DE3743211C1 - Ventilbetaetigungseinrichtung - Google Patents
VentilbetaetigungseinrichtungInfo
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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
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
- F01L1/267—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungseinrichtung nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der
DE-OS 34 38 556 als bekannt hervorgeht.
In der DE-OS 34 38 556 ist eine Ventilbetätigungseinrichtung
aufgezeigt, die das Stillsetzen eines von zwei gemeinsam von
einem Ventiltrieb angetriebenen Einlaßventilen einer
Brennkraftmaschine erlaubt. Der Ventiltrieb besteht aus einem
Primär- und Sekundärkipphebel, die in einem Drehgelenk
aneinander gekoppelt sind, wobei der Primärkipphebel mit der
Stoßstange in Verbindung steht, die von der Kurbelwelle der
Brennkraftmaschine angetrieben wird. Damit zur gemeinsamen
Betätigung beider Ventile die Bewegung des Primärkipphebels auf
den Sekundärkipphebel übertragen wird, muß der Sekundärkipphebel
in einem zusätzlichen Gelenk drehbar abgestützt werden. Dies
erfolgt mittels einer als Druckzylinder ausgebildeten
Stellvorrichtung, die starrsetzbar ist, und am Lagerbock
angelenkt ist. Bei von der Druckölversorgung abgekoppeltem
Druckzylinder erfolgt keine Abstützung des Sekundärkipphebels,
weshalb dann das zugeordnete Ventil geschlossen bleibt, bzw.
abgeschaltet ist. An der Anordnung des Druckzylinders ist
nachteilig, daß der Sekundärkipphebel auch bei abgeschaltetem
Ventil aufgrund der gelenkigen Verbindung ständig angetrieben
wird. Am Primärkipphebel wirken deshalb Massenkräfte des
Sekundärkipphebels und des damit verbundenen Druckzylinders,
sowie die Kraft einer im Druckzylinder angeordneten
Rückstellfeder, und Kräfte, die von der Reibung des Kolbens im
Druckzylinder herrühren. Um das Abheben des Primärkipphebels von
der Stoßstange zu verhindern, müssen die Ventilfedern deshalb
entsprechend steif ausgelegt werden. Nachteilig ist ferner die
aufwendige Lagerung des Sekundärkipphebels in mehreren, zum Teil
durch die Bewegung der Ventile mitgenommenen Drehlagern.
In der US-PS 46 56 977 ist ebenfalls eine
Ventilbetätigungseinrichtung zur wahlweisen Inbetriebnahme von
einem oder zwei Ventilen einer Brennkraftmaschine dargestellt.
Die Ventilbetätigungseinrichtung beinhaltet ein mehrgliedriges,
kolbenförmiges, verschiebbares Stellglied, durch das je nach
Verschiebelage die Kipphebel der Ventile bewegungsmäßig
miteinander gekoppelt oder entkoppelt sind. Die Stellbewegung
des Stellgliedes erfolgt in einer Bohrung, die sich in Richtung
der Kipphebelwelle über aneinander angrenzende Flächen der
Kipphebel hinweg erstreckt. Dabei erstrecken sich die aneinander
angrendenden Flächen parallel zur Bewegungsebene der Kipphebel.
Eine Verschiebung des Stellglieds kann deshalb nur bei gleicher
Lage der Kipphebel erfolgen. Um die Stellbewegung des
Stellglieds in günstiger zeitlicher Abfolge zur
Kipphebelbewegung zu steuern, sind auf der Nockenwelle
zusätzliche Nocken vorgesehen, die einen Schaltstift bewegen,
der seinerseits wiederum die Stellbewegungen des Stellglieds
steuert. Der zeitliche Ablauf ist dabei so gesteuert, daß
Kopplung oder Entkopplung bei geschlossenen Ventilen beginnt und
vor dem Öffnungsvorgang der Ventile abgeschlossen ist.
