DE3935924A1

DE3935924A1 - Hydraulische ventilspiel-einstellvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3935924A1
Application number: DE3935924A
Authority: DE
Inventors: Naoto Muto
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1988-10-29
Filing date: 1989-10-27
Publication date: 1990-05-03
Also published as: GB2224326A; JPH0263003U; GB2224326B; GB8924104D0; JPH0717765Y2; US4941438A

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilmechanismus für einen Boxermotor mit zwei obenliegenden Nockenwellen, insbeson dere eine im Ventilmechanismus vorgesehene hydraulische Ventilspiel-Einstellvorrichtung.

Die Brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen weist einen Ventilmechanismus mit einem Kipphebel auf, der am einen Ende schwenkbar an der hydraulischen Ventilspiel- Einstellvorrichtung befestigt ist. Der Kipphebel wird von einem Nocken in Kippbewegungen versetzt, der an einer zen tralen Stelle des Kipphebels angreift. Bei einem Boxermotor ist das Einlaßventil jedes Zylinders so angeordnet, daß seine Achse schräg nach oben verläuft, und das Auslaßventil ist so angeordnet, daß seine Achse schräg nach unten ver läuft. Die hydraulischen Ventilspiel-Einstellvorrichtungen verlaufen ebenfalls schräg in die gleiche Richtung wie ihre entsprechenden Ventile.

Die JP-OS 59-99 012 zeigt eine hydraulische Ventilspiel- Einstellvorrichtung, bei der zwischen einem Körper und einem Kolben der hydraulischen Ventilspiel-Einstellvorrich tung eine Hochdruckkammer vorgesehen ist, während im Kolben eine Speicherkammer ausgebildet ist. Die Speicherkammer ist in Richtung zur Hochdruckkammer verjüngt ausgebildet, so daß im Öl in der Speicherkammer gebildete Gasblasen zu einer vom Einlaß eines Absperrorgans der Hochdruckkammer fernen Stelle geleitet werden können.

Wenn dabei die hydraulische Ventilspiel-Einstellvorrichtung horizontal angeordnet oder nach oben geneigt ist, kann auf grund der verjüngten Speicherkammer der Eintritt von Luft in die Hochdruckkammer verhindert werden. Wenn jedoch die hydraulische Ventilspiel-Einstellvorrichtung nach unten geneigt ist, liegt die Hochdruckkammer am oberen Teil der Speicherkammer, und die verjüngte Speicherkammer ist umge kehrt angeordnet. Infolgedessen strömt Luft in die Hoch druckkammer, so daß es notwendig ist, die Lage der Hoch druckkammer in bezug auf die Speicherkammer zu ändern.

Außerdem treten noch weitere Probleme auf: Wenn das Spiel zwischen dem Körper und dem Kolben groß ist, tritt eine große Ölmenge aus der Hochdruckkammer aus, und der Kolben gleitet wegen der seitlichen Kraft des Kipphebels nicht stabil im Körper. Um die genannten Probleme zu lösen, wird bevorzugt der Kolbendurchmesser verringert. Bei verringer tem Kolbendurchmesser wird jedoch der Durchmesser einer verwendeten Feder klein, wodurch die Federkraft vermindert wird.

Andererseits tritt bei abgestelltem Motor Öl aus der Hoch druckkammer aus. Wenn der Motor angelassen wird, wird der Kolben durch Drucköl und durch die Kolbenfeder verschoben, um den Kipphebel über einen Drehzapfen zu kippen, so daß das Ende des Kipphebels an dem Ende des Ventilschafts an greift. Wenn jedoch die Federkraft gering ist, erfolgt der Angriff des Kipphebels mit Verzögerung; infolgedessen schlägt das Ventil am Ventilsitz an, so daß ein Geräusch erzeugt wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer hydrau lischen Ventilspiel-Einstellvorrichtung für einen Ventil mechanismus, wobei die oben angegebenen Nachteile beseitigt sind.

