DE4303299C2 - Ventilbetätigungseinrichtung für Motoren mit innerer Verbrennung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungseinrichtung für einen Motor mit innerer Verbrennung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

In der Regel öffnen bei herkömmlichen Ventilsteuerungen in Motoren die von der Nockenwelle gesteuerten Kipphebel die Ventile, die sich wiederum durch Federkräfte schließen, d. h. die Nockenwelle wirkt auf die Ventile, indem durch eine zwangsgesteuerte Hubbewegung zunehmend bis zum Erreichen eines maximalen Hubs der Strömungsquerschnitt des Ventils freigegeben und unter der Wirkung einer Ventilfeder das Ventil geschlossen wird. Die normalen Steuerzeiten eines Ventils werden durch einen auf der Nockenwelle angebrachten Nocken vorgegeben.

Derartige Ventilbetätigungseinrichtungen dienen bei Motoren beispielsweise zur Betätigung der Ein- und/oder Auslaßventile, wobei pro Verbrennungsraum mindestens ein Paar derartiger Ventile vorgesehen sein kann.

Eine grundsätzliche Forderung bei jeder Art von Verbrennungsmaschine ist eine intensive Durchmischung von Kraftstoff (Gase oder Öle) und Verbrennungsluft, bevor die Verbrennung einsetzt. Des weiteren beeinflußt die Güte des Ladungswechsels sehr die Hubraumleistung des Motors. Daher sollte der Ladungswechsel so ablaufen, daß das Abgas restlos aus dem Zylinder entfernt und dieser vollständig mit Frischladung gefüllt wird. Daher wird eine Überschneidung der Öffnungsphasen von Aus- und Einlaßventil eingestellt, um das Spülen des Kompressionsraums zu ermöglichen. Der Überschneidungswinkel beeinflußt den Liefergrad und damit das Drehmomentverhalten: Hohes Drehmoment im oberen Drehzahlbereich erfordert größere Überschneidung.

Durch eine lange Öffnungsphase des Einlaßventils erreicht man bei großer Drehzahl eine hohe Motorleistung durch Nachladung, während die Motorleistung bei niedriger Drehzahl klein wäre, weil der Kolben einen Teil der Füllung wieder ausschiebt.

Während also längere Ventilöffnungszeiten im oberen Drehzahlbereich die Leistung steigern, haben diese langen Ventilöffnungszeiten im unteren Drehzahlbereich einen unwirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch zur Folge.

Um also bei der jeweiligen Drehzahl den günstigsten Liefergrad (Verhältnis des Frischgasvolumens zum Hubvolumen) zu erreichen, müssen die Öffnungszeiten der Ventile an die Drehzahl anpaßbar sein. Bei hoher Drehzahl müssen die Ventile früher öffnen, also länger offen sein, als bei niedriger Drehzahl.

Außerdem wäre wünschenswert, daß die Ventilquerschnitte zur Regelung des Frischluftdurchsatzes jedem Last- und Drehzahlpunkt während des Betriebs anpaßbar sind, so daß auch die Lastzustände der jeweiligen Drehzahl (Beschleunigung, Schiebebetrieb) berücksichtigt werden können.

Eine ähnliche Problematik tritt bei einem anderen Motor mit innerer Verbrennung, einem Diesel-Gas-Motor auf. Beim Diesel-Gas-Motor wird das verdichtete Gas-Luftgemisch durch eine kleine Menge eingespritzten Dieselkraftstoff gezündet. Da das Gas erst nach erfolgter Spülung in den Zylinder eintreten darf, wird ein eigenes Gas-Einlaßventil für jeden Zylinder vorgesehen. Dieses Ventil wird ebenfalls von einem Nocken angetrieben und ist im Einlaßkanal des Zylinderdeckels angeordnet.

Die Öffnungsphase des Gas-Einlaßventils muß also innerhalb der Öffnungsphase des Einlaßventils der Brennkammer mit Sicherheitsabständen zum Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Einlaßventils liegen, um eine Explosionsgefahr bei Eindringen unverbrannter Gase in das Abgassystem zu vermeiden.

Außerdem ist es wünschenswert eine Gasmengenregelung über den Ventilquerschnitt durchführen zu können, um den Gasanteil an die jeweils erforderliche Luftmenge über den gesamten Leistungsbereich des Motors anpassen zu können, so daß während des Betriebs stets eine feste Zuordnung von Gas- und Luftmenge über den gesamten Leistungsbereich gehalten werden kann.

