DE3939065A1 - Hydraulische ventilsteuervorrichtung fuer brennkraftmaschinen - Google Patents
Hydraulische ventilsteuervorrichtung fuer brennkraftmaschinenInfo
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- F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
- F01L2001/34446—Fluid accumulators for the feeding circuit
Description
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Ven
tilsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach
der Gattung des Hauptanspruchs.
Bei einer bekannten hydraulischen Ventilsteuervor
richtung der gattungsgemäßen Art (DE-OS 35 11 820)
wird über ein 3/2-Wegeventil die Druckleitung gesteu
ert, indem gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel
(Fig. 8 und 9) das Wegeventil in der einen Schalt
stellung die Druckleitung mit dem Druckraum eines
Ventilstößels und in der anderen Schaltstellung mit
dem Druckraum eines anderen Ventilstößels verbindet
und dies unter Verwendung nur eines einzigen Flüssig
keitsspeichers für beide Druckräume. Es werden also
für zwei Motoreinlaßventile je eine Steuerstellung
des Magnetventils und für beide Einlaßventile nur ein
Speicher verwendet. Die Präzision der Steuerung, d. h.
wie genau der angestrebte Öffnungszeitquerschnitt des
Motorventils erreichbar ist, hängt besonders bei
hohen Drehzahlen davon ab, wie groß das gesamte Ölvo
lumen ist, das bei der Steuerung hin und her gescho
ben werden muß und wieviele Steuerkanäle mit entspre
chenden Steuerquerschnitten durchströmt werden müs
sen. Für die Kosten und die Störanfälligkeit einer
solchen hydraulischen Ventilsteuervorrichtung ist vor
allem das Magnetventil beachtlich, wobei bei Motoren
üblicher Maximaldrehzahl die mögliche Schaltfrequenz
dieser Magnetventile bei weitem nicht ausgenutzt ist.
Hinzu kommt die Belastung für die Kosten jedes extra
Magnetventils.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden (DE-P 38 15 668.7),
bei einer gattungsgemäßen hydraulischen Ven
tilsteuervorrichtung den Speicherkolben als beweg
liches Ventilglied auszubilden, wobei die Stirnkante
des Kolbens mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, wo
durch die Verbindung zwischen Druckleitung und Spei
cherraum steuerbar ist. Der Speicherkolben dient
gleichzeitig als Anker eines stromlos offenen Magnet
ventils, so daß bei erregtem Magnet die Druckleitung
vom Speicherraum getrennt ist. Zwar ist durch diese
Lösung eine Kombination von Flüssigkeitsspeicher und
Magnetventil erreicht, bei der das gleiche Teil
einerseits als bewegliches Ventilglied des Magnetven
tils und andererseits als Speicherkolben dient, es
muß jedoch für jede Ventilsteuereinheit eine solche
"Magnetventilspeichereinheit" zur Verfügung stehen.
Die erfindungsgemäße Ventilsteuervorrichtung mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem
gegenüber den Vorteil, daß bereits ein niedriger be
stimmter Steuerdruck von der Steuerleitung her ge
nügt, um den Speicherkolben von seinem Ventilsitz ab
zuheben. Da die Steuerleitung durch das Magnetventil
gesteuert wird, wirkt sich ein Öffnen des Magnetven
tils in der unter geringem Vordruck stehenden Förder
leitung als Druckstoß des Steueröls auf den Speicher
kolben aus.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ist am Speicherkolben eine entgegen der Kraft der
Speicherfeder wirkende und vom Druck des im Druck
kanal vorhandenen Steueröls stets beaufschlagte
Druckfläche vorhanden, wobei die Kraft der Speicher
feder größer ist als die Steuerkraft zuzüglich der
durch diese Druckfläche bewirkten Vordruckkraft.
Diese unterstützende Betätigungskraft, die am Spei
cherkolben vom Druckraum her an der Druckfläche
angreift, ist dann entsprechend groß,
wenn der zugeordnete Ventilstößel gerade durch den
Antriebsnocken betätigt wird und dadurch im Druckraum
der hohe zur Einlaßventilbetätigung erforderliche
Arbeitsdruck erzeugt wird. Bei der gleichzeitigen
Beaufschlagung von mehreren Speicherkolben durch den
Steuerdruck bleibt bei dieser Ausgestaltung der Er
findung somit der Druckstoß bei all den Speicherkol
ben unwirksam, bei denen auch der Antriebsnocken des
Motorventils gerade unwirksam ist. Der Steuerdruck
auch mit Druckstoß reicht hier alleine nicht aus, um
den Speicherkolben vom Ventilsitz abzuheben. Durch
sehr einfache Weise wird damit ermöglicht, daß mehre
re Steuereinheiten gleichzeitig vom Steuerdruck be
aufschlagt werden, und trotzdem nur jene Speicherkol
ben vom Sitz abheben, bei denen auch der Ventilstößel
gerade vom Antriebsnocken betätigt wird. Da es sich
hier um ein kräfteausgewogenes System handelt, genügt
bereits ein geringerer Steuerdruck, so daß es möglich
ist mit einfachen Niederdruckmagnetventilen zu arbei
ten. Sobald der Speicherkolben einmal von seinem Sitz
abgehoben hat, wird wie bei der Grundausführung nach
Anspruch 1 seine weitere Verschiebung durch den hohen
Druck vom Druckraum her bewirkt, da nunmehr das
Steueröl über die Druckfläche hinaus die ganze Stirn
fläche des Speicherkolbens beaufschlagt. Allerdings
muß in jedem Fall der Steuerdruck recht genau einge
stellt sein, um zu dem gewünschten Zeitpunkt auch das
tatsächliche Abheben des Speicherkolbens vom Sitz zu
erzielen.
Als Ventilsteuerkante des Speicherventils dient hier
bei vorzugsweise die Bodenkante des Speicherkolbens,
die mit einem feststehenden Sitz zusammenwirkt, so
daß in der Ruhelage oder Ausgangslage des Speicher
kolbens der Druckkanal radial durch die Mantelfläche
des Speicherkolbens begrenzt wird, während der Spei
cherraum durch die Stirnfläche des Speicherkolbens
begrenzt ist. Hierfür kann beispielsweise im Bereich
des Sitzes eine Ringnut um die Mantelfläche gebildet
sein, so daß die Hydraulikflüssigkeit nach Abheben
des Speicherkolbens vom Sitz gleichmäßig von allen
Seiten in den Speicherraum strömen kann. Vorzugsweise
wird auch die Druckfläche am Speicherkolben durch
eine Stufe, in dessen Mantelfläche gebildet, so daß
der Durchmesser des Ventilsitzes etwas kleiner ist
als der Durchmesser des Speicherkolbens in seinem
radial geführten Abschnitt und wobei die sich dabei
ergebende Differenzringfläche die Druckfläche bildet.
