DE4225797C2 - Valve train for charge exchange valves, preferably intake valves, of reciprocating piston internal combustion engines - Google Patents

Valve train for charge exchange valves, preferably intake valves, of reciprocating piston internal combustion engines

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Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a valve train according to the Preamble of claim 1.

Ein Ventiltrieb dieser Art mit unterschiedlichen Nocken zum alternativen Antrieb eines Ventiles ist in der nicht vorver­ öffentlichten Patentanmeldung P 42 13 856 beschrieben und in deren Fig. 2 und 3 dargestellt. Bei derartigen Ventiltrieben ist das sichere Funktionieren der Spielausgleichsvorrichtung besonders für den Umschaltvorgang der Hubübertragung zum Ventil von einem Nocken zum anderen zum Gewährleisten eines praktisch stets gleichbleibenden Ventilspiels notwendig. Damit wird die Geräuschbildung gemindert und mechanischer Verschleiß vermieden.A valve train of this type with different cams for the alternative drive of a valve is described in the unpublished patent application P 42 13 856 and shown in FIGS . 2 and 3. With valve drives of this type, the safe functioning of the play compensation device is necessary, in particular for the switching process of the stroke transmission to the valve from one cam to the other, in order to ensure that the valve play is practically always constant. This reduces noise and prevents mechanical wear.

Ziel der Erfindung ist es deshalb, die Füllung der Spielaus­ gleichsvorrichtung und damit deren Funktion in kürzester Zeit nach dem Starten von schaltbaren bzw. auch praktisch während bestimmter Betriebszustände abschaltbarer Ventile wirksam zu sichern.The aim of the invention is therefore to fill the game same device and thus its function in the shortest possible time after starting switchable or practical during certain operating states of valves that can be switched off effectively to back up.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ventil­ trieb der eingangs bestimmten Gattung die hydraulische Spei­ sung der Spielausgleichsvorrichtung stetig zu sichern und bei einem praktisch abgeschalteten Ventil das dynamische Nach­ stellen nach dessen Wiedereinschalten, sei es beim Start oder während des Betriebs, abzukürzen.The invention has for its object in a valve drove the hydraulic type of the genre defined at the beginning solution of the game compensation device to secure and at a practically switched off valve the dynamic after after switching it on again, be it at start or during operation.

Erfindungsgemäß wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschriebenen Mittel erreicht. Zwangsläu­ fig steht durch derartige Anordnung die Führungsbohrung über der Spielausgleichseinrichtung mit der jeweiligen Steuer­ druckzuführung in Verbindung. Weitere vorteilhafte Ausführun­ gen von Kanalzuordnungen sind im 2. Anspruch benannt.According to the invention, this is done in the characterizing part of the main claim described means achieved. Inevitable  fig protrudes through such an arrangement the guide hole the game compensation facility with the respective tax pressure supply in connection. Further advantageous execution conditions of channel assignments are named in claim 2.

Für Ventile, die in bestimmten Betriebsbereichen für den Ladungswechsel unwirksam, das heißt, wo bei niedrigen Drehzahlen der kleine Nockenhub ausgeführt wird, ist es vor­ teilhaft, wenn dieser Nocken für den praktisch abgeschalteten Zustand des Ventils einen Hub größer dem durch die Spielaus­ gleichsvorrichtung einzustellenden Spiel, jedoch vorzugswei­ se geringer als 1 mm aufweist.For valves used in certain operating areas for the Charge change ineffective, that is, where at low Speeds the small cam stroke is running, it is before partial if this cam for the practically switched off Condition of the valve one stroke greater than that due to play match to be set, however, preferably se less than 1 mm.

Mit dieser Ausführung ist während des durch den geringen Öffnungsspalt für den Ladungswechsel unwirksamen Zustand des Ventiles eine Reinigung der Schließflächen des Ventiles und des Ventilsitzes und ein kurzzeitiges Spülen des zugeordneten Einlaßkanals gewährleistet. Weiterhin ist auch das durch Leckverluste in der Spielausgleichsvorrichtung bedingte Ab­ sinken nach einem Außerbetriebsetzen im Verhältnis gering zu dem Hub des Nockens für den praktisch abgeschalteten Zustand.With this version, the low Opening gap for the charge change ineffective state of the Valves a cleaning of the closing surfaces of the valve and of the valve seat and a brief flushing of the assigned Inlet channel guaranteed. Furthermore, this is also through Leakage losses in the backlash compensation device decrease proportionally slightly after decommissioning the stroke of the cam for the practically switched off state.

