DE3926804A1

DE3926804A1 - Valve drive for IC engine - makes use of spring-loaded buffer and positive connection drive

Info

Publication number: DE3926804A1
Application number: DE19893926804
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: KRIEGLER FRANZ 2000 OSTSTEINBEK DE
Current assignee: KRIEGLER FRANZ 2000 OSTSTEINBEK DE
Priority date: 1989-08-14
Filing date: 1989-08-14
Publication date: 1991-02-21

Abstract

The valve drive system is for an IC engine. It comprises a transmission element (3) supported on a double sided spring loaded spring buffer (5) and a cross bar (23) subject to the force of a spring (22). An opening spring (2) or a positive connection drive (28) pull the valve through the gas channel (46) on to a cooling seat (11). USE/ADVANTAGE - Valve drive in which with gases flowing at high speeds in the inlet and outlet channels, the valve drive components do not cause a narrowing of the gas flow path.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilantrieb für Brennkraft maschinen.The invention relates to a valve drive for internal combustion machinery.

Der Ventilantrieb soll die Ventile gemäß den auf der Nocken welle festgelegten Ventilöffnungs- und Schließzeitpunkten steuern. Es sind folgende Möglichkeiten bekannt: zwischen Nocken und Ventil verwendet manThe valve drive is designed to drive the valves according to those on the cam wave specified valve opening and closing times Taxes. The following options are known: between Cam and valve are used

a) no transmission parts: the cam presses immediately on the valve stem (tappet) or on an intermediate part (rocker arm),
b) Lever transmission: the cam moves a rocker arm and this the valve stem,
c) tappet between cam and valve;
d) tappet, bumper and rocker arm.

Die Ventile werden beim Öffnen in den Brennraum hineinge stoßen und beim Schließen von einer Feder auf ihren im Brennraum befindlichen Sitz gezogen. Die Ventile sollen für einen guten Gaswechsel lange geöffnet sein. Das Öffnen und Schließen muß verhältnismäßig langsam erfolgen, wofür ein großer Kurbelkreis-Weg erforderlich ist. Das Auslaß ventil öffnet etwa 45° vor dem unteren Totpunkt noch im Arbeitstakt, bis es sich etwa 30° nach dem oberen Totpunkt schließt. Das Einlaßventil öffnet etwa 25° vor dem oberen Totpunkt und schließt etwa 15° nach dem unteren Totpunkt. Die Größe der Zylinderfüllung (Ladungsmenge) wird durch die Liefergradverschlechterung, die durch die Ventile die durch die Ein- und Auslaßkanäle hindurchgeführt werden und die eine Kanalverengung und eine Wirbelbildung verur sachen, kleiner gehalten als das Zylindervolumen. Sie hängt außerdem auch von der Größe, der Gestaltung, der Führung und von der inneren Oberflächen-Beschaffenheit der Ansauge- und der Auslaßkanäle ab. Das Auslaßventil ist während seiner Öffnungszeit lange den sehr heißen Abgasen ausgesetzt, es wird stark aufgeheizt und während dieser Zeit nur am oberen Schaftende gekühlt. Die Warmfestigkeit der Ventile muß deshalb besonders bei Hochleistungsmotoren durch eine Panze rung und gegebenenfalls durch eine Natriumfüllung des Schaftes verbessert werden. Durch die Ventile wird nur ein Ringspalt geöffnet. Die Gase umströmen vor Durchtritt des Spaltes die Ventilteller mit Wirbelbildung. Dieses führt zu einem schlechten Gaswechsel und zu einer schlechteren Füllung. Für eine Verbesserung der