Statt einer Sitzsteuerung kann natürlich auch eine
Schiebersteuerung dieses Speicherventils vorgesehen
sein, gemäß der erst nach Zurücklegung eines bestimm
ten Minimalweges des Speicherkolbens der Druckkanal
mit dem Speicherraum verbunden wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
zweigt vom Speicherraum eine Entlastungsleitung ab,
in welcher eine Staudrossel und möglicherweise ein
Druckhalteventil enthalten sind. Die Entlastungslei
tung ist vorzugsweise im Boden des Speicherkolbens
angeordnet ist und verbindet den Speicherraum mit dem
Speicherfederraum, so daß über das Druckhalteventil
abströmende Flüssigkeitsmengen in den grundsätzlich
druckentlasteten Speicherfederraum und von dort in
den Ölbehälter strömen können. Durch dieses Druckhal
teventil wird die Schaltpräzision zusätzlich erhöht,
da hierdurch im Speicherraum ein exakter definier
barer Steuerdruck erzielbar ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist stromauf des Magnetventils an die För
derleitung ein Vordruckspeicher angeschlossen. Durch
diesen Vordruckspeicher wird eine zusätzliche Präzi
sierung sowie Aufrechterhaltung des Steuerdrucks er
zielt, da in dem Moment, in dem das Magnetventil auf
macht, sich trotz schnellen Wegströmens einer Teil
menge zum Speicher- bzw. Steuerraum hin dieser Druck
des Vordruckspeichers fortsetzt und dort einen
definierten Druckstoß bewirkt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist das Magnetventil als 2/2-Wegeventil
ausgebildet mit dem Vorteil einer hohen Schaltfre
quenz und Betriebssicherheit bei geringem Fertigungs
aufwand.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist die Kraft der Speicherfeder geringer
als die aus Steuerdruck und Speicherkolbenboden ge
bildete, am Speicherkolben angreifende Aufsteuer
kraft, wobei gegebenenfalls der durch das Druckhalte
ventil eingestellte Steuerdruck geringer ist als
jener niedere Druck der Flüssigkeitsquelle, und es
ist die Auffülleitung durch den Speicherkolben ge
steuert, wobei die Auffülleitung nach Herstellen der
Verbindung zwischen Druckkanal und Speicherraum ge
sperrt wird und in der Ausgangslage des Speicherkol
bens wieder geöffnet ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann
diese Steuerung derart sein, daß auf der Mantelfläche
des Speicherkolbens eine Längsnut vorhanden ist, die
in stetiger Überdeckung mit einer in der den Spei
cherkolben aufnehmenden Bohrung vorhandenen Ringnut
steht und in Ruhestellung bzw. Ausgangsstellung des
Speicherkolbens mit dem Druckkanal verbunden ist, je
doch, nachdem der Speicherkolben aus seiner Ausgangs
stellung entgegen der Kraft der Speicherfeder ver
schoben wird, von dem Druckkanal getrennt wird.
Natürlich können statt einer Längsnut mehrere derar
tige Längsnuten oder auch eine Ringnut auf der Man
telfläche des Speicherkolbens angeordnet sein. Maßge
bend ist, daß die Verbindung zwischen Auffülleitung
und Druckkanal nach Abheben des Speicherkolbens von
seinem Sitz unterbrochen wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist die Förderleitung stromauf des Magnet
ventils über eine Auffülleitung mit dem Druckkanal
verbunden, wobei in der Auffülleitung ein in Richtung
Druckkanal öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist.
Hierdurch werden sich während des Betriebes einstel
lende Leckverluste ausgeglichen und es wird außerdem
ein konstanter Vordruck im Druckkanal bzw. Druckraum
eingestellt, um die Kräftebilanz zusätzlich zu präzi
sieren.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung für die selbständiger Schutz beansprucht
wird und die den Einsatz der Erfindung nur bei mehr
zylindrigen Brennkraftmaschinen betrifft, sind über
das elektronische Steuergerät die einzelnen Ventil
steuereinheiten (Magnetventile) jeweils nur bis zu
einem Antrieb von 180° Nockenwellenverdrehwinkel
(°NW) steuerbar, so daß mehrere Ventilsteuereinheiten
durch nur ein Magnetventil gesteuert werden, wobei
Überschneidungen von Steuerzeiten, also Einschaltzei
ten des Magnetventils, oberhalb von 180° NW pro Ven
til unterbunden sind. Stromab des Magnetventils ist
die Steuerleitung zu den einzelnen Steuereinheiten
verzweigt. Die Betätigungszeitabschnitte dieser
Steuereinheiten weisen also keine Überschneidungen
oberhalb von 180° Drehwinkel der Kurbelwelle (°KW) ab
Beginn des Aufsteuervorgangs der jeweiligen Steuer
einheit auf. Hierbei wird eine Eigenart der hydrau
lischen Ventilsteuereinrichtungen ausgenutzt, daß
nämlich bei zunehmenden Drehzahlen der endgültige
Schließzeitpunkt sich in Bezug auf den ablaufenden
Drehwinkel der Kurbelwelle verspätet. Diese Verzöge
rung des Schließvorgangs hängt mit den mit zunehmen
der Drehzahl steigenden Massebeschleunigungskräften
zusammen, sowie mit abnehmenden Steuerzeitabschnit
ten bei gleichbleibender Schließgeschwindigkeit
(federkraftbestimmt), wobei das mittlere Druckniveau
im Druckraum des Stößels absinkt. Bei hoher Drehzahl
entspricht die Schließgeschwindigkeit in etwa der
Nockengeschwindigkeit. Zudem ist bei hoher Drehzahl
der Einlaßschluß des Motorventils so ausgelegt, daß
er etwa 60-80° KW nach unterem Totpunkt, d. h. nach
dem Wendepunkt der Antriebsnockenbahn erreicht wird.
Hierdurch wird bei hoher Drehzahl eine maximale Lei
stung erzielt. Eine Steigerung der Leistung ist über
die Motorventilsteuerung dort nicht mehr erreichbar.
Anders ist es bei niedriger Motordrehzahl, bei der
beispielsweise bei Einlaßschluß um 180° KW durch mög
lichst Frühlegen des endgültigen Schließens des
Motorventils eine Leistungssteuerung erzielbar ist.
In jedem Fall jedoch ist bei mittleren und niederen
Drehzahlen in dem Bereich größer 180° KW kein durch
die Ventilschließfedern bewirkter Hochdruck mehr im
Druckraum oder Druckkanal vorhanden. Hierbei wird da
von ausgegangen, daß der untere Totpunkt, also der
Wendepunkt der Antriebsnockenbahn bei 120° NW liegt.
Je früher nunmehr das Motorventil schließen soll,
d. h. je früher das Speicherventil aufgesteuert wird,
desto geringer sind diese Auswirkungen der Schließ
kräfte, so daß für eine vernünftige Steuerung vor
teilhafterweise all die Steuereinheiten über eine er
findungsgemäße Ventilsteuervorrichtung über nur ein
Magnetventil steuerbar sind, bei denen es zwischen
den Ventilhüben bei diesen ersten 180° KW keine zeit
lichen Überschneidungen gibt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung sind Gruppen von Ventilsteuereinheiten nach
einer ersten Aufteilung der Steuerleitung stromab des
Magnetventils durch mindestens ein Vorwahlventil für
sich steuerbar. Dies ist besonders vorteilhaft bei
Motoren mit größeren Einlaßschließwinkeln anwendbar.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist das Vorwahlventil als 2/2-Wegeventil
ausgebildet, wobei dann entsprechend mehrere solche
Vorwahlventile parallel geschaltet sind.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist das Vorwahlventil als 3/2-Wegeventil
ausgebildet, wobei über ein 3/2-Wegeventil in Verbin
dung mit dem Steuerventil jeweils zwei Druckräume
steuerbar sind.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der
Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Ventil
steuervorrichtung eines Motoreinlaßventils mit dem
dazugehörigen Hydraulikschaltplan;
Fig. 2 einen Aus
schnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3
drei übereinander angeordnete Steuerdiagramme der
Öffnungsbewegung des Ventils;
Fig. 4 und Fig. 5 zwei
Varianten des Hydraulikschaltplans von Fig. 1;
Fig. 6
eine Variante in der Speicherkolbensteuerung mit
einem entsprechenden sowie vergrößerten Ausschnitt
aus Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße hydraulische Ven
tilsteuervorrichtung im Längsschnitt sowie als
Hydraulikschaltplan dargestellt. Diese ist zwischen
einem einen Ventilteller tragendem Ventilschaft 2 und
einem mit einer Nockenwelle 3 umlaufenden
Antriebsnocken 4 angeordnet. Der Ventilschaft 2 ist
in einem Ventilgehäuse 5 axial verschiebbar geführt
und ist in Schließrichtung des Ventils durch
Ventilschließfedern 6 und 7 belastet, wodurch der
Ventilteller 1 auf einen Ventilsitz 8 im
Ventilgehäuse 5 gepreßt wird. Der Ventilteller 1
steuert eine zwischen ihm und dem Ventilsitz 8 bei
geöffnetem Ventil gebildete Ventileinlaßöffnung 9.