An Hand einer Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der er­ findungsgemäßen Ventiltriebe beschrieben.Based on a drawing, embodiments of the he valve drives according to the invention described.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 die erfindungsgemäß weiterzubildende Ausführung eines Ventiltriebes aus der älteren nichtvorver­ öffentlichten Anmeldung im Längsschnitt der Ventilachse; Fig. 1 according to the invention weiterzubildende embodiment of a valve train of the older nichtvorver-published application in longitudinal section of the valve axis;

Fig. 2 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Stößelausfüh­ rung im Längsschnitt; Fig. 2 is a tappet embodiment designed according to the invention in longitudinal section;

Fig. 3 eine Stößelausführung gemäß Fig. 2 im Querschnitt mit geschnitten dargestellter Kanalanordnung; FIG. 3 shows a tappet design according to FIG. 2 in cross section with a channel arrangement shown in section;

Fig. 4a u. 4b eine Stößelausführung mit im Sperrelement durch äußere Nuten gebildeten Kanalabschnitten, darge­ stellt im Längs- und Querschnitt; Fig. U 4a. 4b shows a tappet design with channel sections formed in the locking element by external grooves, which represents the longitudinal and cross-section;

Fig. 5a u. 5b eine Stößelausführung mit im Sperrelement mittels Bohrungen gebildeten inneren Kanalab­ schnitt, dargestellt im Längs- und Querschnitt. Fig. 5a u. 5b a plunger design with inner channel section formed in the blocking element by means of bores, shown in longitudinal and cross-section.

In Fig. 1 ist ein Ventiltrieb dargestellt, der eine im Zy­ linderkopf 1 gelagerte Nockenwelle 2 mit je einem Nocken für geringes Öffnen - 2a - und größtes Öffnen - 2b - oder 2b′; 2b′′ - eines Ventils 3 aufweist.In Fig. 1, a valve train is shown, the one in Zy cylinder head 1 mounted camshaft 2 , each with a cam for little opening - 2 a - and largest opening - 2 b - or 2 b '; 2 b '' - has a valve 3 .

Die Übertragung von Hubbewegungen jeder der Nocken 2a; 2b′ und 2b′′ auf das Ventil 3 erfolgt über einen ersten zentralen Stößel 4 mittels einer in diesem angeordneten hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung 5 bekannter Art. Sie wirkt in dieser Anordnung spielausgleichend für die jeweils den Ven­ tilhub steuernde Kette von Hubübertragungselementen von Nocken 2a und 2b.The transmission of lifting movements of each of the cams 2 a; 2 b 'and 2 b''is at the valve 3 via a first central plunger 4 by means of a hydraulic arranged in this clearance compensation device 5 of known type. It acts in this arrangement, backlash compensating for each of the Ven tilhub controlling chain of Hubübertragungselementen of cams 2 a and 2 b.

Der Stößel 4 steht mit dem Nocken 2a im Eingriff, ist in einem im Zylinderkopf 1 geführten ringförmigen Tassenstößel 6 schiebbar gelagert und weist eine hydraulisch ansteuerbare Mitnehmeranordnung 7 auf.The tappet 4 is in engagement with the cam 2 a, is slidably mounted in an annular cup tappet 6 guided in the cylinder head 1 and has a hydraulically controllable driver arrangement 7 .

Die Mitnehmer 8 sind Kugeln und in Querbohrungen im zentralen Stößel 4 geführt. The drivers 8 are balls and in transverse bores in the central plunger 4 .

Im zentralen Stößel 4 sind beidseitig beaufschlagbare hydrau­ lisch verschiebbare Sperrelemente 9 gelagert. Eine Verlage­ rungs- und Sperrkontur befinden sich an seiner Außenfläche. Vermittels dieser Konturen sind die Mitnehmer 8 radial ver­ lager- und sperrbar. Der Tassenstößel 6 weist in seiner Füh­ rungsbohrung für den Stößel 4 eine konkave Kontur 6a - siehe Fig. 3 - auf, in welche die Mitnehmer 8 im Drehbereich pa­ ralleler Grundkreise beider Nocken (2a; 2b′, 2b′′) mittels des Sperrelementes 9 in Eingriff gebracht und gesperrt werden können. Dargestellt ist linksseitig der volle Eingriff der Mitnehmer 8 in der Ringkontur 6a des Tassenstößels, rechts­ seitig der eingriffsfreie Zustand. Das Sperrelement 9 ist durch alternative Druckbeaufschlagung in seine Endlagen ver­ lagerbar.In the central plunger 4 actable hydrau lic displaceable locking elements 9 are mounted on both sides. A displacement and locking contour are on its outer surface. By means of these contours, the drivers 8 can be stored and locked radially. The tappet 6 has in its Füh approximately bore for the tappet 4 a concave contour 6 a - see Fig. 3 -, in which the driver 8 in the rotational range pa parallel base circles of both cams ( 2 a; 2 b ', 2 b'') can be engaged and locked by means of the locking element 9 . The full engagement of the drivers 8 in the ring contour 6 a of the bucket tappet is shown on the left-hand side, and the engagement-free state on the right-hand side. The locking element 9 can be stored in its end positions by alternative pressurization.