Nachteilig an der Anordnung des Stellglieds mit Stellbewegung
parallel zur Richtung der Erstreckung der Kipphebelwelle ist die
Notwendigkeit einer aufwendigen Mechanik mit einem Nocken und
einem Schaltstift zur Steuerung des mehrgliedrigen Stellglieds.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Ventilbetätigungseinrichtung zur Betätigung eines von zwei
Ventilen allein oder beider Ventile gemeinsam zu schaffen, die
einen raumsparenden, einfachen Aufbau besitzt, wobei die
Kipphebel geringstmöglichen Beanspruchungen ausgesetzt sind, und
zur Kopplung und Entkopplung der Ventile nur eine einfache
Steuereinrichtung benötigt wird.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Ein einfacher Aufbau der
Ventilbetätigungseinrichtung mit einfacher Lagerung der
Kipphebel in zwei bewegungsunabhängig voneinander am
Zylinderkopf abgestützten raumfesten Drehlagern wird durch die
Ausbildung der Kipphebel mit vollständig in einem Kipphebel
integrierter Stellvorrichtung erreicht. Weil sich damit bei
abgeschaltetem Ventil auch ein vollständiges Stillegen des
Sekundärkipphebels erzielen läßt, und damit keine Massenkräfte
aus Bewegungen des Sekundärkipphebels oder anderer Bauteile im
Primärkipphebel aufzunehmen sind, ist der Primärkipphebel auch
nicht stärker beansprucht als bei gemeinsamem Betrieb beider
Ventile. Die Ventilfedern müssen auch nicht steifer ausgelegt
werden, als bei einer Ventilbetätigungseinrichtung ohne
Abschaltmöglichkeit eines Ventils. Die aus einer
Stellvorrichtung mit einem als Kolben ausgebildeten Stellglied
bestehende Steuereinrichtung kann deshalb besonders einfach
ausgebildet werden, weil die Stellgliedsbewegung in
Bewegungsrichtung der Flächen erfolgt, an denen die
Stellvorrichtung angreift. Insbesondere läßt sich auch die
Kipphebelbewegung für Verschiebebewegungen des Stellglieds
nutzen. Wenn nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung die Kipphebel
übereinander liegend angeordnet werden, und die Drehlager in
einem gemeinsamen Lagerbock liegen, ergibt sich eine besonders
raumsparende Betätigungseinrichtung. In dieser Anordnung werden
auch große Hebelarme, die die Entstehung großer Biegekräfte
begünstigen, vermieden. Die bezüglich der Kompaktheit
günstigen Verhältnisse werden erreicht, wenn Drehlager und
Berührungsort zwischen den Kipphebeln untereinanderliegend
angeordnet sind. Insbesondere werden dann auch die
Relativbewegungen zwischen den Kipphebeln an ihrer
Berührungsstelle minimiert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben; es zeigt
Fig. 1 eine Ventilbetätigungseinrichtung für zwei
hintereinander liegende Ventile,
Fig. 2 die in Fig. 1 strichpunktiert eingekreiste
Einzelheit II, die eine hydraulische
Stellvorrichtung darstellt, in einer
Schaltposition, in der beide Ventile gemeinsam
betätigt werden,
Fig. 3 die Fig. 2 entsprechende Stellvorrichtung, in
einer Schaltposition, in der der Sekundärkipphebel
nicht betätigt wird.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ventilbetätigungseinrichtung
erfolgt die Betätigung zweier Ventile 9 und 10 über einen
Primär- (1) und einen Sekundärkipphebel 2. Der Primärkipphebel 1
steht in Verbindung mit einer Stoßstange 3, die durch die
Nockenwelle 4 einer Brennkraftmaschine angetrieben wird.
Primärkipphebel 1 und Sekundärkipphebel 2 sind in separaten,
raumfesten Drehlagern 5 und 6 an einem gemeinsamen Lagerbock 7
abgestützt, der auf dem Zylinderkopf 8 seitlich der Ventile 9,
10 befestigt ist. An Hebelarmen der im wesentlichen übereinander
angeordneten Primär- (1) und Sekundärkipphebel 2 sind einander
gegenüberliegende Flächen 13, 14 ausgebildet, an denen eine als
hydraulischer Druckzylinder ausgebildete Stellvorrichtung 15
angreift. Im Ausführungsbeispiel ist der Druckzylinder baulich
vollständig im Sekundärkipphebel 2 integriert. Es ist jedoch
auch denkbar, daß der Druckzylinder mit dem Primärkipphebel 1
fest verbunden ist.