Die hydraulische Ventilsteuervorrichtung weist ein in
eine Gehäusebohrung 10 des Motorventilgehäuses 5 ein
gesetztes Steuergehäuse 11 auf, in welchem eine
Federkammer 12 angeordnet ist, wobei in der Federkam
mer 12 die Ventilschließfedern 6 und 7 koaxial zuein
ander untergebracht sind. Im Steuergehäuse 11 ist von
unten her ein mit dem Ventilschaft 2 verankerter und
axial verschiebbarer sowie durch die Ventilschließ
federn 6 und 7 belasteter topfförmiger Federteller 13
eingeschoben. In einer zentralen axial durchgehenden
Bohrung 14 des Steuergehäuses 11 ist ein mit dem
Ventilschaft 2 des Einlaßventils formschlüssig zusam
menwirkender Ventilkolben 15 und über diesem ein
Arbeitskolben 16 eines Nockenkolbens 17 axial ver
schiebbar angeordnet. Der Arbeitskolben 16 ist durch
eine Rückstellfeder 18 belastet, die sich einerseits
an einer Schulter des Steuergehäuses 11 abstützt und
andererseits an einem Flansch des Arbeitskolbens 16
angreift und dadurch den Nockenkolben 17 an den
Ventilsteuernocken 4 preßt.
Zwischen den einander zugewandten Stirnflächen des
Ventilkolbens 15 und des Arbeitskolbens 16 ist in der
Gehäusebohrung 14 ein mit Öl gefüllter Druckraum 19
eingeschlossen, wobei die wirksame Länge des gesamten
Ventilstößels durch die Ölmenge bestimmt wird, die in
diesem Druckraum 19 vorhanden ist. Bei Verringern der
eingeschlossenen Ölmenge ist der wirksame Öffnungshub
des Einlaßventils geringer; bei Aufrechterhalten der
maximalen Füllung ist der Hub des Einlaßventils
maximal.
Der Druckraum 19 steht über einen Druckkanal 21 mit
einem Speicherventil 22 in Verbindung, das einen
radial dichtenden topfförmigen Speicherkolben 23 auf
weist, der durch eine Speicherfeder 24 belastet in
seiner dargestellten Ruhestellung auf einem Ventil
sitz 25 aufliegt. Die untere Stirnfläche des Spei
cherkolbens 23 begrenzt dabei einen Speicherraum 26,
während ein Teil der Mantelfläche des Speicherkolbens
23 einen diesen umgebenden Ringkanal 27 abgrenzt, in
den der Druckkanal 21 mündet.
Die Ventilsteuervorrichtung arbeitet mit einem
Hydraulikkreislauf, mit einer Förderpumpe 28, die aus
einem Ölbehälter 29 das Steueröl ansaugt und über
eine Förderleitung 31 der Ventilsteuervorrichtung
zuführt. Zur Erzielung eines bestimmten Förderdrucks
ist in einer von der Förderleitung 31 abzweigenden
und zum Ölbehälter 29 zurückführenden Leitung 32 ein
Drucksteuerventil 33 angeordnet.
Die Förderleitung 31 führt zu einem 2/2-Magnetventil
34, welches eine Steuerleitung 35 steuert, die über
ein Rückschlagventil 36 zum Speicherraum 26 führt. An
die Förderleitung 31 ist kurz vor dem Magnetventil 34
ein Vordruckspeicher 37 angeschlossen, dessen Spei
cherdruck mit dem Drucksteuerventil 33 abgestimmt ist
und der in der dargestellten Schließstellung des
Magnetventils 34 weitgehend mit Steueröl aufgefüllt
ist. Von der Steuerleitung 35 zweigen weitere Steuer
leitungen 38 ab, die zu weiteren Motorsteuerventil
einheiten des selben Motors führen, wobei diese Ein
heiten entsprechend der dargestellten ausgebildet
sind.
Von der Förderleitung 31 zweigt eine Auffülleitung 39
ab die zum Druckkanal 21 führt und in der ein zum
Druckkanal 21 hin öffnendes Rückschlagventil 41 ange
ordnet ist.
In Fig. 2 ist das Speicherventil 22 in vergrößertem
Maßstab dargestellt. Im Bereich des Ringkanals 27
weist der Speicherkolben auf seiner Mantelfläche
einen Absatz 42 auf, durch den eine in Öffnungsrich
tung dieses Ventils wirkende Druckschulter 43 ent
steht. Entsprechend ist der Durchmesser des Ventil
sitzes 25 kleiner als der Durchmesser des Speicher
kolbens 23 in seinem radialen Führungsbereich.
Durch die Speicherfeder 24 wird innerhalb des topf
förmig ausgebildeten Speicherkolbens 23 ein Feder
teller 44 einer schwachen Feder 45 auf den Speicher
kolbenboden gespannt, wobei die Feder 45 das beweg
liche Ventilglied eines Entlastungsventils 46 be
lastet, welches in einer Entlastungsleitung 47 ange
ordnet ist, die den Speicherraum 26 mit dem Speicher
federraum 48 verbindet. Die Entlastungsleitung 47 ist
hier als Drosselleitung ausgebildet, so daß sie als
Staudrossel für einen Abfluß von Steueröl aus dem
Speicherraum 26 zum Speicherfederraum 48 wirkt. Das
Entlastungsventil 46 kann zudem als Drucksteuerventil
ausgebildet sein, um so im Speicherraum 26 einen be
stimmten Vordruck aufrecht zu erhalten.
Die in Fig. 1 und 2 beschriebene Ventilsteuervorrich
tung arbeitet wie folgt: Beim Rotieren der Nockenwel
le 3 wird über den Antriebsnocken 4 der Nockenkolben
17 mit Arbeitskolben 16 entgegen der Rückstellfeder
18 nach unten verschoben und verdrängt im Druckraum
19 das Hydrauliköl nach unten. Der dabei erzeugte
Druck setzt sich einerseits über den Druckkanal 21
zum Speicherventil 22 hin fort wirkt aber vor allem
auf die obere Stirnfläche des Ventilkolbens 15, wobei
dieser einschließlich dem Ventilschaft 2 mit Ventil
teller 1 entgegen der Kraft der Ventilschließfedern 6
und 7 nach unten geschoben wird, wobei der Ventiltel
ler 1 vom Ventilsitz 8 abhebt und die Einlaßöffnung 9
freigibt, so daß entsprechend dem freigegebenen Quer
schnitt und der zur Verfügung stehenden Öffnungszeit,
also entsprechend dem Öffnungszeitquerschnitt Ver
brennungsluft in den Brennraum des Motors strömt. Die
Öffnung des Einlaßventils erfolgt synchron mit den
Saughüben des Motorkolbens, wobei wiederum in Abstim
mung mit der Zündfolge bzw. des Kurbeltriebs der
Brennkraftmaschine die einzelnen Motorventile nach
einander geöffnet werden, beispielsweise, wenn die
nebeneinander angeordneten Motorzylinder mit I bis IV
durchnummeriert sind, die Öffnungs- bzw. Zündreihen
folge sein könnte III, IV, II und zuletzt I wonach
dann wieder bei einer solchen 4-Zylinder-Brennkraft
maschine das Motorventil von Zylinder III öffnen
würde, usw.
