DE4200510A1

DE4200510A1 - Vorrichtung zum steuern eines gaswechselventils eines hubkolbenmotors

Info

Publication number: DE4200510A1
Application number: DE19924200510
Authority: DE
Inventors: Klaus Schneider
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1992-01-11
Filing date: 1992-01-11
Publication date: 1993-07-15

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern eines Gaswechselventils eines Hubkolbenmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus DE-OS 35 43 537 bekannt. Die Nockenwelle ist mit zwei auf Abstand zueinander liegenden, gleichen Nocken mit breitem Nockenprofil und einem zu ihnen konzentrisch zwischen ihnen liegenden Nocken mit schmalem Nockenprofil versehen. An beiden Nockenprofilen liegen besondere Zwischenglieder an, die über eine Hydraulikflüssigkeit auf das Ventil einwirken können. Wird die Hydraulikflüssigkeit mit Druck beaufschlagt, so wird das Ventil betätigt. So ist es möglich, entweder das schmale Nockenprofil oder das breite Nockenprofil wirksam werden zu lassen. Nachteilig ist hierbei, daß zur präzisen und reproduzierbaren Ventilbetätigung eine aufwendige Steuerung des Hydraulikdruckes erforderlich ist und daß zusätzlich die beim Motorbetrieb unterschiedliche Temperatur der Hydraulikflüssigkeit kompensiert werden muß.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine einfache und betriebssichere Ventilsteuerung zu schaffen, die es gestattet, ein Ventil entweder ganz abzuschalten oder an dem gleichen Ventil zwei unterschiedliche Ventilerhebungskurven zu realisieren.

Eine Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Wenn ein drehbares Zwischenglied verwendet wird, das in der einen Drehlage eine Verbindung von den Nocken zum Ventil herstellt, wogegen durch Bewegen in die andere Drehlage die Verbindung unterbrochen ist, kann eine Umsteuerung des Ventils durch einfache Festkörperübertragung realisiert werden. Hydraulikflüssigkeit ist als Übertragungsmittel entbehrlich. Somit können auch alle diesbezüglichen Probleme mit der Drucksteuerung und dem Temperaturgang nicht auftreten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Ventilstößel-Drehvorrichtung in erster Drehlage,

Fig. 2 Ventilstößel-Drehvorrichtung in zweiter Drehlage,

Fig. 3 abgewandelte Ausführung zu Fig. 1,

Fig. 4 abgewandelte Ausführung zu Fig. 2,

Fig. 5 Zylinderkopf mit Drehvorrichtung zum Abschalten eines Ventils,

Fig. 6 Draufsicht zu Fig. 5 in erster Drehlage,

Fig. 7 Draufsicht zu Fig. 5 in zweiter Drehlage.

Eine Nockenwelle 1 eines Hubkolbenmotors besitzt zum Betätigen eines Ventils zwei auf Abstand zueinander stehende Nocken 2 und 3, die gleich gestaltet und dimensioniert sind. Ein zylindrisches, zwischen den Nocken 2 und 3 liegendes Wellenstück der Nockenwelle 1 hat den Durchmesser des Nockengrundkreises 5. Es liegt an einem ebenen Stirnflächenteil 6 eines zylindrischen Ventilstößels 7 an. Beidseits des Stirnflächenteils 6 sind in die Stirnfläche 8 zwei diametral zueinander liegende, seitliche Taschen 9 und 10 eingearbeitet, die die Nocken 2, 3 beim Drehen der Nockenwelle mit geringem Luftspalt zur Stirnfläche 8 durchgreifen.

Der Ventilstößel 7 trägt eine Verzahnung 11; mit ihr steht eine Zahnstange 12 im Eingriff. Wird die Zahnstange 12 längsbewegt, so kann der Ventilstößel 7 um 90° gedreht und in die zweite Drehlage gebracht werden. Hierbei laufen die Nocken auf dem ebenen Stirnflächenteil 6 auf. Sie betätigen den Ventilstößel 7 und das an ihm anliegende Ventil, wogegen in der ersten Drehlage das Ventil unbetätigt bleibt.