Eine Ventilbetätigungseinrichtung gemäß der US-PS 2,602,434 umfaßt zwei aus einem gemeinsamen Reservoir beaufschlagbare, im wesentlichen identisch ausgeführte hydraulische Steuereinheiten, mittels dieser zwar Öffnungszeit und Hubgröße des Ventils variiert, aber nicht unabhängig voneinander eingestellt werden können.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Ventilbetätigungseinrichtung dahingehend weiterzubilden, daß eine optimale Anpassung der Ventilsteuerzeiten an Last und Drehzahl erfolgen kann.

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

Dadurch, daß bei den zu betätigenden Ventilen nun der Öffnungszeitpunkt, also die Öffnungsphase und zusätzlich für jede eingestellte Öffnungsdauer eine Durchsatzmenge über die Ventilhubgröße variierbar ist, kann die Erhebungskurve des antreibenden Nockens auf maximalen Hub und maximale Öffnungsdauer ausgelegt werden. Die erforderlichen Ventilquerschnitte (Durchsatzmenge) können jedem Last- und Drehzahlpunkt während des Betriebes angepaßt werden. Der Ventilöffnungsbeginn (Hubbeginn) kann in einem weiten Bereich variiert werden, so daß die Überschneidung der Öffnungsphasen von Aus- und Einlaßventilen dem jeweiligen Lastzustand im Betrieb angepaßt werden kann.

Bei aufgeladenen Verbrennungsmotoren sind bei Verwendung derartiger Ventilbetätigungseinrichtungen und die dadurch veränderlichen Hubkurven aufwendige Um- und Abblaseeinrichtungen einsparbar. Die Nockenwelle und Nocken übertragen nur kleine Steuerkräfte und können deshalb klein und billig ausgeführt werden.

Den Gegenstand der Erfindung weiter vorteilhaft ausbildende Einzelheiten sind den Unteransprüchen zu entnehmen und im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung beschrieben.

Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung bei Anwendung auf ein Gasventil eines Diesel-Gas-Motors,

Fig. 2 eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung bei Anwendung auf die Ein- und/oder Auslaßventile der Brennkammer eines Viertaktmotors,

Fig. 4 eine Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung gemäß Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 der Zeichnung ist eine Nockenwelle 1 mit Nocken 2 im Zylinderkopf gelagert. Eine schwenkbar gelagerte Stoßstange 3 überträgt in bekannter Weise die Kraft vom Nocken 2 auf einen auf einer Kipphebelwelle 5 drehfest gelagerten Kipphebel 4. Der Kipphebel 4 wiederum ist mit dem Ende des Ventilschafts 11 eines Einlaßventils 6 verbunden, so daß die Hubkurve des Nockens 2 das Einlaßventil 6 zwangsantreiben kann.

Ein weiterer fest auf der Kipphebelwelle 5 sitzender Kipphebel 7 stützt sich auf einem hydraulischen Steuerkolben 8 ab, der in den Innenraum eines Steuerzylinders 9 hineinragt und einen Druckraum 10 begrenzt. Senkrecht zur Achse des Steuerkolbens 8 ist durch eine Bohrung 13 des Steuerzylinders 9 auf der einen Seite eine Niederdruckleitung 12 in den Druckraum 10 geführt, die sich auf der gegenüberliegenden Seite durch eine weitere Bohrung 14, allerdings höhenversetzt, als Steuerleitung 15 fortsetzt. Der Steuerkolben 8 ist mit einer schräg verlaufenden Steuerkante 16 versehen. Eine Welle 17 ist stirnseitig am Steuerkolben 8 auf der dem Kipphebel 7 entgegengesetzten Seite befestigt, achsparallel zum Steuerkolben 8 aus dem Steuerzylinder 9 herausgeführt und am herausragenden Ende mit einem Schwenkhebel 18 versehen. Der Steuerkolben 8 ist im Steuerzylinder 9 drehbar gelagert und kann mittels des Schwenkhebels 18 verdreht werden.

Steuerkolben 8 mit Steuerkante 16, Steuerzylinder 9 mit dem Druckraum 10 und den Bohrungen 13, 14, Niederdruckleitung 12, Steuerleitung 15 sowie das Reguliergestänge aus Welle 17 und Schwenkhebel 18 bilden eine erste Steuereinheit in Form eines Niederdrucksteuerteils.