Der vom Druckraum 19 während des Antriebs des
Öffnungsventils vorhandene, verhältnismäßig hohe
Druck überträgt sich über den Druckkanal 21 in den
Ringkanal 27 des Speicherventils 22 und beaufschlagt
dort die Druckschulter 43 am Speicherkolben 23 ent
gegen der Kraft der Speicherfeder 24. Die durch die
Fläche der Druckschulter 43 und den Druck im Ring
kanal 27 dabei entwickelte Kraft ist jedoch stets
kleiner als die Kraft der Speicherfeder 24, so daß
der Speicherkolben 23 auf dem Ventilsitz 25 verharrt.
Solange das Magnetventil 34 die dargestellte Schließ
stellung einnimmt, und der Speicherkolben 23 auf
seinem Sitz 25 verharrt, legt der Ventilteller 1
einen maximalen Öffnungshub zurück, da das vom
Arbeitskolben 16 verdrängte Hydrauliköl mangels
sonstiger Ausweichmöglichkeit den Ventilkolben 15 so
weit nach unten verschiebt wie der Arbeitskolben 16
verschoben wird, wobei der dabei zurückgelegte Weg
unmittelbar der Höhe des Antriebsnockens 4 ent
spricht.
In der Zeichnung ist die Motorventilsteuerung gerade
in einer Antriebspause dargestellt, d. h. in einer
Arbeitsstellung, in der der Grundkreis des Nockens 4
mit dem Nockenkolben 17 zusammenwirkt und wobei der
Ventilteller 1 des Einlaßventils auf seinem Ventil
sitz 8 durch die Ventilschließfedern 6 und 7 ange
trieben dichtend aufliegt. Irgendwelche während des
Betriebs entstehende Leckverluste von Hydrauliköl im
Druckraum 19 werden über die Auffülleitung 39 ausge
glichen, über die Hydrauliköl unter Förderdruck über
das Rückschlagventil 41 in den Druckkanal 21 und
damit in den Druckraum 19 strömen kann. Hierdurch
wird im Druckraum 19 ein während der Antriebspausen
stets gleicher Vordruck erzeugt und es werden außer
dem Hohlräume vermieden, die zu Steuerfehlern in
Bezug auf den Öffnungszeitpunkt aber auch den Öff
nungshub des Motorventils führen könnten.
Sobald das Magnetventil 34 umgeschaltet wird, wird
von der Förderleitung 31 her der im Vordruckspeicher
37 herrschende Förderdruck über die Steuerleitung 35
und das Rückschlagventil 36 in den Speicherraum 26
übertragen, so daß die untere Stirnfläche des Spei
cherkolbens 23 von einem Steuerdruck beaufschlagt
ist, der nur geringfügig niedriger ist als der För
derdruck in der Förderleitung 31. Dieser Steuerdruck
erzeugt in Bezug auf die beaufschlagte Stirnfläche
eine am Speicherkolben in Öffnungsrichtung wirkende
Kraft, die geringer ist als die Kraft der Speicher
feder 24. Auch wenn zu dieser Steuerkraft die Vor
druckkraft hinzukommt, die von der Ringschulter 43
des Speicherkolbens 23 ausgeht und stets vorhanden
ist, solange im Druckraum 19 der konstante Vordruck
herrscht, reicht dieses nicht aus, um die Kraft der
Speicherfeder 24 zu überwinden. Erst wenn der
Antriebsnocken 4 wirksam wird und den Arbeitskolben
16 betätigt, entsteht im Druckraum 19 ein verhältnis
mäßig hoher Arbeitsdruck, wodurch auch die aufgrund
der Schulter 43 am Kolben 23 angreifende Kraft ent
sprechend ansteigt, wird die Kraft der Speicherfeder
24 überwunden und der Speicherkolben 23 nach oben ge
schoben, wobei er aus seiner Ruhelage vom Ventilsitz
25 abhebt, so daß das Hydrauliköl vom Druckraum 19
her über den Druckkanal 21 in den Speicherraum 26
strömen kann, wobei der Arbeitsdruck des Hydrauliköls
nach Abheben des Speicherkolbens 23 vom Ventilsitz 25
die ganze untere Stirnfläche beaufschlagt und damit
eine hohe die Kraft der Speicherfeder 24 überwindende
Verstellkraft bewirkt. Demnach ist es Voraussetzung,
daß der Antriebsnocken 4 wirksam ist, d. h., daß eine
Aufsteuerung des Motorventils stattfindet, wenn der
Speicherkolben 23 verschoben werden soll. Dadurch
jedoch, daß vom Druckraum 19 ein Teil der verdrängten
Menge zum Speicherraum 26 strömt, wird der Öffnungs
hub des Motorventils entsprechend verkleinert, wo
durch auch der Öffnungszeitquerschnitt verringert
wird. Eine solche Änderung des Öffnungszeitquer
schnitts wirkt sich auf das angesaugte Luftvolumen
des Motors aus und damit unmittelbar auf die Drehzahl
des Motors. Um ein gewisses Öffnen des Motorventils
in jedem Fall zu gewährleisten, wird das Magnetventil
34 erst dann umgesteuert, wenn bereits der Öffnungs
hub des Motorventils begonnen hat, d. h., wenn durch
den Antriebsnocken 4 bereits eine Verschiebung des
Arbeitskolbens 16 begonnen hat.
Gleichzeitig mit der Steuerleitung 35 werden auch die
Steuerleitungen 38 mit Hydrauliköl unter Steuerdruck
versorgt, so daß außer dem dargestellten Speicherkol
ben 23 auch eine Reihe zu anderen Motorventilsteue
rungen des gleichen Motors gehörende Speicherkolben
mit Hydrauliköl unter Steuerdruck beaufschlagt
werden. Damit im Falle dieses Umschalten des Magnet
ventils 34 ein ausreichender Steuerdruck in all den
Steuerleitungen erhalten bleibt, dient der Speicher
37 dessen Speichervolumen entsprechend ausgelegt ist.
Während sich der Speicher in den Zeiten, in denen das
Magnetventil 34 geschlossen ist, auflädt, so daß sein
Vordruckspeicherkolben 49 die dargestellte Stellung
einnimmt, verschiebt sich bei geöffnetem Magnetventil
34 dieser Vordruckspeicherkolben weiter nach unten,
beispielsweise in die gestrichelt dargestellte Stel
lung. Hierdurch kann die Maximalleistung der Förder
pumpe 28 entsprechend geringer gehalten werden und es
wird außerdem kurzfristig eine hohe Fördermenge zur
Verfügung gestellt, so daß eine Art Druckstoß auf die
jeweils beaufschlagten Speicherkolben 23 stattfindet.
