DE4327943A1 - Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilsteuerung für eine Brenn­ kraftmaschine mit Einlaß- und Auslaßventilen, die von Nocken einer Nockenwelle betätigt werden.

Bekanntlich muß zwischen dem Nocken und dem Ventil bzw. dem von dem Nocken betätigten Schwinghebel (Kipphebel oder Schlepphebel) bei geschlossenem Ventil ein kleines Spiel eingestellt werden, damit sich die relative Längenänderung des Ventils gegenüber dem Zylinderkopf, die durch die Be­ triebswärme entsteht, ausgleichen kann, ohne daß das Ventil offen steht. Es sind mechanische Ventilspiel-Einstellvor­ richtungen bekannt, die meist aus Plättchen geeigneter Dicke bestehen, welche bei Brennkraftmaschinen, bei denen die Ven­ tile über Schwinghebel betätigt werden, zwischen dem Ende des Ventilschaffes und dem Schwinghebel angeordnet werden, oder bei Brennkraftmaschinen, bei denen die Ventile direkt über Tassenstößel betätigt werden, in die Oberseite des Tassen­ stößels eingesetzt werden. Bei Schwinghebelsteuerungen ist es auch bekannt, den Drehpunkt des Schwinghebels zwecks Einstel­ lung des Ventilspiels zu verschieben. Die Ventilspieleinstel­ lung muß nach längerer Laufzeit überprüft werden und bei durch Abnutzung entstandenem vergrößertem Ventilspiel durch Auswechseln der Plättchen wieder auf seinen Sollwert gebracht werden. Um den damit verbundenen Arbeitsaufwand zu vermeiden, wird häufig ein hydraulischer Ventilspielausgleich vorgesehen, der bei Brennkraftmaschinen mit direkter Ventil­ betätigung über Tassenstößel durch hydraulische Tassenstößel und bei Brennkraftmaschinen mit Ventilbetätigung über Schwinghebel durch im Prinzip den hydraulischen Tassenstößeln entsprechende, längenveränderliche Hydraulikelemente vor­ genommen, auf denen die Schwinghebel schwenkbar gelagert sind. Die hydraulischen Tassenstößel bzw. die Hydraulikele­ mente werden aus dem schmierölkreislauf im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine mit Drucköl versorgt. Hydraulische Tassen­ stößel bzw. Hydraulikelemente sind zwar für den Benutzer in­ folge der reduzierten Wartungskosten von Vorteil, jedoch ver­ hältnismäßig aufwendig, und zwar insbesondere dann, wenn mehr als zwei Ventile pro Zylinder vorgesehen sind. In diesem Fall kann es auch Platzprobleme bei der Unterbringung der hydrau­ lischen Tassenstößel bzw. der Hydraulikelemente geben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ventilsteuerung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei welcher der Aufwand für die Ventilspiel-Ein- oder Nachstellung deutlich reduziert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, für die Einlaßventile der Brennkraftmaschine eine mechanische Ventilspiel-Einstellvorrichtung und für die Auslaßventile einen hydraulischen ventilspielausgleich vorzusehen.

Da bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag ein hydraulischer Ventilspielausgleich nur für die Auslaßventile vorgesehen ist, ist der Aufwand gegenüber üblichen Brennkraftmaschinen, bei denen sowohl die Einlaß- als auch die Auslaßventile mit einem hydraulischen Ventilspielausgleich ausgestattet sind, bedeutend verringert. Die Erfindung geht dabei von der Über­ legung aus, daß für die Einlaßventile eine Nachstellung des in der Fabrik eingestellten Ventilspiels erst nach Jahren, bei Fahrzeug-Brennkraftmaschinen oftmals erst nach 100 000 km, erforderlich ist, so daß eine mechanische Ventilspiel­ einstellung, beispielsweise durch Auswechseln der eingangs erwähnten Plättchen, zumutbar ist. Auf der Auslaßseite wird dagegen durch Vorsehen bekannter Ventilspiel-Ausgleichsele­ mente die größere Wärmedehnung der Auslaßventile automatisch kompensiert.

Der erfindungsgemäße Vorschlag läßt sich bei allen bekannten Ventilsteuerungen und Kombinationen verschiedener Ventil­ steuerungen anwenden. Bei Ventilsteuerungen, bei denen sowohl die Einlaß- als auch die Auslaßventile von den Nocken direkt über Tassenstößel betätigt werden, werden also nur für die Auslaßventile hydraulische Tassenstößel verwendet. Werden sowohl die Einlaß- als auch die Auslaßventile über Schwing­ hebel betätigt, so werden nur die Schwinghebel der Auslaß­ ventile mit hydraulischen Ventilspiel-Ausgleichselementen versehen. Es ist auch eine Ventilsteuerung denkbar, bei der die Einlaßventile über Schwinghebel und die Auslaßventile über hydraulische Tassenstößel betätigt werden.