Die in Fig. 1 strichpunktiert eingekreiste Einzelheit II ist in
Fig. 2 vergrößert dargestellt und zeigt die hydraulische
Stellvorrichtung 15 im Schnitt, in einer Schaltposition, in der
beide Ventile 9, 10 gemeinsam betätigt werden. Fig. 3 zeigt eine
entsprechende Ansicht der Stellvorrichtung 15 in einer
Schaltposition, in der nur das dem Primärkipphebel 1 zugeordnete
Ventil 9 betätigt wird, während das Ventil 10 geschlossen
bleibt.
Die Ventile 9, 10 werden bei gemeinsamer Betätigung von Primär-
1 und Sekundärkipphebel 2 gemeinsam geöffnet und mit Hilfe der
rückstellenden Ventilfedern 11 und 12 geschlossen. Eine
gemeinsame Betätigung der Kipphebel erfolgt, wenn die Flächen 13
und 14, an denen die Bewegungsübertragung zwischen den
Kipphebeln erfolgt, auf definiertem Abstand gehalten werden.
Dies erfolgt, wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, der Druckraum 17
der Stellvorrichtung 15 über die Druckölzulaufleitung 19 und das
Ventil 27 mit einem Druckerzeuger in Verbindung steht. Die
Entlüftungsleitung 20 ist dann durch den Kolben 31 des Ventils
30 geschlossen. Der Kolben 31 ist unter dem Druck des Drucköls
gegen die Kraft der Feder 32 über den Auslaß der
Entlüftungsleitung 20 verschoben. Die Kolbenstange des Kolbens
16 der Stellvorrichtung 15 steht in Anlage mit der Fläche 14.
Bei Betätigung des Primärkipphebels 1 erfolgt deshalb eine
Mitnahme des Sekundärkipphebels 2.
Das Abschalten des Ventils 10 erfolgt durch Stillsetzen des
Sekundärkipphebels 2. Hierzu wird, wie in Fig. 3 dargestellt,
die Druckölzulaufleitung 19 über Ventil 27 vom Druckerzeuger
getrennt. Bei Betätigung des Primärkipphebels 1 wird nunmehr der
Kolben 16 in den Zylinder hineingeschoben, wobei das Drucköl
über die Entlüftungsleitung 20 und Bohrung 22 verdrängt wird.
Der Kolben 31 des Ventils 30 ist bei druckentlasteter
Druckölzulaufleitung 19 durch die Feder 32 nach links bis zum
Anschlag verschoben, so daß das Drucköl aus dem Raum 17 direkt
in den Kurbelraum entweichen kann. Da die Kipphebel bei
eingefahrenem Kolben 16 nicht mehr miteinander in Berührung
stehen, kann die Bewegung des Primärkipphebels 1 auch nicht auf
den Sekundärkipphebel 2 übertragen werden, weshalb der
Sekundärkipphebel 2 stillsteht und Ventil 10 geschlossen bleibt.
Zum Zuschalten des Ventils 10 wird entsprechend Ventil 27 wieder
umgeschaltet. Über die Druckölzulaufleitung 19 füllt sich die
Druckkammer 17 des Zylinders mit Drucköl, während die
Entlüftungsleitung 20 geschlossen ist. Da die Füllung des
Zylinders mit Drucköl nur im kurzem Zeitraum zwischen zwei
Ventilbetätigungen vorgenommen werden kann, die Gefahr
mechanischer Beschädigungen von Zylinder oder Ventil aber
ausgeschlossen werden muß, ist die Entlastungsbohrung 21
vorgesehen. Befindet sich die Kolbenstange der Stellvorrichtung
in noch nicht vollständig ausgefahrener Position, wenn der
Primärkipphebel 1 von der Stoßstange betätigt wird, so besteht
über die Entlastungsbohrung 21 und die Ausnehmungen 23 sowie die
Bohrung 22 und Rückschlagventil 24 eine Verbindung, über die das
Drucköl aus der Zylinderkammer austritt, so daß der Kolben 16
ohne Krafteinwirkung auf den Sekundärkipphebel 2 zurückgeschoben
wird. Zwischen den beiden nächsten Ventilbetätigungen kann sich
die Druckkammer 17 dann vollständig füllen. Bei vollständiger
Füllung besteht aber keine Verbindung zwischen Bohrung 22 und
Ausnehmungen 23, was einer Starrsetzung der Stellvorrichtung 15
entspricht.
Nicht dargestellt ist der weitere Verlauf der
Druckölzulaufleitung 19 im Sekundärkipphebel 2.