Wie oben beschrieben sind die dabei angreifenden
Kräfte von Steuerdruck, Vordruck und Federn so auf
einander abgestimmt, daß nur die Speicherkolben 23
von ihrem Sitz 25 abheben, die zusätzlich auf ihrer
Druckschulter 43 vom Arbeitsdruck beaufschlagt
werden, der nur dann auftreten kann, wenn der
Arbeitsnocken 4 auf den Arbeitskolben 16 wirkt. So
wie über die Auffülleitung 39 im Druckkanal 21 ein
konstanter Vordruck in den Arbeitspausen erzeugt
wird, in denen der Antriebsnocken nicht wirksam ist,
so wird über das Entlastungsventil 46 in Verbindung
mit deren Feder 45 im Speicherraum 26 ein ausreichen
der Auffülldruck aufrechterhalten. Sobald über die
Steuerleitung 35 nach Öffnen des Magnetventils 34
Hydrauliköl unter Steuerdruck in den Speicherraum 26
strömt, wird auch in diesem Speicherraum 26 der
Steuerdruck eingestellt, der jedoch höher ist als der
Aufsteuerdruck des Entlastungsventils 46, so daß
dieses öffnet. Da die Entlastungsleitung 47 im Spei
cherkolbenboden als Drosselleitung ausgebildet ist,
entsteht dadurch ein Stau, so daß sich im Speicher
raum 26 der Steuerdruck aufrecht erhalten kann. In
jedem Fall ist die Förderleistung der Förderpumpe 28
größer als die über alle gleichzeitig angeschlossenen
Speicherräume 26 und deren Entlastungsleitungen 47
abströmende Menge an Hydrauliköl. Sobald dann der
Arbeitsdruck vom Druckkanal 21 auf die Druckschulter
43 des Speicherkolbens 23 hinzukommt, hebt dieser
Speicherkolben 23 vom Sitz 25 ab und das Rückschlag
ventil 36 wird durch den Arbeitsdruck gesperrt, der
weit höher ist als der Steuerdruck in der Steuerlei
tung 35.
Der Speicherkolben 23 wird, wenn er einmal durch den
Arbeitsdruck vom Druckkanal her beaufschlagt ist,
entgegen der Kraft der Speicherfeder 24 verschoben.
Ab dem Augenblick, ab dem der Speicherraum 26 zum
Druckkanal 21 hin geöffnet ist, wird das unter
Arbeitsdruck vom Arbeitskolben 16 verdrängte Hydrau
liköl in diesen Speicherraum 26 verdrängt, so daß das
Einlaßventil wieder zu schließen beginnt, wobei der
Ventilschaft 2 mit dem Ventilkolben 15 nach oben ge
schoben wird und trotz der fortgesetzten Förderwir
kung des Arbeitskolbens 16 Hydrauliköl aus dem Druck
raum 19 in den Speicherraum 26 fördert. Hierdurch
wird der Öffnungshub des Ventiltellers 1 verkürzt und
damit auch der Öffnungszeitquerschnitt dieses Einlaß
ventils, wobei der Öffnungszeitquerschnitt vom Hub
aber auch von der Drehzahl bestimmt wird. Während
dieses Schließvorgangs des Ventiltellers 1 strömt
eine gewisse Menge über die Entlastungsleitung 47 und
das Entlastungsventil 46 ab, wobei jedoch diese Menge
äußerst gering ist und damit nach vorheriger Berück
sichtigung einer solchen Abflußmenge keine nachteili
ge Wirkung auf die Steuerung hat.
Sobald der Antriebsnocken 4 mit seiner Ablaufflanke
wirksam wird und der Arbeitskolben 16 wieder nach
oben bewegt wird, kann, sobald auch der Ventilteller
1 wieder auf dem Ventilsitz 8 aufliegt, der Speicher
kolben 23 mit seinem Rückhub beginnen, wobei er das
vorher aufgenommene Hydrauliköl wieder zurück in den
sich nunmehr vergrößernden Druckraum 19 fördert.
Diese Rückförderung findet auch dann statt, wenn das
Magnetventil 34 noch geöffnet ist, da der durch die
Speicherfeder 24 bewirkte Verdrängungsdruck des Spei
cherkolbens 23 weit höher ist als der Steuerdruck von
der Förderleitung 31 her. Erst wenn der Speicherkol
ben 23 auf seinem Sitz 25 aufliegt, kann über das
Rückschlagventil 36 und das Entlastungsventil 46 eine
Strömung über die Steuerleitung 35 durch den Spei
cherraum 26 stattfinden, ohne einen Einfluß auf die
Steuerung zu haben. Der Vorteil jedoch besteht darin,
daß der Zeitpunkt des Öffnens des Magnetventils 34
das Schließen des Motorventils einleitet, wobei die
weitere Schließbewegung des Motorventils durch die
Ventilschließfedern 6 und 7 bewirkt - abgesehen von
den Drücken in der Brennkammer selbst, die den Ven
tilteller 1 beaufschlagen - von der Ausweichgeschwin
digkeit des Speicherkolbens 23 bestimmt wird.
In Fig. 3 ist anhand von drei übereinander darge
stellten Diagrammen der Arbeitshubverlauf des Ven
tils für drei verschiedene Drehzahlen dargestellt. In
den Diagrammen ist über dem Drehwinkelgrad der Kur
belwelle als °KW (Abzisse) der Hub des Motorventils h
(Ordinate) dargesteltt. Das erste Diagramm a ist für
eine Motordrehzahl von 1000 U/min; das zweite Dia
gramm b entspricht einer Drehzahl 3000 U/min und das
untereste Diagramm c gilt für eine Drehzahl von 5000 U/min.
Die äußere Mantelkurve in allen drei Diagram
men entspricht dem Einlaßventil Öffnungs- und
Schließvorgang ohne Einfluß der Steuerung über das
Magnetventil 34. Die strichpunktiert dargestellte
Kurvenschar in jedem Diagramm entspricht wiederum
einer Verkürzuung des Öffnungshubs oder der Öffnungs
zeit durch die Wirkung des Magnetventils 34, d. h.
durch Öffnen desselben und wirksamwerden des Spei
cherventils 22. Während der Verlauf des Öffnungsab
schnitts der Kurven bei allen Kurven gleich ist, ist
der Schließverlauf unterschiedlich. Der Öffnungshub
abschnitt der Kurve wird allein durch den Antriebs
nocken 4 bestimmt, der immer die gleiche Öffnungswir
kung auf das Motorventil hat. Dies gilt auch für die
Schließwirkung entsprechend der Ablaufbahn des An
triebsnockens 4. Sobald jedoch das Magnetventil 34
geöffnet hat, wird der den Motorventil schließen ent
sprechende Abschnitt der Kurve durch die oben be
schriebenen Einflüsse bestimmt, vor allem durch die
Wirkung des Speicherkolbens 23.
Ein Vergleich der drei Diagramme ergibt, daß je höher
die Motordrehzahl ist desto flacher verlaufen diese
strichpunktiert dargestellten Schließkurven. Je höher
die Drehzahl ist desto mehr nähert sich die Steigung
der strichpunktiert dargestellten Schließkurven jener
Steigung der Mantelkurve an, deren Verlauf durch den
Antriebsnocken bestimmt wird. Dieser Effekt beruht
darauf, daß aufgrund der Zunahme der Massenkräfte mit
steigender Drehzahl das mittlere Druckniveau im
Druckraum 19 absinkt, wodurch die Ausgleichsbewegung
des Speicherkolbens 23 langsamer erfolgt. Diese
Eigenschaft von dieser Art hydraulischer Motorventil
steuerung beeinflußt nicht unerheblich den tatsäch
lichen Aufsteuerzeitquerschnitt des Einlaßventils.
Die durchgezogene Mantelkurve in den Diagrammen, die
in ihrem Verlauf jenem des Antriebsnockens 4 ent
spricht, ist für eine maximale Leistung bei hoher
Motordrehzahl angepaßt.