Füllung kann eine Resonanzauf ladung, durch gleichlange Schwingrohre, angewendet werden. Bei dieser ist die optimale Aufladung aber nur in einem bestimmten Drehzahlbereich zu erreichen. Auch eine Aufladung durch Aufladeeinrichtungen ist in ihrer Größe, durch die den Gaswechsel behindernden Widerstände, herabgesetzt.The valves will enter the combustion chamber when opened bump and when closing a spring on their im Combustion chamber seat pulled. The valves should be open for a good gas change. The opening and closing must be done relatively slowly, for what a large crank circuit path is required. The outlet valve opens about 45 ° before bottom dead center Work cycle until it is about 30 ° after top dead center closes. The inlet valve opens approximately 25 ° before the upper one Dead center and closes about 15 ° after bottom dead center. The size of the cylinder filling (amount of charge) is determined by the Degree of delivery deterioration caused by the valves be passed through the inlet and outlet channels and which causes channel narrowing and vortex formation things kept smaller than the cylinder volume. It hangs also of size, design, leadership and the internal surface condition of the intake and the exhaust ducts. The exhaust valve is during its Long exposure to very hot exhaust fumes, it is heated up strongly and during this time only at the top Cooled shaft end. The heat resistance of the valves must therefore especially in high-performance engines by a tire tion and if necessary by a sodium filling of the shaft be improved. The valves only create an annular gap open. The gases flow around the gap Valve plate with vortex formation. This leads to one poor gas exchange and poor filling. For an improvement in the filling, a resonance can be made charge, by swing tubes of equal length. With this, the optimal charging is only in one to reach a certain speed range. Also a charge through charging devices is in size, through which resistances obstructing gas exchange.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventilan trieb zu schaffen bei dem den mit hoher Geschwindigkeit strömenden Gasen, in den Ansauge- und Auslaßkanälen, keine Ventilantriebsteile den Gasweg verengen und bei dem die Ventile auch in ihrer geöffneten Stellung ausreichend gekühlt werden.The invention has for its object a Ventilan urged to create the at high speed flowing gases, in the intake and exhaust channels, none Valve drive parts narrow the gas path and the Sufficiently cooled valves even in their open position will.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is carried out in a generic facility solved by the characterizing features of claim 1.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe sondere darin, daß die mit hoher Geschwindigkeit strömenden Gase nur durch geringfügig den Gasweg verengende Ventil antriebsteile behindert werden; und daß die Ventile in ihrer geöffneten Stellung ausreichend gekühlt werden, die Drossel verluste klein gehalten und der Liefergrad verbessert wird.The advantages that can be achieved with the invention are in particular special in that the flowing at high speed Gases only through a valve that slightly narrows the gas path drive parts are hindered; and that the valves in their the throttle in the open position losses are kept small and the delivery rate is improved.