Im Innenraum eines zweiten Steuerzylinders 20 ist ein weiterer Steuerkolben 19 mit einem verjüngten Fortsatz 19a gleitend geführt. Der Steuerkolben 19 begrenzt einerseits (19a) im Steuerzylinder 20 einen Druckraum 21 und ist andererseits (19) gegen eine Druckfeder 22 bewegbar.

Die Steuerleitung 15 führt in den Druckraum 21 des Steuerzylinders 20 und kann diesen mit Niederdrucköl beaufschlagen. Der Druckraum 21 ist durch eine Ablaufleitung 23, die senkrecht zum Steuerkolben 19 aus dem Druckraum 21 geführt ist, entlastbar. In den Innenraum des Steuerzylinders 20 ist eine Hochdruckleitung 24 geführt, die mit einem Druckmittelreservoir 25 und einer Ölpumpe 26 verbunden ist.

Der Steuerzylinder 20 ist in einer Baueinheit mit einem Arbeitszylinder 27 angeordnet. In diesem ist ein Kraftkolben 28 gleitbar gelagert, dessen freies Ende auf der Schaftendfläche eines auf einer Ventilfeder 29 aufgestützten Gasventils 30 aufliegt. Der Kraftkolben 28 begrenzt zwei stirnseitige Arbeitsräume 31 und 37. Das Gasventil ist im Einlaßkanal des Zylinderdeckels des Motors angeordnet.

Der Arbeitsraum 31 des Arbeitszylinders 27 ist über eine seitliche Bohrung 32 und eine Zu- und Ablaufleitung 33 mit der Hochdruckleitung 24 verbunden. Von dieser Zu- und Ablaufleitung 33 zweigt eine weitere Zulaufleitung 34 ab, die durch eine weitere seitliche, jedoch in Bodennähe des Arbeitszylinders 27 unterhalb der Bohrung 32 angeordnete zweite Bohrung 35 in den Arbeitsraum 31 führt und mit einem Rückschlagventil 36 versehen ist. Der Arbeitsraum 37 und der Innenraum des Steuerzylinders 20 sind miteinander über einen Kanal 38 verbunden. Der Kraftkolben 28 ist mit zwei schräg verlaufenden Steuerkanten 39 und 40 ausgeführt, wobei die Steuerkanten 39, 40 die Berandung einer Verstärkung des Kraftkolbens 28 bilden. Der Kraftkolben 28 ist im Arbeitszylinder 27 drehbar gelagert und über eine aufgesetzte Welle 41 und einem mit der Welle fest verbundenen Schwenkhebel 42 von außerhalb des Arbeitszylinders 27 verdrehbar. Die Welle 41 weist in bekannter Weise an dem Kraftkolben 28 zugekehrten Ende eine Außenverzahnung auf, die mit Spiel in eine Innenverzahnung im kopfseitigen Ende des Kraftkolbens 28 eingreift. Eine entsprechende Verzahnung ist beim Steuerkolben 8 und der Welle 17 vorgesehen.

In den kopfseitigen Bereich des Arbeitszylinders 27 ist zum Arbeitsraum 37 hin eine Ablaufsteuerbohrung 43 eingebracht. Durch diese ist der Arbeitsraum 37 über eine Rücklaufleitung 44 mit einem Ölrücklaufbehälter 46 verbunden. Der Innenraum des Steuerzylinders 20 ist ebenfalls mittels einer Rücklaufleitung 45 mit dem Ölrücklaufbehälter 46 verbunden.

Steuerkolben 19, 19a mit Druckfeder 22, Steuerzylinder 20 mit Druckraum 21, Ablaufleitung 23, Hochdruckleitung 24 und Rücklaufleitung 45, sowie der Kanal 38 und die Arbeitsräume 31 und 37, der Kraftkolben 28 mit seinen Steuerkanten 39 und 40, die Bohrungen 32, 35, die Ablaufsteuerbohrung 43 und das Reguliergestänge aus Welle 41 und Schwenkhebel 42 bilden die zweite Steuereinheit in Form eines Hochdrucksteuerteils zusammen.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ventilbetätigungseinrichtung ist nun folgende:

Der Öffnungs- und Schließzeitpunkt wird vom Nocken 2 abgenommen und über die mechanischen Betätigungsmittel 3, 4, 5 dem Einlaßventil 6 übermittelt. Gleichzeitig drückt der Kipphebel 7 synchron zur Bewegung des Kipphebels 4 den Steuerkolben 8 in den Druckraum 10 des Steuerzylinders 9, der über die Niederdruckleitung 12 mit Motoröl aus der Schmierölversorgung des Motors unter normalem Schmieröldruck, vorzugsweise zwischen 1 und 3 bar versorgt wird.