Gemäß der Erfindung ist eine hydraulische Ventilspiel-Ein stellvorrichtung für ein Ventil einer Brennkraftmaschine vorgesehen, wobei ein Ventilschaft des Ventils zur Horizon talen geneigt ist; die Einstellvorrichtung ist gekennzeich net durch ein zylindrisches Speichergehäuse, das in einem Zylinderkopf der Maschine vorgesehen ist, durch einen im Speichergehäuse befestigten Zylinderkörper, der eine Spei cherkammer zwischen einem Unterende des Speichergehäuses und der Außenseite des Bodens des Zylinderkörpers bildet, durch einen im Zylinderkörper gleitverschiebbaren Kolben zur Bildung einer Hochdruckkammer zwischen der Innenseite des Bodens des Zylinderkörpers und dem Unterende des Kol bens, durch eine in der Hochdruckkammer angeordnete Feder, die den Kolben verschiebt, durch ein in der Hochdruckkammer angeordnetes Absperrorgan, um den Öldruck in der Kammer aufrechtzuerhalten, durch einen Drehzapfen, der im Spei chergehäuse verschiebbar angeordnet ist, um mit dem Kipp hebel in Eingriff zu gelangen, durch eine zwischen dem Kolben und dem Drehzapfen angeordnete Hilfsfeder und durch einen ersten Kanal zur Ölzufuhr zu der Speicherkammer und der Hochdruckkammer.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist im Zylinderkopf ein zweiter Kanal vorgesehen, um Luft aus der Speicherkammer abzuleiten.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine seitliche Schnittdarstellung eines Ven tilmechanismus gemäß der Erfindung für eine Brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen; und

Fig. 2 eine größere Schnittdarstellung, die hydrau lische Ventilspiel-Einstellvorrichtungen des Ventilmechanismus zeigt.

Fig. 1 zeigt einen Zylinderkopf 1 an einer von zwei Zylin derreihen eines Boxermotors. Eine Brennkammer 2 des Zylin ders steht mit einem Einlaßkanal 3 und einem Auslaßkanal 6 im Zylinderkopf in Verbindung. Ein Einlaßventil 5 verläuft in bezug auf die Horizontale schräg nach oben. Eine Ventil feder 4 ist zwischen einer Abflachung des Zylinderkopfs 1 und einem an einem Schaftende 5 b befestigten Sicherungs element angeordnet. Ein Auslaßventil 8 mit einer Feder 7 verläuft schräg nach unten. Ein Ventilmechanismus 10, der zwei obenliegende Nockenwellen umfaßt, betätigt sowohl das Einlaßventil 5 als auch das Auslaßventil 8.

In dem Ventilmechanismus 10 ist im Zylinderkopf 1 parallel mit einem Ventilschaft 5 a des Einlaßventils 5 eine hydrau lische Ventilspiel-Einstellvorrichtung 20′ angeordnet. Ein von der Ventilspiel-Einstellvorrichtung 20′ abgestützter Kipphebel 11 greift an dem Schaftende 5 b des Einlaßventils 5 und an einem mit einer Nockenwelle 12 einteiligen Nocken 12 a an. Eine hydraulische Ventilspiel-Einstellvorrichtung 20 ist im Zylinderkopf 1 parallel mit einem Schaft 8 a des Auslaßventils 8 angeordnet. Ein Kipphebel 13 greift an einem Schaftende 8 b des Auslaßventils 8 und einem Nocken 14 a einer Nockenwelle 14 an.

Nachstehend wird die hydraulische Ventilspiel-Einstellvor richtung 20 für das Auslaßventil 8 beschrieben.