Wie aus dem Diagramm c erkennbar ist, wirkt sich eine
über das Magnetventil 34 bei 180° KW durchgeführte
Ventilsteuerung nicht mehr aus, da bei diesen hohen
Drehzahlen der Einlaßschluß mit jenem bei 240° KW
zusammenfallen würde, wie er ohne Steuerung ohnehin
stattfindet. Das heißt also, daß bei maximaler Dreh
zahl und Vollast, d. h. bei der Forderung nach einem
maximalen Zeitquerschnitt ab 180° KW eine elektrische
Steuerung des Motorventils über das Magnetventil 34
uninteressant ist und demnach nicht erforderlich ist.
Zeitquerschnittssteuerungen bei Höchstdrehzahl und
bei nierdrigerer Last bzw. Leistung wird dadurch ge
steuert, daß unterhalb von 180° KW das Magnetventil
34 entsprechend eingeschaltet wird. Bei niedrigeren
Drehzahlen hingegen könnte sich theoretisch eine
Steuerung oberhalb von 180° KW noch auswirken, nur
ist sie gerade dort nicht erforderlich. Im Bereich
bis zu 3000 U/min findet im Normalfall das Schließen
des Einlaßventils bei 180° KW statt, um die dort
erforderliche maximale Leistungsausbeute zu erhalten.
Beim Diagramm a entspricht das einem Umschalten des
Magnetventils 34 bei etwa 160° KW und bei 3000 U/min
entsprechend Diagramm b bei 130° KW.
Bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen finden bekannt
lich pro Umdrehung der Kurbelwelle mehrere Explo
sionshübe statt, beispielsweise bei einer Vier-Zylin
der-Brennkraftmaschine zwei derartige Explosionshübe.
Bei einer 4-Zylinder-Brennkraftmaschine finden somit
die vier Explosionshübe der vier Zylinder innerhalb
von zwei Umdrehungen statt. Eine übliche Zündfolge
ist beispielsweise die gemäß der nebeneinander ange
ordneten Motorzylinder drei - vier - zwei - eins. Da
wie in Fig. 3 dargestellt die Aufsteuerung eines
Motorventils über 240° KW gehen kann, ergibt sich
dadurch eine Überschneidung jeweils ab 180° KW. So
lange die einzelnen Motorventile unabhängig von ein
ander gesteuert sind, spielt dieses keine Rolle. Ge
mäß einer Ausgestaltung der Erfindung sollen jedoch
mehrere Motorventile mit nur einem Magnetventil 34
gesteuert werden. Dadurch, daß wie oben erläutert,
der Bereich oberhalb von 180° KW für die Steuerung
uninteressant ist, wird erfindungsgemäß die Steuerung
so ausgelegt, daß nur bis 180° KW das Magnetventil 34
aufgesteuert wird. Hierdurch ist es theoretisch mög
lich, mit nur einem Magnetventil alle vier Motor
zylinder zu steuern, in dem pro Umdrehung mindestens
zweimal das Magnetvnetil aufgesteuert wird und wobei
nur immer das Speicherventil 22 von seinem Sitz 25
abhebt, bei dessen zugeordneten Motorventil gerade
der Nocken 4 wirksam ist. Da in den verbleibenden
180° bis 240° KW keine Steuerung erforderlich ist,
kann eine Überschneidung gar nicht stattfinden. Bei
manchen Motoren, die eine höhere Zylinderzahl haben
oder auch einen größeren Einlaßschlußwinkel nach dem
unteren Totpunkt des Motorventils ist es sinnvoll,
bei einem 4-Zylinder-Motor zwei Motorventilsteuerein
heiten über je ein Magnetventil zu schalten. So sind
nach der Variante in Fig. 4 dem Magnetventil 34 und
entsprechender Aufzweigung der Steuerleitung 35 in
jeder der zwei Steuerleitungen 38 wiederum ein 2/2-
Magnetventil 51 angeordnet, wobei stromab dieser
Magnetventile 51, die Steuerleitungen 38 weiter auf
gezweigt sind, um zu den einzelnen Motorventilsteuer
einheiten zu führen.
In Fig. 5 mündet die Steuerleitung 35 des Magnetven
tils 34 in den Eingang eines 3/2-Magnetventils 52,
dessen Ausgänge wiederum zu den Steuerleitungen 38
führen, die in sich dann wieder aufgezweigt zu den
einzelnen Motorventilsteuereinheiten führen.
In Fig. 6 ist eine Variante für die Steuerung der
Auffülleitung 39 dargestellt, wobei die Mündung der
Auffülleitung 39 stromab des Rückschlagventils 42
durch den Speicherkolben 23 erfolgt. Die Auffüllei
tung 39 mündet hierfür in eine Ringnut 53 in der
Bohrungswand, in der der Speicherkolben 23 radial
dichtend geführt ist, wobei diese Ringnut 53 über
eine in der Länge begrenzte Längsnut 54 in der darge
stellten Ruhelage des Speicherkolbens 23 mit dem
Druckkanal 21 verbunden ist. Hierdurch kann in dieser
Ruhelage des Speicherkolbens 23 eine ungehinderte
Auffüllung des Druckkanals 21 und damit des Druck
raums erfolgen. Sobald dann der Speicherkolben 23 von
seinem Sitz abgehoben hat, wird die Längsnut 54 durch
das Verschieben des Speicherkolbens 23 von dem Druck
kanal 21 getrennt, so daß in einer solchen Verschie
bestellung kein Hydrauliköl von der Auffülleitung 39
her in den Druckkanal 21 gelangen kann. Hierdurch
kann die Druckbilanz im Steuersystem verfeinert
werden, so daß auch bei hoher Drehzahl und einem ent
sprechend geringeren Arbeitsdruck keine Fehlsteuerun
gen dadurch stattfinden, daß das Speicherventil 22
ungewünscht öffnet. Die Kraft, die durch die Spei
cherfeder 24 am Speicherkolben 23 angreift, kann dann
geringer sein als die an dem Speicherkolben 23 in
Öffnungsrichtung angreifende, die durch den Vordruck
bewirkt wird, wenn er die gesamte Stirnfläche beauf
schlagt. Sobald jedoch der Speicherkolben 23 auf dem
Sitz 25 aufliegt, kann sich in dem Speicherraum 26
nur noch ein Druck einstellen, wie er durch das Ent
lastungsventil 46 bestimmt wird und der in jedem Fall
wesentlich niedriger ist als der Steuerdruck bzw.
