DE4211631A1

DE4211631A1 - Valve drive with play compensation - has movement path limitation of slide, resulting in valve lift

Info

Publication number: DE4211631A1
Application number: DE19924211631
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr Flierl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1993-04-08

Abstract

The valve drive is for an IC engine. It has a play compensation slide (5) between the cam (3) and lifting valve (1). The slide is longitudinally displaceable in the direction of compensation (8), and limits a hydraulic chamber (10), which is charged with variable fluid pressure. With a non-pressurised hydraulic chamber, the movement path (v) of the slide is limited so that with maximum cam lift (h) there is at least a small valve lift (h'). The chamber has a stop (15) for the compensation element. The slide is supported on a spring (9), which acts with a valve closing spring (4) for a small valve lift.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brenn kraftmaschine mit einem in den Übertragungsweg zwischen einem Nocken und einem Hubventil geschalteten Spielaus gleichselement, das in Ausgleichsrichtung betrachtet längsverschiebbar gelagert ist und dabei einen mit varia blem Fluiddruck beaufschlagbaren Hydraulikraum begrenzt. Bekannt ist ein derartiger Ventiltrieb aus der EP-B-03 75 742. Dabei kann der vom Nocken tatsächlich auf das Hub ventil übertragene Ventilhubverlauf durch Verschieben des kompletten Spielausgleichselementes verändert werden. Wird der Fluiddruck im Hydraulikraum dabei so groß ge wählt, daß dieser Hydraulikraum quasi ein inkompressibles Medium darstellt, so wird eine Ventilerhebung erzeugt, die im wesentlichen dem Nockenhub entspricht. Ist der Hydraulikraum hingegen komprimierbar, so wird zumindest ein Teil des Nockenhubes in eine alleinige Verschiebebe wegung des Spielausgleichselementes umgesetzt, so daß le diglich eine reduzierte Ventilerhebung eintritt. Gleich einem Kolben wird dabei das Spielausgleichselement im Hydraulikraum verschoben. The invention relates to a valve train of a burner engine with one in the transmission path between a cam and a lift valve switched play same element viewed in the compensating direction is longitudinally displaceable and one with varia Hydraulic chamber that can be acted upon by fluid pressure is limited. Such a valve train is known from EP-B-03 75 742. The cam can actually move to the stroke valve-transmitted valve lift curve by moving the complete game compensation element can be changed. If the fluid pressure in the hydraulic room is so large chooses that this hydraulic space quasi an incompressible Represents medium, a valve lift is generated, which corresponds essentially to the cam stroke. Is the Hydraulic space, on the other hand, is compressible, at least that is part of the cam stroke in a sole displacement Movement of the game compensation element implemented so that le only a reduced valve lift occurs. Equal a piston is the play compensation element in Hydraulic room shifted.

Dieser bekannte Stand der Technik zeichnet sich gegenüber andersartigen Lösungen, bei denen durch Eingriff auf die innere Kinematik des Spielausgleichselementes der über tragene Ventilhubverlauf beeinflußt wird - ein Beispiel hierfür zeigt die US 46 15 307 - durch einen äußerst ein fachen und zuverlässigen Aufbau aus, da lediglich ein üb liches Spielausgleichselement in seiner Gesamtheit ver schoben wird. Es können somit gängige, bewährte und in großen Stückzahlen produzierte Spielausgleichselemente zum Einsatz kommen. Auch der Typus des Spielausgleichs elementes ist beliebig, möglich ist der Einsatz von me chanischen oder hydraulischen Elementen, wobei letztere selbst eine Zylinder-Kolben-Einheit bilden, die mit einem abgeschlossenen hydraulischen System arbeiten oder auch ein offenes hydraulisches System aufweisen kann.This known prior art stands out different solutions, in which by interfering with the inner kinematics of the game compensation element of the carried valve stroke is influenced - an example the US 46 15 307 shows - by an extremely fold out and reliable construction, since only one practice overall game compensation element ver is pushed. It can thus be common, proven and in large numbers of game compensation elements produced are used. Also the type of equalization element is arbitrary, me can be used mechanical or hydraulic elements, the latter themselves form a cylinder-piston unit with one completed hydraulic system work or also can have an open hydraulic system.