Die Zeichnung zeigt den Erfindungsgegenstand in 3 Ausführungs beispielen, die im folgenden näher beschrieben werden. Es zeigtThe drawing shows the subject of the invention in 3 embodiment examples that are described in more detail below. It shows

Fig. 1 einen teilweisen Schnitt eines kraftschlüssigen Ventil- Schlittenriegelantriebes mit unten liegender Nockenwelle. Fig. 1 is a partial section of a non-positive valve slide bolt drive with a camshaft below.

Fig. 2 einen teilweisen Schnitt eines formschlüssigen Ventil- und Riegelantriebes. Fig. 2 is a partial section of a positive valve and bolt drive.

Fig. 3 einen teilweisen Schnitt eines formschlüssigen unten liegenden Ventil- und Riegelantriebes, in Ausführungen mit Pendel- und Schlittenführung. Fig. 3 is a partial section of a positive valve and bolt drive below, in versions with pendulum and slide guide.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird das Ventil 1 in seiner geöffneten Stellung von der Öffnungsfeder 2 mit seinem Ventiltellerrücken fest auf seinen Kühlungssitz 11 gehalten. Der Kipphebel 3 wird in dieser Stellung nur von der schwäche ren Spielausgleichfeder 6, über den Lagerring 15 und über das Kugeltellerlager 7 beaufschlagt. Er liegt mit einem Hebel arm über die Rolle 4 auf dem Steuernocken 12 und mit dem anderen über den Ausgleicher 13 auf dem Ventilschaft auf. Zwischen der Federplatte 14, die von der Pufferfeder 5 auf ein Ringlager 45 des Kipphebellagerbolzens 16 gehalten wird, ist in der Schließstellung ein kleiner Abstand zwischen der Federplatte 14 und dem Ringlager 45 des Kipphebellagerbolzens 16, und in der Öffnungsstellung, zwischen dem Kugelteller lager 7 und der Federplatte 14, das Ventilspiel 17, vor handen. Die Ölbohrung 18 ist mit ihrer Mündung in diesen Spielspalt gerichtet, so daß bei dem das Spiel überbrücken den Öffnungshub, durch hinausquetschen des Öls aus diesen Spalt, eine Geräuschdämpfung erzielt wird. Am Anfang des Schließhubes wird der Kipphebel 3 auf der Seite der Rolle 4 angehoben. Die Stützkraft der Spielausgleichfeder 6 und die der Pufferfeder 5 ist stärker als die Federkraft der Ventil öffnungsfeder 2, so daß das Ventil 1 gegen den Federdruck der Ventilöffnungsfeder 2 auf seinen Sitz 19 gestoßen wird. In the exemplary embodiment in FIG. 1, the valve 1 is held firmly in its open position by the opening spring 2 with its valve plate back on its cooling seat 11 . The rocker arm 3 is acted upon in this position only by the weak ren play compensation spring 6 , via the bearing ring 15 and the ball plate bearing 7 . He rests with a lever arm on the roller 4 on the control cam 12 and with the other on the compensator 13 on the valve stem. Between the spring plate 14 , which is held by the buffer spring 5 on a ring bearing 45 of the rocker arm bearing pin 16 , there is a small distance between the spring plate 14 and the ring bearing 45 of the rocker arm bearing pin 16 in the closed position , and between the ball plate bearing 7 and in the open position the spring plate 14 , the valve clearance 17 , before hand. The oil bore 18 is directed with its mouth into this play gap, so that in the game bridging the opening stroke, by squeezing the oil out of this gap, a noise reduction is achieved. At the beginning of the closing stroke, the rocker arm 3 is raised on the side of the roller 4 . The support force of the backlash spring 6 and that of the buffer spring 5 is stronger than the spring force of the valve opening spring 2 , so that the valve 1 is pushed against the spring pressure of the valve opening spring 2 on its seat 19 .

Das Ventil 1 erreicht seinen Sitz 19 kurz bevor der Steuer nocken 12 seinen oberen Totpunkt erreicht hat. Die minimale Resthubbewegung bis zum Totpunkt wird von der Pufferfeder 5 und von der Spielausgleichfeder 6 aufgefangen, so daß ein kleiner Spielspalt 17 entsteht. Nach Übersteuerung des oberen Totpunktes läuft die Rolle 4 auf der oberen Raste des Steuer nockens 12. Die Rolle 20 des Riegelnockens 21 hat in diesem Zeitpunkt ihren oberen Totpunkt überschritten und wird auf einer abfallenden Kurve auf die Raste des unteren Totpunktes geführt. Die Riegelfeder 22, die über den Riegel 23, über den Winkelhebel 24 und über die Stoßstange 25, die Rolle 20 auf den Riegelnocken hält, kann sich ausdehnen und schiebt den Riegeldaumen 26 für eine Verriegelung über den Kipphebel riegelsitz 27. Eine Endriegelung erfolgt formschlüssig im entgegengesetzten Ablauf kurz vor der Ventilöffnung, durch die auflaufende Kurve des Riegelnockens 21.The valve 1 reaches its seat 19 just before the control cam 12 has reached its top dead center. The minimum residual stroke movement to the dead center is absorbed by the buffer spring 5 and by the play compensation spring 6 , so that a small play gap 17 is created. After oversteering the top dead center, the roller 4 runs on the upper notch of the control cam 12th At this point, the roller 20 of the locking cam 21 has exceeded its top dead center and is being guided on a falling curve to the catch of the bottom dead center. The locking spring 22 , which holds the roller 20 on the locking cam via the locking bar 23 , the angle lever 24 and the bumper 25 , can expand and pushes the locking thumb 26 for locking via the rocker arm locking seat 27 . End locking takes place in a form-fitting manner in the opposite sequence shortly before the valve opening, through the ascending curve of the locking cam 21 .