Je nach Stellung der Steuerkante 16 wird die Bohrung 13 während der Abwärtsbewegung des Steuerkolbens 8 früher oder später verschlossen. Bis zur Schließung der Bohrung 13 wird das Motoröl durch die Abwärtsbewegung des Steuerkolbens 8 in die Niederdruckleitung 12 zurückgedrückt. Bei fortschreitendem Hub des Steuerzylinders 8 wird die Bohrung 13 geschlossen und das Motoröl durch die Steuerkolben-Abwärtsbewegung unter Druckanstieg über die Steuerleitung 15 in den Druckraum 21 des Steuerzylinders 20 gepreßt. Dabei wird der Steuerkolben 19 so lange gegen die Druckfeder bewegt, bis die Ablaufleitung 23 freiliegt und die Bewegung des Steuerkolbens 19 gestoppt wird.

Die Druckfeder 22 ist vorteilhafterweise so vorgespannt, daß sie dem zwei- bis dreifachen Druck des Motoröls aus der Schmierölversorgung, also dem Druck des an der offenen Bohrung 13 anliegenden Öls widerstehen kann. Außerdem kann in vorteilhafter Ausgestaltung in den Federraum der Druckfeder 22 ebenfalls Motoröl aus der Schmierölversorgung eingespeist werden, so daß bei einem eventuellen Federbruch der Steuerkolben 19 gehalten werden kann.

Die den Druckraum 10 begrenzende Kolbenfläche des Steuerkolbens 8 ist vorzugsweise groß gegenüber der den Druckraum 21 begrenzenden Kolbenfläche des Steuerkolbens 19, d. h. des verjüngten Fortsatzes 19a ausgelegt. Damit wird ein hydraulisches Übersetzungsverhältnis erreicht, in der Weise, daß die Bewegungsstrecke des Steuerkolbens 19, 19a um ein Vielfaches größer als die Bewegungsstrecke des Steuerkolbens 8 ist. Damit vergrößert sich folglich auch die Geschwindigkeit der Bewegung des Steuerkolbens 19, 19a gegenüber der des Steuerkolbens 8 um den gleichen Faktor. Das hat den Vorteil, daß die Bewegung des Steuerkolbens 8 sehr schnell, also ohne großen Zeitverlust auf den Steuerkolben 19, 19a übertragbar wird.

Nach einer konstruktiv vorgebbaren Wegstrecke verschließt der Steuerkolben 19 die Rücklaufleitung 45 und öffnet die Hochdruckleitung 24 zum Innenraum des Steuerzylinders 20. Das hier anstehende Hochdruckmittel, vorzugsweise Öl unter einem Druck von ca. 10 bis 15 bar, tritt nun über den Kanal 38 in den Arbeitsraum 37 des Arbeitszylinders 27 ein und drückt den Kraftkolben 28 mit der anstehenden hydraulischen Flächenkraft nach unten, der dadurch das Gasventil 30 gegen den Widerstand der Ventilfeder 29 öffnet.

Der Ölhochdruck wird von der Ölpumpe 26 erzeugt, die direkt vom Motor angetrieben wird. Dies hat den Vorteil, daß bei stehendem Motor auch kein Ölhochdruck vorhanden ist und somit auch kein versehentliches Öffnen des zu betätigenden Ventils erfolgen kann.

Der Kraftkolben 28 bewegt sich solange in Richtung des Bodens des Arbeitszylinders 27, bis die Steuerkante 40 durch Überstreichen die Bohrung 32 verschließt. Das sich im Arbeitsraum 31 befindende, durch die Bohrungen 32 und 35 zugeführte Druckmittel kann nicht mehr durch die Bohrung 32 entweichen und wird somit komprimiert, so daß die Kraftkolbenbewegung aufhört. Zugleich öffnet die Steuerkante 39 die Ablaufsteuerbohrung 43 zum Arbeitsraum 37. Das auf die Kraftkolbenoberseite wirkende Hochdrucköl kann teilweise abfließen. Die Kraftkolbenbewegung und ein eventuelles Rückschwingen wird auf diese Weise hydraulisch gedämpft und die Hochdruckspitzen abgebaut. Der Durchmesser der Ablaufsteuerbohrung 43 kann durch entsprechende Tolerierung der Abstände der Bohrungen 32 und 43 und der Abstände der Steuerkanten 39 und 40 voneinander konstruktiv bestimmt werden. Damit ist eine exakte Begrenzung der Kraftkolbenbewegung und gleichzeitig des Hubs des zu betätigenden Ventils 30 gegeben.