Zwar ist dieses bekannte Prinzip einer Ventilhubbeein flussung durch Längsverschieben eines zwischengeschalte ten Spielausgleichselementes überzeugend, jedoch sind durchaus Verbesserungen möglich, die aufzuzeigen sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gestellt hat.This known principle is a valve lift leg flow by longitudinally shifting an intermediate th game compensation element are convincing, however improvements are quite possible, which show up has given the present invention to the task.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß bei druck losem Hydraulikraum der Verschiebeweg des Spielaus gleichselementes derart begrenzt ist, daß bei maximalem Nockenhub zumindest eine geringfügige Ventilerhebung er folgt. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfin dung beschreiben die Unteransprüche.To solve this problem it is provided that at pressure loose hydraulic space the displacement of the game same element is limited such that at maximum Cam lift at least a slight valve lift follows. Advantageous training and further education of the Erfin tion describe the subclaims.

Mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ist sichergestellt, daß sich dieses Brennkraftmaschinen-Hubventil, dessen Ventiltrieb mit einer oben geschilderten variablen Über tragungskinematik ausgestattet ist, stets zumindest ge ringfügig öffnet. Dies erhöht die Zuverlässigkeit und Standfestigkeit der beteiligten Bauelemente. Insbesondere handelt es sich bei einem erfindungsgemäß betätigten Hub ventil um ein Einlaßventil einer Brennkraftmaschine, die mehrere Einlaßventile je Zylinder besitzt. Wird zur Ver besserung der Ladungswechseldynamik lediglich eines der Einlaßventile vollständig geöffnet, so stellt sich in folge einer erhöhten Turbulenz eine optimale Verbrennung im Brennraum ein, obwohl das oder die weiteren Einlaßven tile im wesentlichen geschlossen bleiben. Das geringfü gige Öffnen dieser weiteren Einlaßventile bewirkt näm lich, daß Kraftstoff im Ansaugbereich der im wesentlichen geschlossen bleibenden Einlaßventile optimal mit der über das stets vollständig öffnende Einlaßventil eingebrachten Ladung vermischt wird. Soll somit - zusammenfassend be trachtet - an einer Brennkraftmaschine mit beispielsweise zwei Einlaßventilen je Zylinder eines der Einlaßventile stets maximal geöffnet werden und das andere Einlaßventil in seinem Ventilhubverlauf auf einen Minimalhub be schränkbar sein, so stellt ein erfindungsgemäßer Ventil trieb eine besonders einfache und zuverlässige Realisie rungsmöglichkeit für das andere, in seinem Hubverlauf zu beschränkende Einlaßventil dar.The features according to the invention ensure that this engine lift valve whose Valve train with a variable over described above is equipped with kinematics, always at least ge opens slightly. This increases reliability and Stability of the components involved. In particular is a stroke actuated according to the invention valve around an intake valve of an internal combustion engine, the has multiple intake valves per cylinder. Becomes ver Improvement of the gas exchange dynamics is only one of the Inlet valves fully open, so turns in an increased combustion leads to optimal combustion in the combustion chamber, although that or the other inlet valves tile remain essentially closed. That little open these additional inlet valves causes näm Lich that fuel in the intake area of the substantially inlet valves remaining closed optimally with the over introduced the always fully opening inlet valve Charge is mixed. Should be - in summary tries - on an internal combustion engine with, for example two intake valves per cylinder one of the intake valves always be opened to the maximum and the other inlet valve be in its valve stroke course to a minimum stroke be restrictable, so represents a valve according to the invention drove a particularly simple and reliable reality possibility for the other, in its stroke course restricting inlet valve.