Gemäß Fig. 2 ist in eine im Zylinderkopf 1 gebildete Öff nung 1 a ein zylindrisches Speichergehäuse 21 mit einer Bodenplatte im Preßsitz angeordnet. Im Speichergehäuse 21 ist ein zylindrischer Körper 22 (kurz: Zylinder) angeord net, und ein Boden des Zylinders 22 ist an einem Mitten abschnitt des Speichergehäuses 21 befestigt. Ein massiver Kolben 23 mit einem ausgesparten Boden 23 a ist im Zylinder 22 verschiebbar angeordnet. Ein Drehzapfen 24 ist im Spei chergehäuse 21 verschiebbar, und ein innerster Teil des Drehzapfens 24 greift an dem Kolben 23 an. Zwischen der Bodenplatte des Speichergehäuses 21 und der Außenseite des Bodens des Zylinders 22 ist eine Speicherkammer 25 gebil det. Zwischen der Innenseite des Bodens des Zylinders 22 und dem ausgesparten Boden 23 a des Kolbens 23 ist eine Hochdruckkammer 26 gebildet. Der Boden des Zylinders 22 hat einen Schlitz 28, der von einem Kugelventil 29 verschlossen ist, das in der Hochdruckkammer 26 angeordnet ist. Eine Schraubenfeder 27 ist zwischen dem ausgesparten Boden 23 a und dem Boden des Zylinders 22 angeordnet.

Der Zylinder 22 hat in seiner Zylinderwand eine Bohrung 22 a und eine im Außenumfang der Zylinderwand gebildete ring förmige Umfangsnut 22 b, die mit dem Schlitz 22 a in Verbin dung steht. Auf dem Zylinder 22 ist ein O-Dichtring 30 an geordnet, der den Zylinder 22 und das Speichergehäuse 21 abdichtet, so daß aus der Hochdruckkammer 26 durch die Bohrung 22 a und die Nut 22 b austretendes Öl zur Speicher kammer 25 rückgeführt wird. Zwischen dem Speichergehäuse 21 und dem Zylinder 22 ist ein Ölreservoir 31 gebildet. Dieses steht mit einem Kanal 21 a des Speichergehäuses 21 sowie mit einer im Drehzapfen 24 gebildeten Axialbohrung 24 b über eine am Boden des Drehzapfens 24 gebildete Nut 24 a in Ver bindung. Im Ölreservoir 31 ist zwischen dem äußersten Ende 22 c des Zylinders 22 und einer Ringnut 24 c im Drehzapfen 24 eine Hilfsfeder 32 zur Unterstützung der Kolbenfeder 27 angeordnet.

Im Zylinderkopf 1 ist an einem unteren Abschnitt der Öff nung 1 a ein Ölzufuhrkanal 40 gebildet, der mit einer Öl pumpe (nicht gezeigt) verbunden ist. Der Ölzufuhrkanal 40 steht mit der Speicherkammer 25 über eine im Speicherge häuse 21 gebildete Leitung 21 b in Verbindung. Ein Schmier mittelkanal 41 ist im Zylinderkopf 1 angrenzend an den Kanal 21 a gebildet und steht mit dem Kanal 21 a über eine ringförmige Nut 21 d in Verbindung, die auf dem Außenumfang des Gehäuses 21 gebildet ist.

Bei der hydraulischen Ventilspiel-Einstellvorrichtung 20 liegt die Speicherkammer 25 höher als die Hochdruckkammer 26. Infolgedessen verbleibt in der Speicherkammer 25 vor handene Luft in der oberen Ecke der Speicherkammer 25, die von der Hochdruckkammer 26 am weitesten entfernt ist. Eine Bohrung 21 c, durch die die Luft entweichen kann, ist in der oberen Ecke des Gehäuses 21 gebildet.

Die Konstruktion der hydraulischen Ventilspiel-Einstell vorrichtung 20′ für das Einlaßventil 5 gleicht derjenigen der Einstellvorrichtung 20. Ein Ölzufuhrkanal 40′ steht über einen Kanal 21′b eines Speichergehäuses 21′ mit einer Speicherkammer 25′ in Verbindung. Die Speicherkammer 25′ liegt tiefer als eine Hochdruckkammer 26′, so daß Luft in der oberen Ecke der Kammer 25′ nahe dem Boden eines Zylin ders 22′ verbleibt, wo im Speichergehäuse 21′ eine Bohrung 21′c gebildet ist. Die Bohrung 21′c steht mit einer im Zylinderkopf 1 gebildeten Nut 43 über eine auf dem Gehäuse 21′ gebildete Spiralnut 42 in Verbindung. Die Nut 43 steht ferner mit der Bohrung 21 c der Einstellvorrichtung 20 über einen Kanal 44 in Verbindung. Somit entweicht in den Spei cherkammern 25 und 25′ vorhandene Luft aus der Nut 43 zur Atmosphäre. Ein Drehzapfen 24′ und der Kipphebel 11 werden von Öl geschmiert, das durch den Kanal 44, die Nut 43, den Kanal 21′a, das Reservoir 31′, die Nut 24′a und die Axial bohrung 24′b strömt.