Der Kraftkolben 28 kann mittels des Schwenkhebels 42 verdreht werden, so daß die schräg verlaufenden Steuerkanten 39 und 40 die Bohrung 32 bzw. die Ablaufsteuerbohrung 43 früher oder später überstreichen. Der Kraftkolbenhub und damit auch der Ventilhub können somit stufenlos zwischen einem vorgegebenen Minimum und Maximum eingestellt werden.

Der Kraftkolben 28 verharrt solange in der Lage des eingestellten maximalen Hubs, bis der Nocken 2 und davon abgeleitet der Kipphebel 7 die Schließphase einleiten. Sobald sich der Kipphebel 7 zurückbewegt (im Ausführungsbeispiel auf der Kipphebelwelle 5 linksdrehend), wird auch der Steuerkolben 8 durch den an der Bohrung 14 anstehenden Öldruck zurückgedrückt, der Druckraum 10 vergrößert und die Bohrung 13 wieder freigegeben. Die Druckfeder 22 schiebt daraufhin den Steuerkolben 19, 19a zurück, die Hochdruckleitung 24 wird geschlossen und zugleich die Rücklaufleitung 45 geöffnet. Damit wird der Arbeitsraum 37 druckentlastet, so daß das komprimierte Druckmittel im Arbeitsraum 31 den Kraftkolben 28 zurückschieben kann, bis die Kraftkolbenoberseite am Abschlußgehäuse des Arbeitszylinders 27 anschlägt. Der Aufprall kann in bekannter Weise hydraulisch gedämpft werden.

Das Gasventil 30 folgt unter der Federkraft der Ventilfeder 29 der Bewegung des Kraftkolbens 28.

Eine weiterhin vorgesehene Zuleitung 50 mit Rückschlagventil 51 zur Steuerleitung 15 kann die Druckräume mit frischem Steueröl versorgen.

Der Steuerkolben 8 kann mittels des Schwenkhebels 18 verdreht werden, so daß die Steuerkante 16 früher oder später die Bohrung 13 überstreicht, somit früher oder später die Niederdruckleitung 12 schließt und damit früher oder später den Hubbeginn des Kraftkolbens 28 und des Ventils 30 einleitet.

Damit ist ein veränderlicher Öffnungsbeginn des zu betätigenden Ventils und eine Durchsatzmengenregelung über die Ventilhubgröße zwecks optimaler Anpassung an Last und Drehzahl möglich.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Schließvorgang des Ventils mittels einer Druckfeder 22, die auf den Steuerkolben 19 des Hochdruckteils einwirkt, eingeleitet. Diese Maßnahme ist bei Motoren mit mittleren Drehzahlen ausreichend. Bei höheren Drehzahlen ist es unter Umständen zweckmäßig, auch diesen Schließvorgang des Steuerkolbens 19, 19a genauso wie den Öffnungsvorgang mittels hydraulischer Druckbeaufschlagung zu steuern. Der Schließvorgang erfolgt auf diese Weise exakter und schneller.

Fig. 2 zeigt eine zu diesem Zweck weitergebildete Variation des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1.

Der Kipphebel 7 nach Fig. 1 ist durch einen zweiarmigen Kipphebel 60 ersetzt, dessen beide Arme jeweils mit einem Niederdrucksteuerteil 8a, 9a, 10a, 12a, 14a, 15a, das genau wie das im ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Niederdrucksteuerteil 8, 9, 10, 12, 14, 15 aufgebaut ist, zusammenwirken. Lediglich die Steuerkante 16 des Steuerkolbens 8 und das Reguliergestänge 17, 18 sind bei dem Niederdrucksteuerteil zur Steuerung des Schließvorganges des Steuerkolbens 19 weggelassen. Die Druckfeder 22 ist durch einen Druckraum 61 ersetzt, der mit der Steuerleitung 15a verbunden ist.