Die Begrenzung des Verschiebeweges des Spielausgleichs elementes kann auf verschiedenartige Weise erfolgen. So kann im Hydraulikraum ein Anschlag vorgesehen sein, auf dem nach einer geeigneten Verschiebestrecke das Aus gleichselement zum Anliegen kommt. Auch kann der Hydrau likraum selbst in geeigneter Weise bemessen sein. Darüber hinaus ist es möglich, zwischen einer Begrenzungswand des Hydraulikraumes sowie dem Spielausgleichselement ein Fe derelement vorzusehen, das einerseits das Ausgleichsele ment in eine definierte Position bringt, andererseits zugleich den möglichen Verschiebeweg wie gewünscht be grenzt. So kann sich das Spielausgleichselement in Längs richtung betrachtet auf diesem Federelement abstützen, welches in seinem Zusammenwirken mit einer üblichen Ven tilschließfeder, die am Hubventil angreift, so ausgelegt ist, daß bei maximalem Nockenhub auch bei drucklosem Hydraulikraum eine geringfügige Ventilerhebung erfolgt. Selbstverständlich ist es auch möglich, sowohl einen An schlag als auch das beschriebene Federelement vorzusehen. Ist beispielsweise das Federelement als Schraubenfeder ausgebildet, so ist es unerwünscht, die einzelnen Feder windungen bei Kompression der Schraubenfeder auf Anschlag kommen zu lassen. Dies kann durch den zusätzlichen An schlag verhindert werden.The limitation of the displacement of the game compensation element can be done in various ways. So a stop can be provided in the hydraulic space after a suitable shift distance the end the same element comes to mind. Even the hydrau likraum itself be dimensioned in a suitable manner. About that it is also possible to move between a boundary wall of the Hydraulic space and the game compensation element a Fe to provide the element, on the one hand, the balancing element on the other hand at the same time the possible displacement as desired borders. So the game compensation element in longitudinal supported on this spring element, which in its interaction with a common Ven valve closing spring, which acts on the globe valve, designed in this way is that at maximum cam lift even when depressurized Hydraulic chamber there is a slight valve lift. Of course, it is also possible to have both an An blow as well as the spring element described. For example, the spring element is a coil spring trained, it is undesirable to the individual spring turns when the coil spring is compressed to the stop to let come. This can be done through the additional An impact can be prevented.

Besonders einfach läßt sich ein erfindungsgemäßer Ventil trieb an einem Schwing- oder Kipphebeltrieb umsetzen, wo bei sich wie bekannt der Schwing- oder Kipphebel auf dem längsverschiebbar gelagerten Spielausgleichselement ab stützt. Auf einfache Weise ist das Spielausgleichselement dabei in einem starren Gehäuse, so insbesondere im Zylin derkopf der Brennkaftmaschine, gelagert. Um den Hydrau likraum, der durch das Spielausgleichselement begrenzt ist, abzudichten, kann ein Absatz am stufenkolbenartig ausgebildeten Ausgleichselement herangezogen werden. Zu mindest bei Nocken-Nullhub liegt dieser Absatz dann an einem Wandabschnitt des Hydraulikraumes bzw. des das Spielausgleichselement führenden Gehäuses an, wobei der besseren Abdichtung halber ein Dichtelement zwischenge legt sein kann. Die Spalte zwischen dem Spielausgleichs element sowie dem das Ausgleichselement führenden Gehäuse können dabei als Dämpfungsspalte wirken, über die bei einer möglichen Längsverschiebung des Ausgleichselementes Fluid in geringem Maße übertreten kann.A valve according to the invention is particularly simple implement on a rocker or rocker arm drive where the rocker arm or rocker arm on the longitudinally displaceable play compensation element supports. The game compensation element is simple in a rigid housing, especially in the cylinder derkopf of the Brennkaftmaschine, stored. About the hydrau likraum, which is limited by the game compensation element is to seal, a paragraph on the stepped piston-like trained compensating element can be used. To This paragraph is then present at least with cam zero stroke a wall section of the hydraulic room or that Play compensation element leading housing, the better sealing a sealing element interposed can be put. The column between the game compensation element and the housing that guides the compensating element can act as damping gaps, via the at a possible longitudinal displacement of the compensating element Fluid can cross to a small extent.