In der Fig. 2 ist ein oben liegender, formschlüssiger Ventil- Riegelantrieb dargestellt. Der Obenantrieb 28 ist mit dem Ventil 1 direkt über die Pufferfedern 5 und mit dem Schlittenriegel 23, über den Verriegelungswinkelhebel 29, verbunden. Durch die Riegelfeder 22 wird der Verriegelungswinkelkipphebel 29 mit seiner Rolle auf den Riegelsteuernocken 31 gehalten. Durch die Riegelfeder 22 wird der Riegel 23 mit dem Riegeldaumen 26 kraftschlüssig auf das Riegelwiderlager 33 geschoben. Die minimale Resthubbewegung des Riegelsteuernockens 31, nach dem Aufsetzen des Riegeldaumens 26 auf das Riegelwiderlager 33, wird von der Riegelfeder 22 aufgefangen. Der Kipphebel 29 wird von der Feder 32 in kraftschlüssiger Kontaktauflage zwischen dem Riegelschlitten 23 und dem Riegel-Steuernocken 31, gehalten. In Fig. 2 an overhead, positive valve-bolt drive is shown. The top drive 28 is connected to the valve 1 directly via the buffer springs 5 and to the slide latch 23 via the locking angle lever 29 . By the latch spring 22 of the Verriegelungswinkelkipphebel 29 is held with its roll on the bolt control cam 31st The bolt 23 with the bolt thumb 26 is pushed non-positively onto the bolt abutment 33 by the bolt spring 22 . The minimal residual stroke movement of the bolt control cam 31 after the bolt thumb 26 has been placed on the bolt abutment 33 is absorbed by the bolt spring 22 . The rocker arm 29 is held by the spring 32 in non-positive contact between the locking slide 23 and the locking control cam 31 .

In der Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel mit formschlüssigen unten liegenden Ventil- und Riegelantrieb, in zwei Ausführungs möglichkeiten, dargestellt. Das Ventil wird von einem Kipp hebel angetrieben, der über Pendellenker 34 mit einem Feder puffer 35 und mit einem formschlüssigen Kurvenantrieb 36, verbunden ist. Der Antrieb eines Schlittenriegels 23, wird von einem formschlüssigen Kurvenantrieb 36, über eine Zahn stange 37, über ein Umlenk-Zahnradsegment 38, und über eine mit dem Riegel fest verbundene Zahnstange 39, übertragen. Die minimale Resthubbewegung des Riegels, nach Aufsetzen des Riegeldaumens 26 auf das Ventilwiderlager, wird durch die Riegelfeder 22 aufgefangen. Bei der Ausführung des Riegel antriebs mit Pendellenkern 42, 34, wird der Riegel über die an der Rolle 40 schwenkbar gelagerte Schubstange 41 und dem Winkel-Pendelhebellenker 42 und dem Pendellenker 49, über den Pendelriegel 44, bewegt.In Fig. 3, an embodiment is shown with positive valve and bolt drive below, in two execution options. The valve is driven by a rocker arm, which is connected via pendulum link 34 with a spring buffer 35 and with a positive cam drive 36 . The drive of a carriage bolt 23 is transmitted from a positive cam drive 36 , via a rack 37 , via a deflection gear segment 38 , and via a rack 39 firmly connected to the bolt. The minimal residual stroke movement of the bolt after the bolt thumb 26 has been placed on the valve abutment is absorbed by the bolt spring 22 . In the execution of the bolt drive with pendulum core 42, 34 , the bolt is moved over the pivotally mounted on the roller 40 push rod 41 and the angle pendulum arm 42 and the pendulum arm 49 , over the pendulum bolt 44 .

Claims

1. Valve drive for internal combustion engines, for controlling the valves in accordance with the valve opening and closing times defined on the camshaft, characterized in that the valve drive consists of a transmission element ( 3, 28 ) supported on a double-sided spring buffer ( 5 ), from a by a spring ( 22 ) acted on bolt ( 23, 44 ), which locks the valve closing from the gas channel side after opening; - And from an opening spring ( 2 ) - or a positive drive ( 28, 36 ) which pull the valve positively or non-positively through the gas channel ( 46 ) on the cooling seat ( 11 ), is composed.

2. Valve drive according to claim 1, characterized by bolts with a slide guide ( 47 ) and by bolts which are guided with pendulums ( 44 ).

3. Valve drive according to claim 1 and 2, characterized by a positive cam drive ( 36 ), for versions with a camshaft below.

4. Valve drive according to claim 1 to 3, characterized by a play compensation spring ( 6 ), for an uninterrupted tappet support bridging the tappet play.

5. Valve drive according to claim 1 to 4, characterized by an oil hole ( 18 ) in the valve stem, to prevent the touchdown noise in the game bridging in both directions.

6. Valve drive according to claim 1 to 5, characterized by compensators ( 13 ) for a side torque relief of the valve stem.