Bei der Schließbewegung des Kipphebels 60 wird das über eine Niederdruckleitung 12a in den Druckraum 10a zuführbare Niederdrucköl in den Druckraum 61 gepreßt und dadurch der Steuerkolben 19 dessen den Druckraum 61 begrenzendes Endstück 19b genauso ausgebildet ist wie sein den Druckraum 21 begrenzendes Endstück 19a, nach unten gefahren. Das überschüssige Öl wird über die Rücklaufleitung 23 ausgedrückt. Die Wirkungsweise ist ansonsten die gleiche wie die unter Fig. 1 beschriebene.

Die Ventilbetätigungseinrichtung kann selbstverständlich auf jede beliebige Ventilanordnung angewandt werden. So zeigt die Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die zu betätigenden Ventile die Ein- und/oder Auslaßventile für die Brennkammer eines Viertaktmotors sind.

Je zwei Einlaß- und/oder Auslaßventile 70, 71 werden paarweise mittels der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung gegen jeweils eine Druckfeder 72, 73 zeit- und hubgesteuert gleichzeitig betätigt. Dazu ist ein zweiarmiger Hebel 74 zwischen den Ventilschäften 75, 76 und dem freien Ende des Kraftkolbens 28 angeordnet, wobei sich der Hebel 74 mit jeweils einem Hebelarm 74a, 74b auf den Ventilschäften 75, 76 abstützt. Das Niederdrucksteuerteil ist in diesem Fall mit dem Kipphebel 4 verbunden, auf die Betätigungsmittel 7 (Fig. 1) bzw. 60 (Fig. 2) kann selbstredend verzichtet werden.

Die Wirkungsweise ist wiederum die gleiche wie die für das erste Ausführungsbeispiel schon beschriebene.

Eine Variante des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 zeigt Fig. 4, bei der die Ventilbetätigungseinrichtung die Ein- und/oder Auslaßventile 70, 71 nicht paarweise betätigt, sondern so angewandt wird, daß für jedes zu betätigende Ventil 70, 71 ein eigener Kraftkolben 28, 28a vorgesehen ist und die Kraftkolben 28, 28a bei synchroner Steuerung mit einem gemeinsamen Steuerkolben 19, 19a gemäß der Wirkungsweise nach dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 gesteuert werden.

Dies hat den Vorteil, daß ein Ventil 70 oder 71 zum Beispiel eines Ventilpaares 70, 71 im Teillastbetrieb ganz abgeschaltet werden kann. Dabei wird die Ladeluftmenge durch den halben Ventilquerschnitt gezwungen. Die Strömungsgeschwindigkeit und damit auch die Drallgeschwindigkeit im Motorzylinder wird somit erhöht. Dies führt zu einer besseren Verbrennung im Teillastbereich.

Werden alle Reguliergestänge 17, 18 des zeitsteuernden Niederdrucksteuerteils (Anzahl entsprechend der Zylinderzahl) und alle Reguliergestänge 41, 42 des hubsteuernden Hochdrucksteuerteils durch je ein längslaufendes Regelgestänge zusammengefaßt, kann an einem Motorende durch je eine Stellvorrichtung jedes Niederdruck- oder Hochdrucksteuerteil getrennt last- und drehzahlabhängig geregelt werden.

Durch die separaten Steuerteile erstens für den Öffnungsbeginn und zweitens für die Hubgröße, die durch Leitungen verbindbar sind, kann jedes Steuerteil in optimaler Lage angebaut werden.

Beim Gas-Motor (nach Fig. 1) wird die Bedingung, daß das Gasventil nur innerhalb der Öffnungsphase des Einlaßventils öffnen darf, dadurch leicht erfüllt, daß der Antrieb des Gasventils synchron zum Antrieb des Einlaßventils von einem gemeinsamen Nocken abgegriffen wird und innerhalb dieser Steuerzeitvorgaben nochmals Öffnungsbeginn und Hubgröße des Gasventils einstellbar sind.