Nachstehend wird die Betriebsweise der hydraulischen Ven tilspiel-Einstellvorrichtungen erläutert. Bei laufendem Motor wird der Speicherkammer 25 durch den Ölzufuhrkanal 40 Öl zugeführt, um die Speicherkammer 25 mit Öl zu füllen, und eine vorbestimmte Ölmenge wirkt auf die Hochdruckkammer 26. Wenn der Drehzapfen 24 von dem Nocken 14 über den Kipp hebel 13 in Richtung zum Kolben 23 beaufschlagt wird, wird Öl in der Hochdruckkammer 26 auf einen hohen Druck gebracht und hält den Kolben 23 und den Drehzapfen 24. Somit kippt der Kipphebel 13 um den Drehzapfen 24, um das Auslaßventil 8 zu öffnen. Wenn der Grundkreis des Nockens 14 a an dem Kipphebel 13 angreift und das Auslaßventil 8 geschlossen ist, wird der Drehzapfen 24 nicht mit einer Last beauf schlagt. Der Kolben 23 und der Drehzapfen 24 werden von Drucköl in der Hochdruckkammer 26 und von der Kraft der Feder 27 verschoben, um das Volumen der Kammer 26 zu ver größern. Infolgedessen wird das Kugelventil 29 geöffnet, und Öl wird aus der Speicherkammer 25 zur Hochdruckkammer 26 geführt, um den Eingriff zwischen dem Drehzapfen 24 und dem Kipphebel 13 aufrechtzuerhalten. Das Volumen der Hoch druckkammer 26 ändert sich mit der Wärmeausdehnung des Aus laßventils 8 und nimmt die Längenänderung des Auslaßventils auf.

Öl wird dem Ölreservoir 31 durch den Schmierölkanal 41 und die Nut 24 a sowie den Kanal 24 b des Drehzapfens 24 zuge führt, um die gleitenden Teile des Drehzapfens 24 und des Kipphebels 13 zu schmieren. Das Öl wird ferner dem Raum zwischen dem Speichergehäuse 21 und dem Drehzapfen 24 zu Schmierzwecken zugeführt. Aus der Hochdruckkammer 26 aus tretendes Öl schmiert den Kolben 23 und wird dann der Speicherkammer 25 wieder zugeführt.

Das Einlaßventil 5 wird unter Einstellung durch die hydrau lische Ventilspiel-Einstellvorrichtung 20′ ebenso wie oben beschrieben betätigt, und die Einstellvorrichtung 20′ wird von dem durch das Ölreservoir 31′ und den Kanal 44 zuge führten Öl geschmiert. Luft, die in die Speicherkammern 25 und 25′ zusammen mit Öl eintritt, entweicht aus den Boh rungen 21 c und 21′c und wird aus der Nut 43 durch den Kanal 44 und die Nut 42 abgeleitet. Daher kann keine Luft in die Hochdruckkammern 26 und 26′ gelangen.

Wenn das Auslaßventil 8 zu einem Zeitpunkt gehoben wird, wenn der Motor abgeschaltet wird, dann wird die Hochdruck kammer 26 der Ventilspiel-Einstellvorrichtung 20 druckbe aufschlagt, so daß eine erhebliche Ölmenge abgeleitet wird. Eine geringe Ölmenge in der Speicherkammer 25 tritt zusam men mit Luft aus. Wenn der Motor angelassen wird und der Grundkreis des Nockens am Kipphebel 13 angreift, entfällt die den Drehzapfen 24 beaufschlagende Last. Infolgedessen werden der Drehzapfen 24 und damit der Kipphebel 13 von der Hilfsfeder 32 verschoben, bevor der Hochdruckkammer 26 Öl zugeführt wird, so daß die Verbindung zwischen dem Dreh zapfen und dem Kipphebel 13 erhalten bleibt. Da die den Kolben 23 beaufschlagende Last entfällt, wird der Kolben 23 von der Feder 27 verschoben. Somit wird der Hochdruckkammer 26 Öl zugeführt, um den Betriebszustand herzustellen. Wenn der Nocken 14 a an dem Kipphebel 13 angreift, beginnt der oben beschriebene Vorgang. Da zwischen dem Drehzapfen 24 und dem Kipphebel 13 kein Spiel vorhanden ist, wird das Auslaßventil 8 geräuschlos geschlossen.

