber die
Aufgabe zugrunde, ein Ventil mit Ventilsitzring zu
schaffen, bei dem die Hauptdichtfläche in geringerem
Umfang belastet wird, wodurch die Abnutzung geringer
ist. Ferner sollte der Durchflußkoeffizient genau
festlegbar sein. Eine Anregung, jene Maßnahme an einem
Hubventil mit einer hinsichtlich des meßbaren Ventil
hubes veränderbaren Ventilerhebungskurve vorzusehen, um
damit die wirksame Ventilüberschneidung beeinflussen zu
können, ist in jener Schrift aber nicht enthalten.
Gleiches gilt für die aus der US 41 06 466 bekannte
Paarung von Hubventil und Ventilsitz. Die dort vor
gesehene, in der Anfangs- und Endphase der Ventiler
hebungskurve dichtend wirksame Flächenpaarung dient
insbesondere dazu, den Ventilöffnungs- und Schließ
vorgang zu beschleunigen, um somit günstigere Strö
mungsverhältnisse zu erzielen. Die oben beschriebene
überproportionale Verringerung der Ventilüberschneidung
wird sich hiermit jedoch nicht einstellen.
Im folgenden wird die folgende Erfindung anhand zweier
Figurendarstellungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Hubventiles mit seinem
Ventilsitz, sowie
Fig. 2 die Ventilhubverläufe eines Einlaß- und
Auslaßventiles einer Brennkraftmaschine.
Im Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine befindet sich
ein Gaswechselkanal 2, dessen Austrittsöffnung von einem
Hubventil 3 verschließbar ist. Dazu bildet das ge
schlossene Hubventil 3 mit einem Ventilsitz 4 eine
dichtende Flächenpaarung 5. Da jene Flächenpaarung 5
parallel zur Hubrichtung 6 des Hubventiles verläuft und
sowohl in der Anfangs- als auch in der Endphase des
Ventilhubverlaufes dichtend wirksam wird, wird der
Gaswechselkanal 2 für eine Gasströmung erst kurzzeitig
nach dem Öffnungsbeginn des Hubventiles geöffnet bzw.
bereits kurzzeitig vor dem Schließende des Hubventiles
geschlossen. Obwohl strömungsdynamisch betrachtet
geschlossen, führt das Ventil mechanisch betrachtet
jeweils noch den Teilhub h aus. Neben dem, im folgenden
anhand der Fig. 2 erläuterten erfinderischen Effekt der
mit einer Verringerung des Ventilhubes einhergehenden
überproportionalen Verringerung der Ventilüberschneidung
sowie der Verschiebung der Ventilöffnungs- bzw. Schließ
zeitpunkte ist jene Maßnahme auch unter strömungsdyna
mischen Gesichtspunkten von Vorteil, da durch ein nahezu
schlagartiges oder doch zumindest beschleunigtes Öffnen
eines Gaswechselventiles sowohl die Einströmverhältnisse
als auch der Füllungsgrad deutlich verbessert werden
können.
Fig. 2 zeigt die Ventilerhebungskurve 10 eines Auslaß
ventiles sowie die entsprechende Ventilerhebungskurve 11
eines Einlaßventiles einer Brennkraftmaschine, darge
stellt über dem Kurbelwellen- bzw. Nockenwellendreh
winkel. Während dabei mit dem ergänzenden Buchstaben a
jeweils der Hubverlauf mit maximalem Ventilhub darge
stellt ist, zeigen die mit den ergänzenden Buchstaben b,
c gekennzeichneten Kurven die Ventilerhebungskurven mit
jeweils reduziertem Ventilhub. Der Hubverlauf c ist
dabei nur teilweise dargestellt. Zugrundegelegt wurde
dabei die eingangs erläuterte variable Ventilsteuerung
mittels konischer Nocken.