In einer abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 3 und Fig. 4 ist auf den Ventilstößel 7 ein Rollenstück 13 aufgesetzt, dessen beide auf Abstand zueinander stehende Rollen 14 und 15 zur Ventilbetätigung mit den Nocken 2 und 3 zusammenwirken. Wird gemäß Fig. 4 das Rollenstück 13 um 90° gedreht, so liegen die Rollen 14 und 15 quer zu den Nocken 2, 3. Die Nocken 2, 3 drehen seitlich an dem die Rollen 14, 15 verbindenden Quaderstück 16 vorbei; das Ventil bleibt unbetätigt. In beiden Drehlagen liegt das Wellenstück 4 an dem abgerundetem Quaderstück 16 an. Wenn in den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis Fig. 4 das Wellenstück 4 durch einen dritten Nocken ersetzt ist, dessen Form von der Form der Nocken 2 und 3 abweicht, läßt sich anstelle einer Ventilabschaltung ein Ventiltrieb mit zwei unterschiedlichen Ventilerhebungskurven realisieren.

Fig. 5 zeigt den Einbau der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung im Zylinderkopf 17 eines Hubkolbenmotors. Zur Steuerung des Gaswechsels sind ein Auslaßventil 18 und ein Einlaßventil 19 im Zylinderkopf 17 längsgeführt. Das Einlaßventil 19 wird mit der in einer Lagerbrücke 20 gelagerten Nockenwelle 1 über den Ventilstößel 7 entgegen der Rückstellkraft einer Ventilfeder 21 betätigt. Der zylindrische Ventilstößel 7 trägt eine Verzahnung 11, die mit einer Zahnstange 12 im Eingriff steht. Die Zahnstange 12 ist über eine Unterdruckdose 22 pneumatisch so verschiebbar, daß der Ventilstößel zwei um 90° gegeneinander versetzte Drehlagen einnehmen kann. Bei der in Fig. 6 gezeigten Drehlage durchgreifen die Nocken 2 und 3 berührungsfrei zwei seitliche Taschen 9 und 10 des Ventilstößels 7, so daß das Einlaßventil 19 unbetätigt bleibt. Wird der Ventilstößel 7 in die aus Fig. 7 ersichtliche Drehlage gebracht, laufen die Nocken 2, 3 auf den ebenen Stirnflächenteil 6 des Ventilstößels 7 auf und öffnen das Einlaßventil 19. Eine Umschaltung von der einen in die andere Drehlage ist ruckfrei über den ganzen Winkelbereich der Nocken 2, 3 möglich, über den sich die Nockengrundkreise 5 erstrecken.

Claims

1. Vorrichtung zum Steuern eines Gaswechselventils eines Hubkolbenmotors, mit einer von der Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle, die das im Zylinderkopf längsgeführte, durch eine Feder abgestützte Ventil über ein bewegliches Zwischenglied (Ventilstößel) betätigt, wobei mindestens zwei auf Abstand zueinander stehende, gleichgestaltete Nocken der Nockenwelle mit der Stirnfläche des Zwischengliedes zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied in zwei um 90° gegeneinander versetzte Drehlagen drehbar ist und daß die Stirnfläche (8) in der einen Drehlage des Zwischengliedes (7) an den Nocken (2, 3) anliegt, in der zweiten Drehlage einen Luftspalt zu den Nocken (2, 3) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Stirnfläche (8) des Zwischengliedes (7) zwei um 180° gegeneinander versetzte Taschen (9, 10) eingearbeitet sind, die die Nocken (2, 3) in der zweiten Drehlage berührungsfrei durchgreifen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden gleichgestalteten Nocken (2, 3) ein Wellenstück (4) liegt, dessen Durchmesser etwa gleich dem Durchmesser des Nockengrundkreises (5) ist und das ständig an der Stirnfläche (6) des Zwischengliedes (7) anliegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Nocken (2, 3) ein dritter Nocken liegt, der ein abgewandeltes Nockenprofil aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (7) ein zylindrischer Ventilstößel (7) ist, der an seiner Stirnfläche (8) zwei diametral gegenüberliegende Taschen (9, 10) aufweist, die in den Zylindermantel eingearbeitet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenglied ein Rollenstück (13) mit zwei im Abstand der Nocken (2, 3) zueinander liegenden Rollen (14 und 15) und einem sie verbindenden, abgerundeten Quaderstück (16) verwendet ist, wobei die Rollen (14, 15) in der ersten Drehlage des Rollenstücks (13) an den Nocken (2, 3) anliegen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollenstück (13) an der Oberseite des Ventilstößels (7) drehbar angebracht ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (7) eine Verzahnung (11) trägt und mit einer Zahnstange (12) drehbar ist, die pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigbar ist.