Wenn der Motor abgestellt wird, wenn der Grundkreis des Nockens 14 a an dem Kipphebel 13 angreift, tritt kein Öl aus der Hochdruckkammer 26 aus. Daher wird in die Hochdruck kammer 26 geleitetes Öl dort gehalten, so daß keine Geräu sche auftreten.

Die Betriebsweise der hydraulischen Ventilspiel-Einstell vorrichtung 20′ entspricht derjenigen der Einstellvorrich tung 20.

Gemäß der Erfindung ist bei der hydraulischen Ventilspiel- Einstellvorrichtung für den Ventilmechanismus die Speicher kammer gegenüber einem Kolben angeordnet, und zwischen beiden ist eine Hochdruckkammer vorhanden. Wenn daher die hydraulische Ventilspiel-Einstellvorrichtung im Zylinder kopf des Motors nach oben geneigt montiert ist, kann in der Speicherkammer befindliche Luft nicht in die Hochdruckkam mer eindringen.

Der Drehzapfen ist vom Kolben getrennt vorgesehen, und die Hilfsfeder ist zwischen dem Drehzapfen und dem Kolben an geordnet. Beim Anlassen des Motors spricht daher die hydraulische Ventilspiel-Einstellvorrichtung infolge der Kraft der Hilfsfeder sehr schnell an; dadurch können Geräusche, die bei Anlage des Ventils am Ventilsitz auf treten, vermindert werden.

Claims

1. Hydraulische Ventilspiel-Einstellvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Ventilmechanismus, der wenig stens ein Ventil (5 oder 8) und einen Kipphebel (11 oder 13) aufweist, gekennzeichnet durch
ein zylindrisches Speichergehäuse (21), das in einem Zylinderkopf (1) der Maschine vorgesehen ist;
einen im Speichergehäuse (21) befestigten Zylinderkörper (22), der eine Speicherkammer (25) zwischen einem Unterende des Speichergehäuses (21) und der Außenseite des Bodens des Zylinderkörpers (22) bildet;
einen im Zylinderkörper (22) gleitverschiebbaren Kolben (23) zur Bildung einer Hochdruckkammer (26) zwischen der Innenseite des Bodens des Zylinderkörpers (22) und dem Unterende des Kolbens (23);
eine in der Hochdruckkammer (26) angeordnete Feder (27), die den Kolben (23) verschiebt;
ein in der Hochdruckkammer (26) angeordnetes Absperrorgan (29), um den Öldruck in der Kammer aufrechtzuerhalten;
einen Drehzapfen (24), der im Speichergehäuse (21) ver schiebbar angeordnet ist, um mit dem Kipphebel (13) in Ein griff zu gelangen;
eine zwischen dem Kolben (23) und dem Drehzapfen (24) angeordnete Hilfsfeder (32); und
einen ersten Kanal (21 b) zur Ölzufuhr zu der Speicher kammer (25) und der Hochdruckkammer (26).

2. Hydraulische Ventilspiel-Einstellvorrichtung nach An spruch 1, gekennzeichnet durch einen zweiten Kanal (21 c) im Zylinderkopf (1) zur Ablei tung von in der Speicherkammer (25) vorhandener Luft.

3. Hydraulische Ventilspiel-Einstellvorrichtung nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (5 oder 8) in bezug auf die Horizontale geneigt und das Speichergehäuse (21 oder 21′) parallel mit dem Ventil angeordnet ist.