Vorteilhafterweise wird das Drucköl jedoch über einen Kanal im
Sekundärkipphebel 2 und Bohrungen im Drehlager 5 geführt, von wo
aus eine Leitung zum Druckerzeuger führt. Aufgrund des Aufbaus
von Ventil 30 ergibt sich der Vorteil, daß nur ein einziger
Kanal im Primärkipphebel 1 vorgesehen werden muß. Als
Druckmittel steht das in der Brennkraftmaschine zur Schmierung
verwendete Drucköl zu Verfügung.
An der dargestellten Ventilbetätigungseinrichtung ist besonders
vorteilhaft, daß bei Abschaltung eines Ventils der
Sekundärkipphebel stillsteht, und damit auch keine Massenkräfte
vom Sekundärkipphebel 2 auf den Primärkipphebel 1 übertragen
werden, und somit auch die Beanspruchungen entsprechend niedrig
sind. Denn es ist nicht notwendig, die Ventilfedern 11, 12 wegen
der Abschaltmöglichkeit steifer auszulegen als bei einer
Betätigungseinrichtung ohne Abschaltmöglichkeit. Da sich die
Massenkräfte bei Abschaltung nicht erhöhen, besteht auch ohne
zusätzliche Maßnahme keine Gefahr, daß die Stoßstange auf dem
Nocken springt. Um die Massenkräfte am Primärkipphebel klein zu
halten, ist es, wie beschrieben, besonders günstig, die
Stellvorrichtung 15 baulich im Sekundärkipphebel 2 zu
integrieren.
Die einfache Lagerung der Kipphebel der
Ventilbetätigungseinrichtung in zwei von der Ventilbewegung
unabhängigen, raumfesten Lagern wird durch die Integration der
Stellvorrichtung 15 im Primärkipphebel 1 ermöglicht. Hieraus
ergibt sich die Möglichkeit der raumsparenden Anordnung der
Drehlager auf einer Seite des Zylinders bei kompakter Ausführung
der Kipphebel. Dabei ist auch besonders günstig, daß die
Drehlager eine gemeinsame Druckölversorgung erhalten können. Bei
geringer Bauteilvielfalt sind die Kipphebel ferner einfach und
schnell demontierbar und somit Ventile und Zylinderkopf bei
Reparaturen gut zugänglich.
Die einfache, von den Ventilen bewegungsunabhängige,
zylinderkopffeste Lagerung beider Kipphebel erlaubt auch bei
Ventilbetätigungseinrichtungen mit Abschaltmöglichkeit eines
Ventils die Verstellung der Drehachse des Sekundärkipphebels 2.
Es kann hierzu eine Exzenterbüchse vorgesehen sein, in der das
Lager angeordnet ist. Während des Betriebs der
Brennkraftmaschine kann so eine Hubveränderung eines Ventils
vorgenommen werden. Dadurch kann eine Dralloptimierung der in
den Zylinder einströmenden Luft erfolgen.
Die Ausbildung der Kipphebel und ihrer Lagerung erlaubt es auch,
im Bedarfsfall, beispielsweise für Versuchszwecke, Ventil 9 und
Ventil 10 zeitlich versetzt zu steuern. Dies kann beispielsweise
erreicht werden durch Belassung eines definierten Spalts
zwischen den Anschlagsflächen der Kipphebel. Dabei ist eine
entsprechende Dämpfung vorzusehen.
Die Ausführung der Ventilbetätigungseinrichtung erlaubt es
weiter, bei entsprechender Änderung der Kipphebel anstelle von
Ventil 10 Ventil 9 abzuschalten. Es ist dann der entsprechende
Kipphebel mit dem Ventil 10 und der Stoßstange 3 zu verbinden,
und durch geeignete Formgebung zu ermöglichen, daß eine
entsprechende Bewegungsübertragung erfolgen kann.
Aus Gründen der Raumersparnis und zur Minimierung der
Relativbewegungen zwischen den Berührungsflächen der Kipphebel
ist es vorteilhaft, die Drehachsen der Lager der Kipphebel und
die Berührungsflächen übereinander anzuordnen.