Rein mechanisch betrachtet öffnet das Einlaßventil
(Erhebungskurve 11) im Punkt I, während das Auslaßventil
(Erhebungskurve 10) im Punkt O schließt. Für die Ventil
überschneidung bei reduziertem Ventilhub würde sich
somit die durch Punkte gekennzeichnete Überschnei
dungsfläche 12 ergeben. Mit der erfindungsgemäßen
Maßnahme, eine parallel zur Hubrichtung verlaufende, in
der Anfangs- und Endphase des Ventilhubverlaufes dich
tend wirksame Flächenpaarung 5 vorzusehen, öffnet
dagegen das Einlaßventil (11) strömungsdynamisch be
trachtet erst nach Ausführung des Anfangs-Teilhubes h im
Punkt I′, während das Auslaßventil (10) bereits vor
Ausführung des Schluß-Teilhubes h im Punkt O′ schließt.
Bei den durch b gekennzeichneten Erhebungskurven fällt
dabei der strömungsdynamische Öffnungszeitpunkt I′ mit
dem strömungsdynamischen Schließzeitpunkt O′ zusammen,
die sich damit ergebende Ventilüberschneidung nimmt den
Wert "O" an. Bei den durch c gekennzeichneten Erhebungs
kurven bleiben die Ventile strömungsdynamisch betrachtet
sogar geschlossen; mit der erfindungsgemäßen Maßnahme
ist somit eine vollständige Laststeuerung einer Brenn
kraftmaschine realisierbar.
Bei einer Erhebungskurve entsprechend den mit den
Buchstaben a gekennzeichneten Kurven, also bei Aus
nutzung des maximal erzielbaren Ventilhubes, wirkt sich
die erfindungsgemäße Maßnahme im Hinblick auf eine
Veränderung der Ventilüberschneidungsfläche dagegen
erwünschterweise in deutlich verringertem Maße aus.
Zur verbesserten Dichtwirkung bei geschlossenem Ventil
ist neben der Flächenpaarung 5 eine weitere an sich
bekannte dichtende Flächenpaarung 7 vorgesehen.
Claims (1)
- Hubventil und Ventilsitz einer Brennkraftmaschine mit zumindest einer bei geschlossenem Ventil dichtenden Flächenpaarung, wobei die Ventilerhebungskurve des Hubventiles hinsichtlich des meßbaren Ventilhubes veränderbar ist, gekennzeichnet durch eine, parallel zur Hubrichtung (6) verlaufende, in der Anfangs- und Endphase der Ventil erhebungskurve (10, 11) dichtend wirksame Flächenpaarung (5).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873741720 DE3741720A1 (de) | 1987-12-09 | 1987-12-09 | Hubventil mit ventilsitz einer kraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873741720 DE3741720A1 (de) | 1987-12-09 | 1987-12-09 | Hubventil mit ventilsitz einer kraftmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3741720A1 DE3741720A1 (de) | 1989-06-22 |
DE3741720C2 true DE3741720C2 (de) | 1990-05-03 |
Family
ID=6342210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873741720 Granted DE3741720A1 (de) | 1987-12-09 | 1987-12-09 | Hubventil mit ventilsitz einer kraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3741720A1 (de) |
Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
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FR2891017A1 (fr) * | 2005-09-16 | 2007-03-23 | Renault Sas | Culasse de moteur diesel dont les sieges des soupapes d'admission debouchent dans la chambre de combustion par une surface cylindrique |
FR2909718B1 (fr) * | 2006-12-11 | 2009-02-27 | Jean Melchior | Moteur a combustion interne suralimente |
WO2012120529A1 (en) * | 2011-03-07 | 2012-09-13 | Tvs Motor Company Limited | Internal combustion engine |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2238750A1 (de) * | 1972-08-05 | 1974-02-07 | Porsche Kg | Zylinderkopf mit im einlasskanal angeordnetem ventilsitz, in dem der ventilteller eines ventils in schliesstellung ruht |
US4106466A (en) * | 1976-08-16 | 1978-08-15 | Caterpillar Tractor Co. | Engine valve with recessed seat and annular groove |
-
1987
- 1987-12-09 DE DE19873741720 patent/DE3741720A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3741720A1 (de) | 1989-06-22 |
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