Das im folgenden beschriebene bevorzugte Ausführungsbei spiel dient der näheren Erläuterung der Erfindung. Ge zeigt ist ein Hubventil 1 einer Brennkraftmaschine, das unter Zwischenschaltung eines Schwinghebels 2 in bekann ter Weise von einem Nocken 3 betätigt wird. Die Schließ bewegung des Hubventiles 1 wird wie ebenfalls üblich von einer Ventilschließfeder 4 initiiert. Der Schwinghebel 2 stützt sich auf einem hydraulischen Spielausgleichsele ment 5 ab. Derartige Spielausgleichselemente sind dem Fachmann geläufig und werden daher nicht einzeln erläu tert. Kurz gesagt stellen derartige Elemente eine Zylin der-Kolben-Einheit dar, die in Ausgleichsrichtung (Pfeilrichtung 8) gegeneinander verschiebbar ist.The preferred exemplary embodiment described below serves to explain the invention in more detail. Ge shows a lift valve 1 of an internal combustion engine, which is actuated by a cam 3 with the interposition of a rocker arm 2 in known manner. The closing movement of the globe valve 1 is initiated as usual by a valve closing spring 4 . The rocker arm 2 is based on a hydraulic play compensation element 5 . Such play compensation elements are familiar to the person skilled in the art and are therefore not explained individually. In short, such elements represent a cylinder-piston unit, which is displaceable in the compensating direction (arrow direction 8 ).

Das Spielausgleichselement 5 ist in einer Aussparung 6 im Zylinderkopf 7 der Brennkraftmaschine gemäß Pfeilrichtung 8 längsverschiebbar gelagert und stufenkolbenartig ausge bildet. In Ausgleichsrichtung, d. h. in Pfeilrichtung 8 betrachtet, stützt sich das Spielausgleichselement 5 auf einem Federelement 9 ab, das seinerseits auf der Stirn seite der Aussparung 6 aufliegt. Zugleich begrenzt das Spielausgleichselement 5 stirnseitig einen ebenfalls durch die Aussparung 6 gebildeten Hydraulikraum 10. Über eine Zufuhrleitung 11 kann dieser Hydraulikraum 10 mit Fluid von variablem Druck beaufschlagt werden.The game compensation element 5 is mounted in a recess 6 in the cylinder head 7 of the internal combustion engine in accordance with the direction of arrow 8 and can be stepped piston-like. In the compensation direction, ie viewed in the direction of arrow 8 , the play compensation element 5 is supported on a spring element 9 , which in turn rests on the end face of the recess 6 . At the same time, the play compensation element 5 delimits at the end a hydraulic space 10 also formed by the recess 6 . This hydraulic chamber 10 can be supplied with fluid of variable pressure via a supply line 11 .

Liegt im Hydraulikraum 10 ein hoher Fluiddruck vor, so wird das Spielausgleichselement 5 durch diesen Fluiddruck in der gezeigten Position gehalten. Hierbei liegt das stufenkolbenartig ausgebildete Ausgleichselement 5 mit seinem Absatz 12 unter Zwischenlage eines Dichtelementes 13 an einem den Hydraulikraum 10 bzw. die Aussparung 6 begrenzenden Wandabschnitt 14 des Zylinderkopfes 7 an. Der Hydraulikraum 10 ist somit sicher abgedichtet.If there is a high fluid pressure in the hydraulic chamber 10 , the play compensation element 5 is held in the position shown by this fluid pressure. Here, the step piston-like compensating element 5 rests with its shoulder 12 with the interposition of a sealing element 13 against a wall section 14 of the cylinder head 7 delimiting the hydraulic chamber 10 or the recess 6 . The hydraulic chamber 10 is thus securely sealed.