Claims (5)
1. Ventilbetätigungseinrichtung zum gemeinsamen Betätigen
zweier hintereinander liegender Ventile eines Zylinders einer
Brennkraftmaschine über eine von einer Nockenwelle angetriebene
Stoßstange, mit einem mit der Stoßstange in Verbindung stehenden
Primärkipphebel und einem Sekundärkipphebel, wobei Primär- und
Sekundärkipphebel drehbar gelagert sind, und das Drehlager für
den Primärkipphebel eine von der Ventilbewegung unabhängige
feste Raumlage besitzt, und wobei zum gemeinsamen Betrieb der
Ventile Primär- und Sekundärkipphebel mittels einer
Stellvorrichtung mit feststellbarem Stellglied bewegungsmäßig
miteinander koppelbar sind, und zur Abschaltung eines Ventils
diese Kopplung durch Aufhebung der Feststellung des Stellglieds
aufhebbar ist, und das abgeschaltete Ventil durch eine
Ventilfeder in der geschlossenen Position gehalten wird, dadurch
gekennzeichnet, daß das Drehlager (5) für den Sekundärkipphebel
(2), ebenso wie das Drehlager (6) für den Primärkipphebel (1),
eine von der Ventilbewegung unabhängige feste Raumlage besitzen,
und daß die Stellvorrichtung (15) mit ihrem Stellglied an
einander mit einem Freiraum für Lageverschiebungen
gegenüberliegenden Flächen (13, 14) an Hebelarmen von Primär-
(1) und Sekundärkipphebel (2) angreift, wobei Lageverschiebungen
der Flächen (13, 14) Verkleinerungen und Vergrößerungen des
Freiraums zwischen den Flächen (13, 14) bewirken, und daß die
Stellgliedsbewegung in Bewegungsrichtung der der
Stellvorrichtung (15) zugeordneten Flächen (13, 14) erfolgt, und
daß zum gemeinsamen Betrieb der Ventile (9, 10) bei
festgestellter Stellvorrichtung (15) das Stellglied den Freiraum
zwischen den Flächen (13, 14) überbrückt und die Hebelarme auf
konstantem Abstand zueinander hält, und durch Aufhebung der
Feststellung des Stellglieds auch eine Stillsetzung des mit dem
abgeschalteten Ventil (10) verbundenen Sekundärkipphebels (2)
erfolgt, wobei der Freiraum zwischen den Hebelarmen eine
ungehinderte Bewegung des Primärkipphebels (1) zuläßt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Primär- (1) und Sekundärkipphebel (2) im wesentlichen
übereinanderliegend angeordnet sind, und ihre Lagerung in
jeweils einem Drehlager (5, 6) an einem seitlich des Zylinders
(26) angeordneten gemeinsamen Lagerbock (7) erfolgt, der in
einer Reihe mit den Ventilen (9, 10) liegt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die an der Bewegungsübertragung beteiligten Flächen (13, 14)
unterhalb der Drehlager (5, 6) liegen.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (15) im
Sekundärkipphebel (2) baulich integriert ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (15) als hydraulischer
Druckzylinder ausgebildet ist, und als Druckmittel Drucköl der
Brennkraftmaschine Anwendung findet.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873743211 DE3743211C1 (de) | 1987-12-19 | 1987-12-19 | Ventilbetaetigungseinrichtung |
PCT/DE1988/000728 WO1989005899A1 (en) | 1987-12-19 | 1988-11-25 | Valve-actuating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873743211 DE3743211C1 (de) | 1987-12-19 | 1987-12-19 | Ventilbetaetigungseinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3743211C1 true DE3743211C1 (de) | 1989-05-24 |
Family
ID=6343051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873743211 Expired DE3743211C1 (de) | 1987-12-19 | 1987-12-19 | Ventilbetaetigungseinrichtung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3743211C1 (de) |
WO (1) | WO1989005899A1 (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3438556A1 (de) * | 1984-10-20 | 1986-04-24 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Ventilsteuerung einer aufgeladenen viertakt-brennkraftmaschine |
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Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54162019A (en) * | 1978-06-13 | 1979-12-22 | Hino Motors Ltd | Valve driver for internal combustion engine |
US4627391A (en) * | 1984-12-24 | 1986-12-09 | General Motors Corporation | Engine valve train system |
-
1987
- 1987-12-19 DE DE19873743211 patent/DE3743211C1/de not_active Expired
-
1988
- 1988-11-25 WO PCT/DE1988/000728 patent/WO1989005899A1/de unknown
Patent Citations (2)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1989005899A1 (en) | 1989-06-29 |
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