DE4117566A1 - Ventilsteuerung fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Ventilsteuerung dieser Art (JP-A 59-1 13 512) werden drei Einlaßventile von einem Nocken über einen Schlepphebel betätigt, der sich über ein Ventilspiel-Ausgleichselement am Zylinderkopf abstützt. Nachteilig ist hierbei, daß das Ventilspiel der einzel­ nen, von dem Schlepphebel betätigten Ventile nicht für sich eingestellt wird, so daß keine Gewähr dafür gegeben ist, daß alle Ventile das gleiche Ventilspiel haben. Dieser Nachteil könnte dadurch vermieden werden, daß für jedes Ventil ein Spielausgleichselement im Schlepphebel angeordnet wird. Dies hat aber wiederum den Nachteil, daß das Gewicht des Schlepphebels beträchtlich erhöht wird. Außerdem ist die Druckölver­ sorgung der derart angeordneten Spielausgleichselemente nicht unproblematisch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventil­ steuerung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der ein hydraulischer Ausgleich des Ventilspiels jedes einzelnen Ventils mit verhältnismäßig geringem Aufwand ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag können die hydrau­ lischen Ventilspiel-Ausgleichselemente, verglichen mit den üblichen hydraulischen Tassenstößeln, einen ver­ hältnismäßig kleinen Durchmesser und damit eine geringe Masse aufweisen, da sie nicht direkt von dem Nocken be­ aufschlagt werden. Durch die Führung der Ventilspiel- Ausgleichselemente in einem lösbar am Zylinderkopf angebrachten Lagerkörper können die Ventile mit ihren Ventilfedern vor der Anbringung des Lagerkörpers prob­ lemlos in den Zylinderkopf eingesetzt werden. Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, daß bei dem erfin­ dungsgemäßen Vorschlag im Gegensatz zu den üblichen Tassenstößeln der Durchmesser des Ventilspiel-Aus­ gleichselementes kleiner ist als der Durchmesser des Ventilfedertellers.

Das Ventilspiel-Ausgleichselement kann in üblicher Weise einen Zylinder und einen darin verschiebbaren Kolben aufweisen, die zusammen eine Hochdruckkammer begrenzen, der durch ein Rückschlagventil mit einem Speicherraum verbunden ist, welcher mit dem Drucköl- Zuflußkanal zumindest zeitweise in Verbindung kommt.

Wie im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben, sollen zumindest die Ausgleichselemente für die gemeinsam be­ tätigbaren Ventile in einem Lagerkörper geführt sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Ventil­ spiel-Ausgleichselemente aller in einer gemeinsamen Ebene liegenden Ventile in einem gemeinsamen Lager­ körper zu führen. Dadurch wird der Aufbau und die Montage des Zylinderkopfes vereinfacht.

Zur Verringerung der Reibungsverluste ist es zweck­ mäßig, daß der Schwenkhebel eine der Anzahl der zu betätigenden Ventile entsprechende Anzahl von vorzugs­ weise nadelgelagerten Rollen aufweist, die mit den Ventilschäften zusammenwirken.

Der erfindungsgemäße Vorschlag ist mit Vorteil bei einer variablen Ventilsteuerung einsetzbar, bei welcher der Nocken einen in Axialrichtung sich ändernden Quer­ schnitt aufweist und die Nockenwelle axial verschiebbar ist, wobei die mit dem Nocken zusammenwirkende Ober­ seite des Schwenkhebels an einem Zwischenglied vorge­ sehen ist, das um eine zur Schwenkachse des Schwenk­ hebels senkrechte Achse schwenkbar im Schwenkhebel ge­ lagert ist. Eine ähnliche Anordnung, allerdings ohne Schwenkhebel, ist aus der EP 02 63 794 bekannt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Teil-Querschnitt eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 das hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselement im Längsschnitt und in größerem Maßstab, und

Fig. 4 eine Abwandlung des hydraulischen Ventilspiel- Ausgleichselements von Fig. 1 im Längsschnitt.