Wird nun durch den Fluiddruck im Hydraulikraum 10 das Spielausgleichselement 5 in der gezeigten Position gehal ten, so wird bei Rotation des Nockens 3 der Nockenhub h über den Schwinghebel 2 unverändert auf das Hubventil 1 übertragen, so daß dieses eine Ventilerhebung h′ aus führt. Dieser Zustand entspricht dem üblichen, bekannten Stand der Technik. Wird hingegen der Druck im Hydraulik raum 10 herabgesetzt, so wird zumindest ein Teil des Nockenhubes h in eine Verschiebebewegung des Spiel ausgleichselementes 5 nach unten umgesetzt. Somit wird das Hubventil 1 durch den Nocken 3 lediglich um einen entsprechend verringerten Betrag geöffnet. Insbesondere ist es vorgesehen, den Fluidüberdruck im Hydraulikraum 10 durch Rücknahme des Fluiddruckes in der Zufuhrleitung 11 vollständig abzubauen. Dann wird bei Rotation des Nockens 3 durch den Nockenhub h das Spielausgleichselement 5 ge gen die Kraft des Federelementes 9 soweit nach unten ver schoben, bis dieses Ausgleichselement auf einem in der Aussparung 6 angeordneten Anschlag 15 aufliegt. Der maxi male Verschiebeweg v des Spielausgleichselementes 5 ist dabei so bemessen, daß beim maximalem Nockenhub h sowie bei drucklosem Hydraulikraum 10 zumindest eine geringfü gige Erhebung des Hubventiles 1 erfolgt. Selbstverständ lich ist es auch möglich, den maximalen Verschiebeweg v des Spielausgleichselementes 5 durch geeignete Abstimmung des Federelementes 9 im Zusammenwirken mit der Ventil schließfeder 4 wie gewünscht zu begrenzen. Dies sowie weitere konstruktive Details können jedoch auch anderwei tig gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.If the play compensation element 5 now th held in the position shown by fluid pressure in the hydraulic chamber 10, so when rotation of the cam 3, the cam lift h on the oscillating lever 2 unchanged transmitted to the lift valve 1, so that this is, a valve lift 'of leads. This state corresponds to the usual, known prior art. However, if the pressure in the hydraulic chamber 10 is reduced, at least part of the cam stroke h is converted into a displacement movement of the play compensation element 5 downward. Thus, the lift valve 1 is only opened by the cam 3 by a correspondingly reduced amount. In particular, provision is made to completely reduce the excess fluid pressure in the hydraulic chamber 10 by reducing the fluid pressure in the supply line 11 . Then, when the cam 3 rotates through the cam stroke h, the play compensation element 5 moves the force of the spring element 9 downwards until this compensation element rests on a stop 15 arranged in the recess 6 . The maxi male displacement path v of the play compensation element 5 is dimensioned such that at maximum cam stroke h and when the hydraulic chamber 10 is depressurized, at least a slight increase of the lift valve 1 takes place. Of course, it is also possible to limit the maximum displacement v of the play compensation element 5 by suitable coordination of the spring element 9 in cooperation with the valve closing spring 4 as desired. However, this and other design details can also be designed otherwise without departing from the content of the claims.

Claims

1. Valve train of an internal combustion engine with a play compensation element ( 5 ) connected in the transmission path between a cam ( 3 ) and a globe valve ( 1 ), which is viewed in the compensation direction ( 8 ) and is mounted so as to be longitudinally displaceable and thereby has a hydraulic space ( 10 ) that can be acted upon with variable fluid pressure limited, characterized in that in the unpressurized hydraulic likraum ( 10 ) the displacement (v) of the play compensation element ( 5 ) is limited such that at maximum cam lift (h) at least a slight valve lift (h ') takes place.

2. Valve train according to claim 1, characterized in that the hydraulic chamber ( 10 ) with a stop ( 15 ) for the Spielausgleichsele element ( 5 ) is provided.

3. Valve drive according to claim 1 or 2, wherein the play compensation element ( 5 ) in the same direction ( 8 ) viewed on a Federele element ( 9 ), characterized in that the spring element ( 9 ) in its interaction with a valve closing spring ( 4 ) is designed for an at least slight Ven tiler elevation (h ') with an unpressurized hydraulic chamber ( 10 ) and maximum cam stroke (h).

4. Valve gear according to one of claims 1 to 3, characterized in that a rocker arm ( 2 ) actuated by the cam ( 3 ) or rocker arm is supported on the play compensation element ( 5 ) on the one hand and on the globe valve ( 1 ) on the other hand.

5. Valve train according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Spielausgleichsele element ( 5 ) is designed like a step piston and at least at zero cam stroke with a shoulder ( 12 ) un ter intermediate layer of a sealing element ( 13 ) on a hydraulic chamber ( 10 ) delimiting wall section ( 14 ).

6. Valve train according to one of claims 1 to 5, characterized in that the Spielausgleichsele element ( 5 ) is designed as a hydraulically closed cylinder-piston system.

7. Internal combustion engine with a valve train after a of claims 1 to 6, characterized in that of at least two one let valves per machine cylinder at least one Inlet valve supplied a valve train according to the invention is arranged.