Bei nicht wirksamer Mitnehmeranordnung 7, der Ventilhub wird vom Nocken 2a bestimmt, führt der Tassenstößel seinen Hub gegen die Kraft einer Feder 10 - siehe Fig. 2 - aus, die gegen den Zylinderkopf 1 oder aber vorzugsweise gegen den Stößel 4 abgestützt ist. Im letzteren Fall ist die Feder 10 nur für einen Federweg auszulegen, der der Differenz zwischen den Hüben der Nocken 2a und 2b entspricht.When the driver arrangement 7 is not effective, the valve stroke is determined by the cam 2 a, the bucket tappet executes its stroke against the force of a spring 10 - see FIG. 2 - which is supported against the cylinder head 1 or preferably against the tappet 4 . In the latter case, the spring 10 is only to be designed for a travel which corresponds to the difference between the strokes of the cams 2 a and 2 b.

Fig. 2 und 3 zeigt eine erfindungsgemäße Stößelausführung in verschiedenen Schnittdarstellungen mit den Kanalanordnungen 42S; 43S bzw. 42F; 43F, die den jeweiligen mit Druck beauf­ schlagten stirnseitigen Raum 9S oder 9F vor den Sperrelemen­ ten 9 mit dem Raum 41 oberhalb der Spielausgleichsvorrichtung 5 verbinden. Der jeweils unbeaufschlagte Raum 9S oder 9F vor dem Sperrelement 9 ist dabei durch Überdeckung der zugehöri­ gen Kanalanordnung 42S; 43S oder 42F; 43F durch das Sperr­ element 9 abgesperrt, nicht dargestellt. Figs. 2 and 3 shows a plunger embodiment of the invention in various sectional views of the channel assemblies 42 S; 43 S and 42 F; 43 F, which connect the respective pressurized front space 9 S or 9 F in front of the locking elements 9 to the space 41 above the play compensation device 5 . The unoccupied space 9 S or 9 F in front of the locking element 9 is by covering the associated channel arrangement 42 S; 43 S or 42 F; 43 F blocked off by the locking element 9 , not shown.

In den Fig. 4a und 4b weist jeweils eines der Sperrelemente 9 radiale, durch Nuten gebildete Kanalabschnitte 93S; 93F auf, von denen jeweils nur einer der Kanalabschnitte mit einem der alternativ beaufschlagten Druckräume 9S oder 9F über die Kanalanordnung 42; 43 mit dem Raum 41 über dem Spielaus­ gleichselement 5 verbindet und damit ebenfalls beaufschlagt.In FIGS. 4a and 4b each has one of the locking elements 9 radial grooves formed by channel sections 93 S; 93 F, of which only one of the channel sections with one of the alternatively pressurized pressure chambers 9 S or 9 F via the channel arrangement 42 ; 43 connects to the room 41 above the game compensation element 5 and also acts on it.

In den Fig. 5a und 5b weist jeweils eines der Sperrelemente innere 91S bzw. 91F und äußere 92S bzw. 92F Kanalabschnitte auf, die alternativ jeweils ausschließlich den mit Druck beaufschlagten Raum 9S oder 9F über die Kanalanordnung 42; 43 mit dem Raum 41 über den Spielausgleichselement 5 verbindet und beaufschlagt.In FIGS. 5a and 5b, one of the locking elements each has inner 91 S or 91 F and outer 92 S or 92 F channel sections, which, alternatively, each exclusively contain the pressurized space 9 S or 9 F via the channel arrangement 42 ; 43 connects and acts on the space 41 via the play compensation element 5 .

Die Kanalanordnungen 91S, 92S oder 91F, 92F bzw. 93S oder 93F können jeweils einzeln in einem der Sperrelemente 9 angeord­ net sein. Damit weist zwar jedes der Sperrelemente weniger Kanäle auf, aber es sind jeweils zwei leicht verwechselbare Sperrelementausführungen im Tassenstößel notwendig.The channel arrangements 91 S, 92 S or 91 F, 92 F or 93 S or 93 F can each be individually arranged in one of the locking elements 9 . This means that each of the locking elements has fewer channels, but two easily interchangeable locking element designs are necessary in the cup tappet.