Claims (7)

1. Ventilbetätigungseinrichtung für einen Motor mit innerer Verbrennung, mit hydraulisch-mechanischen Bewegungsübertragungsmitteln zwischen einer Nockenwelle (1) und einem zu betätigenden Ventil (30), wobei das Ventil (30) federbelastet ist und mit einem hydraulisch betätigten Kraftkolben (28) eines Arbeitszylinders (27) in Verbindung steht, wobei der Kraftkolben (28) die Öffnungs- und Schließbewegungen sowie den Hub des Ventils (30) bestimmt, mit einer ersten einstellbaren Steuereinheit (8, 9), die den von der Nockenwelle (1) abgreifbaren mechanischen Antrieb in einen den Ventilöffnungsbeginn bestimmenden hydraulischen Niederdruck-Antrieb übersetzt, und mit einer zweiten, von der ersten Steuereinheit gesteuerten, die Hubgröße des Kraftkolbens (28) bestimmenden, einstellbaren Steuereinheit (39, 40), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Steuereinheit (8, 9) und der zweiten Steuereinheit (39, 40) ein hydraulisches Hochdrucksteuerteil (19, 20) eingesetzt ist, das von der ersten Steuereinheit beaufschlagt wird und den Kraftkolben (28) mit hydraulischem Hochdruck betätigt (24, 38).

2. Ventilbetätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Niederdrucksteuerteil arbeitende erste Steuereinheit (8, 9) einen mit einer Steuerkante (16) versehenen, in den Innenraum eines Steuerzylinders (9) hineinragenden, einen Druckraum (10) begrenzenden Steuerkolben (8) zum Auf- und Zusteuern einer Niederdruckleitung (12) und einer Steuerleitung (15) aufweist, wobei der Steuerkolben (8) den Antrieb von der Nockenwelle (1) aufnimmt und wobei die Position der Steuerkante (16) mittels eines von außerhalb des Steuerzylinders (9) betätigbaren Reguliergestänges (17, 18) veränderbar ist, daß das Niederdrucksteuerteil (8, 9) mit dem Hochdrucksteuerteil (19, 20) mittels der Steuerleitung (15) verbunden ist, daß das Hochdrucksteuerteil (19, 20) einen mittels der Steuerleitung (15) druckbeaufschlagbaren in den Innenraum eines Steuerzylinders (20) hineinragenden, einen Druckraum (21) begrenzenden Steuerkolben (19, 19a) zum Auf- und Zusteuern einer Hochdruckleitung (24) aufweist, die mit dem Innenraum des in das Hochdrucksteuerteil (20) integrierten Arbeitszylinders (27) verbunden ist, in dem (27) der zwei stirnseitige Druckräume (31, 37) begrenzende Kraftkolben (28) geführt ist, und daß der Kraftkolben (28) mit mindestens einer Steuerkante (39, 40) zum Auf- und Zusteuern von Zulauf- und Entlastungsleitungen (33, 44) des Innenraums des Arbeitszylinders (27) versehen ist, wobei die Position der Steuerkante (40) zum Festlegen der Hubgröße mittels eines von außerhalb des Arbeitszylinders (27) betätigbaren Reguliergestänges (41, 42) veränderbar ist.

3. Ventilbetätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederdrucksteuerteil (8, 9) mit Motoröl aus der Schmierölversorgung des Motors und das Hochdrucksteuerteil (19, 20) mit Hochdrucköl mittels einer Ölpumpe (26), die direkt vom Motor antreibbar ist, beaufschlagbar ist.

4. Ventilbetätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (19) zum Auf- und Zusteuern der Hochdruckleitung (24) gegen die Kraft einer Feder (22) verschiebbar ist.

5. Ventilbetätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Druckraum (21) begrenzende Steuerkolbenfläche des Endstücks (19a) des Steuerkolbens (19) des Hochdrucksteuerteils (19, 20) klein gegenüber der den Druckraum (10) begrenzenden Steuerkolbenfläche des Steuerkolbens (8) des Niederdrucksteuerteils (8, 9) ist.

6. Ventilbetätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftkolben (28) zwei Steuerkanten (39, 40) aufweist, wobei die erste Steuerkante (40) so angeordnet ist, daß die Kolbenbewegung durch Zusteuerung einer zum ventilseitigen Druckraum (31) führenden Zulauf- und Entlastungsbohrung (32) begrenzbar ist und die zweite Steuerkante (39) so angeordnet ist, daß bei gewünschtem maximalen Hub des Kraftkolbens (28) eine zu dem dem Ventil abgekehrten Druckraum (37) führende Entlastungsbohrung (43) aufgesteuert ist.

7. Ventilbetätigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Zulauf- und Entlastungsleitung (33) zum ventilseitigen Druckraum (31) eine zweite Zulaufleitung (34) zum ventilseitigen Druckraum (31) führt, die mit einem zu einer Hochdruck-Ölpumpe (26) hin absperrenden Rückschlagventil (36) versehen ist.