In Fig. 1 ist mit 1 der Zylinderkopf einer Hubkolben- Brennkraftmaschine bezeichnet, der im Ausführungsbei­ spiel pro Zylinder drei Einlaßventile 2 aufweist, von denen in Fig. 1 nur eines sichtbar ist und in Fig. 2 nur die Ventilschäfte 3 mit den zugehörigen Ventil­ federtellern 4 und den Ventilfedern 5 dargestellt sind. Die drei einem Zylinder zugeordneten Einlaßventile 2 werden über einen gemeinsamen Schlepphebel 6 von einem Nocken 7 einer Nockenwelle 8 entgegen der Wirkung der Ventilfedern 5 im Öffnungssinn betätigt. Der Schlepp­ hebel 6 ist am einen Ende über eine Achse 9 schwenkbar in einem Lagerbock 10 gelagert und trägt an seinem anderen Ende eine Achse 11, auf der für jedes Ventil eine Rolle 12, vorzugsweise über ein Kugel- oder Nadel­ lager, gelagert ist. Zwischen jeder Rolle 12 und dem zugehörigen Ventilschaft 3 ist ein hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichselement 13 angeordnet, das ver­ schiebbar in einer Bohrung 14 in einem Lagerkörper 15 geführt ist, der mittels Schrauben 16 an dem Zylinder­ kopf 1 angeschraubt ist. Das in Fig. 3 im einzelnen dargestellte Ventilspiel-Ausgleichselement 13 weist einen Zylinder 17 auf, der an seinem unteren Ende durch eine Wand 18 abgeschlossen ist und in dessen anderes Ende verschiebbar ein Kolben 19 eintaucht, der eine Hochdruckkammer 20 begrenzt, die durch ein federbe­ lastetes Rückschlagventil 21 mit einem Speicherraum 22 in der Wand 18 in Verbindung steht. Der Speicherraum 22 kommt seinerseits über eine Bohrung 23 in der Wand 18, eine Ringnut 24 in der Umfangswand des Zylinders 17 und eine Bohrung 25 im Lagerkörper 15 periodisch mit einem Drucköl-Zuflußkanal 26 in Verbindung, der sich in Längsrichtung durch den Lagerkörper 15 erstreckt und mit allen im Lagerkörper 15 geführten Spielausgleichs­ elementen 13 in Verbindung steht. Die Feder 27 des Rückschlagventils 21 stützt sich auf einem Federteller 28 ab, der sich in einem Hohlzylinder 29 fortsetzt, dessen Innenraum einen Teil der Hochdruckkammer 20 bildet und der mit der Innenwand 30 des Kolbens 19 einen Kanal 31 begrenzt. Der Kanal 31 steht über eine Öffnung 32 in der Wand des Kolbens mit dem Spalt zwischen Kolben und Zylinder in Verbindung. Dadurch wird die Hochdruckkammer 20 beim Einwärtshub des Kolbens 19 entlüftet. Die Rolle 12 stützt sich auf dem Kolben 19 ab, während die Wand 18 des Zylinders 17 auf dem Ende des Ventilschaftes 3 aufliegt. Die Arbeits­ weise des Ventilspiel-Ausgleichselementes 13 wird als bekannt vorausgesetzt. Beim Öffnen des Ventils 2 wird die von dem Nocken 7 ausgeübte Öffnungskraft über den Schlepphebel 6, die Rolle 12, den Kolben 19 und das in der Hochdruckkammer 20 eingeschlossene Flüssigkeits­ volumen auf den Ventilschaft 3 übertragen. In der Hochdruckkammer 20 befindliche Luft kann dabei durch den Kanal 31 und die Öffnung 32 entweichen. Während der durch die Ventilfeder 5 bewirkten Schließbewegung des Ventils 2 erfolgt eine Druckentlastung des in der Hoch­ druckkammer 20 befindlichen Flüssigkeitsvolumens, wobei im Falle eines Ventilspiels Druckflüssigkeit aus dem Speicherraum 22 über das sich dann öffnende Rückschlag­ ventil 21 in die Hochdruckkammer 20 überströmen kann.

Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbei­ spiel ist eine Ventilsteuerung vorgesehen, bei welcher der Hub und die Steuerzeiten der Ventile verändert werden können. Zu diesem Zweck hat der Nocken 7, wie aus Fig. 2 ersichtlich, einen in Axialrichtung sich ändernden Querschnitt und ist die Nockenwelle 8 axial verschiebbar. Der Schlepphebel 6 liegt hierbei über ein Zwischenglied 33, das um eine zur Schwenkachse des Schlepphebels senkrechte Achse schwenkbar in dem Schlepphebel 6 gelagert ist, an dem Nocken 7 an. In Fig. 2 ist der Nocken 7 in der Stellung für größten Ventilhub. Durch Verschieben der Nockenwelle 8 in Fig. 2 nach rechts wird der Ventilhub verringert.

Fig. 4 zeigt eine Abwandlung des Ventilspiel-Aus­ gleichselements, und zwar wirkt hierbei der Kolben 19′ mit dem Ventilschaft 3 und der Zylinder 17′ bzw. dessen Wand 18′ mit der Rolle 12 zusammen. Der Speicherraum 22′ ist in diesem Falle im Kolben 19′ angeordnet und über eine Bohrung 23′ und ein Loch und eine Ringnut 24′ in der Wand des Zylinders 17′ mit der Bohrung 25 im Lagerkörper 15 in Verbindung. Bei dieser Anordnung liegt die Hochdruckkammer 20′ oben. Die sich bei Stillstand der Brennkraftmaschine im oberen Bereich der Hochdruckkammer 20′ sammelnde Luft kann bei Inbe­ triebsetzen der Brennkraftmaschine durch den Spalt zwischen dem Kolben 19′ und der Innenwand des Zylinders 17′, ein Loch und eine Ringnut 34 in der Umfangswand des Zylinders 17′ und eine Bohrung 35 im Lagerkörper 15 entweichen.

Claims (5)

1. Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Einlaß- und/oder Auslaßventilen (2) pro Zylinder, die von einem Nocken (7) einer Nocken­ welle (8) über einen gemeinsamen Schwenkhebel (6) betätigbar sind, der eine mit dem Nocken (7) zu­ sammenwirkende Oberseite und für jedes Ventil eine Anlagestelle (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Anlage­ stelle (12 des Schwenkhebels (6) und dem Ventil­ schaft des zugehörigen Ventils (2) ein hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichselement (13) angeordnet ist, und daß zur Aufnahme zumindest der Ventilspiel-Aus­ gleichselemente (13) für die gemeinsam betätigbaren Ventile (2) ein am Zylinderkopf (1) lösbar befestig­ ter Lagerkörper (15) vorgesehen ist, der mit den Ventilschäften (3) fluchtende Durchgangsbohrungen (14) aufweist, in denen die Ventilspiel-Ausgleichs­ elemente (13) verschiebbar geführt sind und in die ein Drucköl-Zuflußkanal (25) mündet.

2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schwenkhebel (6) eine der Anzahl der zu betätigenden Ventile (2) entsprechende Anzahl von Rollen (12) aufweist, die mit den Ventilschäften (3) zusammenwirken.

3. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ventilspiel-Ausgleichselemente (13) aller in einer gemeinsamen Ebene liegenden Ventile (2) in Bohrungen (14) eines gemeinsamen Lagerkörpers (15) geführt sind.

4. Ventilsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ventilspiel-Ausgleichselement (13′) einen Zylinder (17′) und einen darin verschiebbaren Kolben (19′) aufweist, die zusammen eine Hochdruckkammer (20′) begrenzen, die durch ein Rückschlagventil (21′) mit einem Speicherraum (22′) verbunden ist, welcher mit dem Drucköl-Zuflußkanal (25) zumindest zeitweise in Verbindung kommt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilschaft (3) mit dem Kolben (19′) und der Schwenkhebel (6) mit dem Zylinder (17′) zusammenwirkt.

5. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Nocken (7) einen in Axialrichtung sich ändernden Quer­ schnitt aufweist und die Nockenwelle (8) axial ver­ schiebbar ist, und daß die mit den Nocken (7) zu­ sammenwirkende Oberseite des Schwenkhebels (6) an einem Zwischenglied (33) vorgesehen ist, das um eine zur Schwenkachse des Schwenkhebels (6) senkrechte Achse verschwenkbar im Schwenkhebel (6) gelagert ist.