Claims (4)

1. Ventiltrieb für Ladungswechselventile, vorzugsweise Ein­ laßventile, von Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit folgendem Aufbau,
  • - einem Ventil sind auf einer Nockenwelle zwei Nocken unterschiedlicher Hubcharakteristik für geringes und größtes Öffnen zugeordnet, wobei am ersten Nocken beid­ seitig Nockenhälften des zweiten Nockens angrenzen,
  • - ein Tassenstößel ist im Zylinderkopf geführt und steht mit den Nockenhälften des zweiten Nockens im Eingriff,
  • - ein zentraler, im Tassenstößel geführter Stößel steht mit dem ersten Nocken im Eingriff,
  • - einer der beiden vorgenannten Stößel, nämlich jener, welcher mit dem Nocken für geringes Öffnen im Eingriff steht, ist gegen das Ventil abgestützt,
  • - eine steuerbare Mitnehmeranordnung ist zwischen dem zentralen Stößel und dem Tassenstößel angeordnet und weist im zentralen Stößel in einer Ebene quer zur Stö­ ßelachse geführte nach außen durch mehrere Sperrelemente verlagerbare Mitnehmer auf,
  • - den Mitnehmern sind in einer Ebene quer zur Achse der Stößel konkave Innenkonturen am Tassenstößel zugeordnet, die im Bereich der Grundkreise beider Nocken einen Ein­ griff der Mitnehmer zulassen,
  • - der mit dem Nocken für geringsten Hub im Eingriff ste­ henden Stößel ist über eine automatische Spielausgleichs­ vorrichtung am Ventil abgestützt,
1. Valve train for charge exchange valves, preferably a let valve, of reciprocating piston internal combustion engines with the following structure,
  • a valve is assigned two cams of different stroke characteristics for small and large opening on a camshaft, cam halves of the second cam adjoining on both sides of the first cam,
  • a bucket tappet is guided in the cylinder head and engages with the cam halves of the second cam,
  • a central tappet guided in the tappet engages with the first cam,
  • one of the two aforementioned plungers, namely the one which engages with the cam for slight opening, is supported against the valve,
  • a controllable driver arrangement is arranged between the central tappet and the cup tappet and has in the central tappet in a plane transverse to the tappet axis guided outward displaceable by a plurality of locking elements,
  • - The drivers are assigned in a plane transverse to the axis of the tappet concave inner contours on the tappet, which allow an engagement of the driver in the area of the base circles of both cams,
  • - The tappet which engages with the cam for minimum stroke is supported on the valve by an automatic play compensation device,
gemäß Patentanmeldung P 42 13 856.6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einer der alternativ beaufschlagten Druckräume (9S; 9F) an den Stirnseiten der Sperrelemente (9) vermit­ tels einer der Kanalanordnungen (42; 43 oder 42S; 43S bzw. 42F; 43F) mit dem Raum 41 oberhalb der Spielausgleichs- Vorrichtung (5) mittelbar oder direkt verbunden ist, wobei diese Kanalanordnungen (42S; 43S bzw. 42F; 43F) vom zuge­ hörigen Sperrelement (9) jeweils zum unbeaufschlagten Druckraum hin jeweils geschlossen sind.according to patent application P 42 13 856.6, characterized in that one of the alternatively pressurized pressure chambers ( 9 S; 9 F) on the end faces of the locking elements ( 9 ) by means of one of the channel arrangements ( 42 ; 43 or 42 S; 43 S or 42 F; 43 F) is directly or indirectly connected to the space 41 above the game compensation device ( 5 ), these channel arrangements ( 42 S; 43 S or 42 F; 43 F) from the associated locking element ( 9 ) each to the unloaded Printing room are closed. 2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalanordnung (42; 43) mittelbar durch innere (91S; 91F) und/oder radiale (92S, 92F; 93S, 93F) zu jeweils einer der Stirnseiten offene Kanalabschnitte in den Sperrelementen (9) mit den Druckräumen (9S bzw. 9F) verbindbar sind.2. Valve train according to claim 1, characterized in that the channel arrangement ( 42 ; 43 ) indirectly through inner ( 91 S; 91 F) and / or radial ( 92 S, 92 F; 93 S, 93 F) to one of the end faces open channel sections in the locking elements ( 9 ) can be connected to the pressure chambers ( 9 S or 9 F). 3. Ventiltrieb nach Anspruch 1 insbesondere für praktisch abschaltbare Ventile, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (2a) für den praktisch abschaltbaren Zu­ stand des Ventils (3) einen Hub größer dem durch die Spielausgleichsvorrichtung (5) einzustellenden Spiel je­ doch vorzugsweise geringer als 1 mm aufweist.3. Valve train according to claim 1, in particular for practically shut-off valves, characterized in that the cam ( 2 a) for the practically shut-off state of the valve ( 3 ) has a stroke greater than that set by the lash adjuster ( 5 ) but preferably less than 1 mm.
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