konstante Vordruck im Druckkanal 21. Diese Situation
ändert sich natürlich, wenn das Magnetventil 34 um
schaltet und über die Steuerleitung 35 Hydrauliköl
unter Steuerdruck in den Speicherraum 26 strömt und
den Speicherkolben 23 vom Sitz 25 abhebt, so daß
wiederum die ganze Stirnfläche vom Arbeitsdruck
beaufschlagbar ist.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprü
chen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination
miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszahlenliste
1 Ventilteller des Einlaßventils
2 Ventilschaft
3 Nockenwelle
4 Antriebsnocken
5 Motorventilgehäuse
6 Ventilschließfeder
7 Ventilschließfeder
8 Ventilsitz
9 Ventileinlaßöffnung
10 Gehäusebohrung
11 Steuergehäuse
12 Federkammer
13 Federteller
14 Steuergehäusebohrung
15 Ventilkolben
16 Arbeitskolben
17 Nockenkolben
18 Rückstellfeder
19 Druckraum
20
21 Druckkanal
22 Speicherventil
23 Speicherkolben
24 Speicherfeder
26 Speicherraum
27 Ringkanal
28 Förderpumpe
29 Ölbehälter
30
31 Förderleitung
32 Leitung
33 Drucksteuerventil
34 2/2-Magnetventil
35 Steuerleitung
36 Rückschlagventil
37 Vordruckspeicher
38 Steuerleitung
39 Auffülleitung
40
41 Rückschlagventil
42
43 Druckschulter
44 Federteller
45 Feder
46 Entlastungsventil
47 Entlastungsleitung
48 Speicherfederraum
49 Vordruckspeicherkolben
50
51 2/2-Magnetventil
52 3/2-Magnetventil
53 Ringnut
54 Längsnut
°NW Drehwinkelgrad
Nockenwelle
°KW Drehwinkelgrad
Kurbelwelle
h Ventilhub
2 Ventilschaft
3 Nockenwelle
4 Antriebsnocken
5 Motorventilgehäuse
6 Ventilschließfeder
7 Ventilschließfeder
8 Ventilsitz
9 Ventileinlaßöffnung
10 Gehäusebohrung
11 Steuergehäuse
12 Federkammer
13 Federteller
14 Steuergehäusebohrung
15 Ventilkolben
16 Arbeitskolben
17 Nockenkolben
18 Rückstellfeder
19 Druckraum
20
21 Druckkanal
22 Speicherventil
23 Speicherkolben
24 Speicherfeder
26 Speicherraum
27 Ringkanal
28 Förderpumpe
29 Ölbehälter
30
31 Förderleitung
32 Leitung
33 Drucksteuerventil
34 2/2-Magnetventil
35 Steuerleitung
36 Rückschlagventil
37 Vordruckspeicher
38 Steuerleitung
39 Auffülleitung
40
41 Rückschlagventil
42
43 Druckschulter
44 Federteller
45 Feder
46 Entlastungsventil
47 Entlastungsleitung
48 Speicherfederraum
49 Vordruckspeicherkolben
50
51 2/2-Magnetventil
52 3/2-Magnetventil
53 Ringnut
54 Längsnut
°NW Drehwinkelgrad
Nockenwelle
°KW Drehwinkelgrad
Kurbelwelle
h Ventilhub
Claims (14)
1. Hydraulische Ventilsteuervorrichtung für Brenn
kraftmaschinen
- - mit einem durch den Antriebsnocken einer Motor nockenwelle über einen Ventilstößel axial ange triebenen Motorventil
- - mit einem die wirksame Länge des Ventilstößels bestimmenden mit Öl gefüllten Druckraum änder baren Volumens
- - mit einem über eine Druckleitung mit dem Druck raum verbindbaren und einen federbelasteten, stirnseitig einen Speicherraum begrenzenden Speicherkolben aufweisenden Flüssigkeits speicher
- - und mit einem über ein Motorkenngrößen verar beitendes elektronisches Steuergerät ange steuertes Magnetventil zur Steuerung der Druck leitung dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Speicherkolben (23) als bewegliches Ventilglied die Verbindung zwischen dem Druck kanal (21) und dem Speicherraum (26) steuert,
- - daß eine Steuerleitung (35) für Steueröl unter bestimmtem Steuerdruck in den Speicherraum (26) mündet, die durch das Magnetventil (34) gesteu ert ist, und die ein in Richtung Speicherraum (26) öffnendes Rückschlagventil (36) enthält,
- - und daß die durch die Speicherfeder (24) am Speicherkolben (23) angreifende Federkraft größer ist als die durch den Steuerdruck am Speicherkolben (23) angreifende Steuerkraft jedoch geringer ist als die Betätigungskraft, die dann erzeugt wird, wenn die Stirnfläche des Speicherkolbens (23) durch den Arbeitsdruck vom Druckraum her beaufschlagt wird, wenn der Ven tilstößel durch den Antriebsnocken (4) in Öff nungsrichtung betätigt wird.
2. Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß am
Speicherkolben (23) eine entgegen der Kraft der
Speicherfeder (24) wirkende und vom Druck in
Druckkanal (21) stets beaufschlagte Druckfläche
(43) vorhanden ist, und daß die Kraft der Spei
cherfeder (24) größer ist als die Steuerkraft zu
züglich der durch diese Druckfläche bewirkten
Vordruckkraft.
3. Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
vom Speicherraum (26) eine Entlastungsleitung
(47) abzweigt, in welcher eine Staudrossel ent
halten ist.
4. Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 3, da
durch gekennzeichnet, daß die
Entlastungsleitung (47) durch ein Druckhalteven
til (46) gesteuert ist.
5. Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Entlastungsleitung (47) im Boden des Spei
cherkolbens (23) angeordnet ist und den Speicher
raum (26) mit dem Speicherfederraum (48) verbin
det.
6. Ventilsteuervorrichtung nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß stromauf des Magnetventils
(34) an die Förderleitung (31) für das Steueröl
ein Vordruckspeicher (37) angeschlossen ist.
7. Ventilsteuervorrichtung nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Magnetventil (34) als
2/2-Magnetventil ausgebildet ist.
8. Ventilsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche
4 bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Kraft der Speicherfeder (24) ge
ringer ist als die aus Steuerdruck und Speicher
kolbenboden gebildete Aufsteuerkraft und daß die
Auffülleitung (39) durch den Speicherkolben (23)
gesteuert ist, wobei die Auffülleitung (39) nach
Herstellen der Verbindung zwischen Druckkanal
(21) und Speicherraum (26) gesperrt wird (Fig.
6).
9. Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 8, da
durch gekennzeichnet, daß auf
der Mantelfläche des Speicherkolbens (23) eine
Längsnut (54) vorhanden ist, die in stetiger
Überdeckung mit einer in der den Speicherkolben
(23) aufnehmenden Bohrung vorhandenen Ringnut
(53) steht und in Ruhestellung mit dem Druckkanal
(21) verbunden ist, jedoch nachdem der Speicher
kolben (23) entgegen der Kraft der Speicherfeder
(24) verschoben wird von dem Druckkanal (21)
getrennt wird.
10. Ventilsteuervorrichtung nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Druckkanal (21) über
eine Auffülleitung (39) mit einer unter Steuer
druck stehenden Versorgungsleitung (31) verbunden
ist und daß in der Auffülleitung (39) ein in
Richtung Druckkanal (21) öffnendes Rückschlagven
til (41) angeordnet ist.
11. Ventilsteuervorrichtung insbesondere nach einem
der vorhergehenden Ansprüche für eine Mehrzylin
der-Brennkraftmaschine, dadurch ge
kennzeichnet, daß über ein elektroni
sches Steuergerät die einzelnen Ventilsteuerein
heiten (Magnetventile (34)) jeweils nur bis zu
einem Antrieb von 180° Kurbelwellenverdrehwinkel
(°KW) steuerbar sind, so daß mehrere Ventilsteu
ereinheiten durch nur ein Magnetventil (34) ge
steuert werden und wobei Überschneidungen von
Steuerzeiten (Einschaltzeiten des Magnetventiles
(34)) oberhalb von 180° KW pro Ventil unterbunden
sind.
12. Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 11, da
durch gekennzeichnet, daß
Gruppen von Ventilsteuereinheiten nach einer
ersten Aufteilung der Steuerleitung stromab des
Magnetventils 34 durch mindestens ein Vorwahlven
til 51, 52 steuerbar sind (Fig. 4 oder 5).
13. Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 12, da
durch gekennzeichnet, daß das
Vorwahlventil als 2/2-Wegeventil 51 ausgebildet
ist.
14. Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 12, da
durch gekennzeichnet, daß als
Vorwahlventil ein gleichzeitig eine Aufteilung
bewirkendes 3/2-Wegeventil dient.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3939065A DE3939065A1 (de) | 1989-11-25 | 1989-11-25 | Hydraulische ventilsteuervorrichtung fuer brennkraftmaschinen |
JP2514225A JPH04502660A (ja) | 1989-11-25 | 1990-10-26 | 内燃機関に用いられるハイドロリック式の弁制御装置 |
DE90915296T DE59004044D1 (de) | 1989-11-25 | 1990-10-26 | Hydraulische ventilsteuervorrichtung für brennkraftmaschinen. |
EP90915296A EP0455761B1 (de) | 1989-11-25 | 1990-10-26 | Hydraulische ventilsteuervorrichtung für brennkraftmaschinen |
PCT/DE1990/000817 WO1991008385A1 (de) | 1989-11-25 | 1990-10-26 | Hydraulische ventilsteuervorrichtung für brennkraftmaschinen |
US07/730,792 US5263441A (en) | 1989-11-25 | 1990-10-26 | Hydraulic valve control apparatus for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3939065A DE3939065A1 (de) | 1989-11-25 | 1989-11-25 | Hydraulische ventilsteuervorrichtung fuer brennkraftmaschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3939065A1 true DE3939065A1 (de) | 1991-05-29 |
Family
ID=6394204
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3939065A Withdrawn DE3939065A1 (de) | 1989-11-25 | 1989-11-25 | Hydraulische ventilsteuervorrichtung fuer brennkraftmaschinen |
DE90915296T Expired - Fee Related DE59004044D1 (de) | 1989-11-25 | 1990-10-26 | Hydraulische ventilsteuervorrichtung für brennkraftmaschinen. |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE90915296T Expired - Fee Related DE59004044D1 (de) | 1989-11-25 | 1990-10-26 | Hydraulische ventilsteuervorrichtung für brennkraftmaschinen. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5263441A (de) |
EP (1) | EP0455761B1 (de) |
JP (1) | JPH04502660A (de) |
DE (2) | DE3939065A1 (de) |
WO (1) | WO1991008385A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4101117A1 (de) * | 1991-01-16 | 1992-07-23 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Fremdkraftbetaetigtes, insbesondere elektrisch- bzw. magnetbetaetigtes wege-sitzventil |
DE4206696C2 (de) * | 1992-03-04 | 2000-12-14 | Bosch Gmbh Robert | Hydraulische Ventilsteuervorrichtung für Motorventile |
LU90889B1 (en) * | 2002-02-04 | 2003-08-05 | Delphi Tech Inc | Hydraulicv control system for a gas exchange valve of an internal combustion engine |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5373817A (en) * | 1993-12-17 | 1994-12-20 | Ford Motor Company | Valve deactivation and adjustment system for electrohydraulic camless valvetrain |
US5829397A (en) * | 1995-08-08 | 1998-11-03 | Diesel Engine Retarders, Inc. | System and method for controlling the amount of lost motion between an engine valve and a valve actuation means |
AUPN678395A0 (en) * | 1995-11-23 | 1995-12-14 | Mitchell, William Richard | Hydraulically or pneumatically actuated electronically controlled automotive valve system |
ITTO980060A1 (it) * | 1998-01-23 | 1999-07-23 | Fiat Ricerche | Perfezionamenti ai motori a combustione intenra con valvole ad azionam ento variabile. |
GB9906504D0 (en) * | 1999-03-23 | 1999-05-12 | Csa Performance Ltd | Valve actuation means |
US6135073A (en) * | 1999-04-23 | 2000-10-24 | Caterpillar Inc. | Hydraulic check valve recuperation |
DE19949514C2 (de) | 1999-10-14 | 2001-10-18 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zum schnellen Druckaufbau in einer durch eine Förderpumpe mit einem Druckmedium versorgten Einrichtung eines Kraftfahrzeugs |
ITTO20010269A1 (it) * | 2001-03-23 | 2002-09-23 | Fiat Ricerche | Motore a combustione interna, con sistema idraulico di azionamento variabile delle valvole, e mezzi di compensazione delle variazioni di vol |
ITTO20010270A1 (it) * | 2001-03-23 | 2002-09-23 | Fiat Ricerche | Motore a combustione interna con sistema idraulico di azionamento variabile delle valvole e punteria a doppio stantuffo. |
DE10140941A1 (de) | 2001-08-21 | 2003-03-20 | Bosch Gmbh Robert | Ventilmechanismus mit einem variablen Ventilöffnungsquerschnitt |
DE10140952A1 (de) | 2001-08-21 | 2003-03-20 | Bosch Gmbh Robert | Ventilmechanismus mit einem variablen Ventilöffnungsquerschnitt |
DE10140919A1 (de) | 2001-08-21 | 2003-03-20 | Bosch Gmbh Robert | Ventilmechanismus mit einem variablen Ventilöffnungsquerschnitt |
DE10231143B4 (de) * | 2002-07-10 | 2004-08-12 | Siemens Ag | Verfahren zum Steuern des Ventilhubes von diskret verstellbaren Einlassventilen einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine |
JP2004197588A (ja) * | 2002-12-17 | 2004-07-15 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の動弁装置 |
FI117348B (fi) * | 2004-02-24 | 2006-09-15 | Taimo Tapio Stenman | Hydraulinen laitejärjestely polttomoottorin venttiilien toiminnan ohjaamiseksi |
DE102010018209A1 (de) * | 2010-04-26 | 2011-10-27 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Hydraulikeinheit für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit hydraulisch variablem Gaswechselventiltrieb |
KR20120017982A (ko) * | 2010-08-20 | 2012-02-29 | 현대자동차주식회사 | 전기-유압 가변 밸브 리프트 장치 |
JP6003439B2 (ja) * | 2012-09-18 | 2016-10-05 | アイシン精機株式会社 | 弁開閉時期制御装置 |
SE540359C2 (sv) * | 2013-10-16 | 2018-08-07 | Freevalve Ab | Förbränningsmotor |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3135650A1 (de) * | 1981-09-09 | 1983-03-17 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | "ventilsteuerung fuer hubkolben-brennkraftmaschinen mit mechanisch-hydraulischen bewegungsuebertragungsmitteln" |
JPH0612058B2 (ja) * | 1984-12-27 | 1994-02-16 | トヨタ自動車株式会社 | 可変バルブタイミング・リフト装置 |
DE3511820A1 (de) * | 1985-03-30 | 1986-10-02 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Ventilsteuervorrichtung fuer eine hubkolben-brennkraftmaschine |
DE3511819A1 (de) * | 1985-03-30 | 1986-10-09 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Ventilsteuervorrichtung |
DE3532549A1 (de) * | 1985-09-12 | 1987-03-19 | Bosch Gmbh Robert | Ventilsteuervorrichtung |
DE3815668A1 (de) * | 1988-05-07 | 1989-11-16 | Bosch Gmbh Robert | Ventilsteuervorrichtung mit magnetventil fuer brennkraftmaschinen |
US4930465A (en) * | 1989-10-03 | 1990-06-05 | Siemens-Bendix Automotive Electronics L.P. | Solenoid control of engine valves with accumulator pressure recovery |
-
1989
- 1989-11-25 DE DE3939065A patent/DE3939065A1/de not_active Withdrawn
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4101117A1 (de) * | 1991-01-16 | 1992-07-23 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Fremdkraftbetaetigtes, insbesondere elektrisch- bzw. magnetbetaetigtes wege-sitzventil |
DE4206696C2 (de) * | 1992-03-04 | 2000-12-14 | Bosch Gmbh Robert | Hydraulische Ventilsteuervorrichtung für Motorventile |
LU90889B1 (en) * | 2002-02-04 | 2003-08-05 | Delphi Tech Inc | Hydraulicv control system for a gas exchange valve of an internal combustion engine |
WO2003067035A1 (en) * | 2002-02-04 | 2003-08-14 | Delphi Technologies, Inc. | Hydraulic control system for a gas exchange valve of an internal combustion engine |
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