Die Einlaß- und Auslaßventile können von den Nocken einer einzigen Nockenwelle betätigt werden, oder es kann eine Einlaßnockenwelle für die Betätigung der Einlaßventile und eine Auslaßnockenwelle für die Betätigung der Auslaßventile vorgesehen werden.

Besonders vorteilhaft läßt sich der erfindungsgemäße Vor­ schlag bei einer Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine einsetzen, die mindestens zwei Einlaßventile pro Zylinder aufweist, welche mit unterschiedlichen Steuerzeiten betätigt werden können. Bei einer bekannten Ventilsteuerung dieser Art werden die Einlaßventile über eigene, erste Schlepphebel im unteren Drehzahlbereich von eigenen ersten Nocken einer Nockenwelle betätigt, während sie in einem oberen Drehzahl­ bereich von einem zweiten Nocken der Nockenwelle dadurch betätigbar sind, daß mit diesem zweiten Nocken ein zweiter Schlepphebel zusammenwirkt, der mit den ersten Schlepphebeln koppelbar ist und dabei seine von dem zweiten Nocken bewirkte Schwenkbewegung auf den oder die ersten Schlepphebel und damit auf das oder die Einlaßventile überträgt. Die Ein­ stellung des Ventilspiels erfolgt dabei vorzugsweise mittels der eingangs erwähnten Plättchen, die zwischen dem Ventil­ schaft und dem zugehörigen ersten Schlepphebel eingesetzt werden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Zylinderkopfes einer Brenn­ kraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen und mit Betätigung der Einlaßventile über Schlepphebel, während die Betätigung der Auslaßventile über hydrau­ lische Tassenstößel erfolgt,

Fig. 2 eine Teilsicht in Richtung des Pfeiles 2 in Fig. 1, und

Fig. 3 einen Querschnitt ähnlich Fig. 1, wobei jedoch auch die Auslaßventile über Schlepphebel betätigt werden.

In Fig. 1 ist im Querschnitt ein Zylinderkopf 1 einer Brenn­ kraftmaschine dargestellt, der pro Zylinder zwei Einlaß­ ventile 2 und zwei Auslaßventile 3 aufweist. Zur Betätigung der Einlaßventile 2 ist auf dem Zylinderkopf 1 eine Einlaß- Nockenwelle 4 gelagert, die für jedes Einlaßventil 2 einen eigenen Nocken 5 aufweist, der über einen ersten Schlepphebel 6 das Einlaßventil 2 betätigt. Die Schlepphebel 6 sind auf einer gemeinsamen Achse 7 gelagert, die im Zylinderkopf 1 festgelegt ist. Zwischen den Nocken 5, die für den Betrieb im unteren Drehzahlbereich ausgelegt sind, ist auf der Nocken­ welle 4 ein zweiter Nocken 8 angeordnet, der für den Betrieb im oberen Drehzahlbereich ausgelegt ist und der mit einem zweiten Schlepphebel 9 zusammenwirkt, welcher ebenfalls auf der Achse 7 gelagert ist. Der zweite Schlepphebel 9 kann mit den ersten Schlepphebeln 6 gekuppelt werden, so daß dann die Einlaßventile 2 entsprechend der Kontur des zweiten Nockens 8 betätigt werden. Zu diesem Zweck ist in jedem ersten Schlepp­ hebel 6 in einer zur Achse 7 radialen Bohrung ein Kupplungs­ bolzen 10 verschiebbar angeordnet, der durch ein durch die hohle Achse 7 zugeführtes Druckmedium entgegen der Kraft einer Feder nach außen geschoben werden kann und dabei in eine Bohrung 11 in einer Traverse 12 eingreift, die einen Teil des zweiten Schlepphebels 9 darstellt und in einem Abstand vor den Enden der ersten Schlepphebel 6 liegt. Eine derartige variable Ventilsteuerung ist beispielsweise in der DE-A 42 05 230 dargestellt und nicht Gegenstand der vor­ liegenden Erfindung.

Die Einlaßventile 2 werden in üblicher Weise im Schließsinn von Ventilfedern 13 beauftragt, die sich an einem Federteller 14 abstützen, der auf den Ventilschaft 2a befestigt ist. Zur Einstellung des Ventilspiels ist auf das Ende des Ventil­ schaftes 2 ein Plättchen 15 entsprechender Dicke aufgesetzt, über das der erste Schlepphebel 6 auf den Ventilschaft 2a wirkt.

Die Auslaßventile 3 werden von den Nocken 16 einer Auslaß- Nockenwelle 17 direkt über hydraulische Tassenstößel 18 betätigt. Die hydraulischen Tassenstößel 18 stehen über einen Kanal 19 im Zylinderkopf 1 mit dem Schmierölkreislauf des Zylinderkopfes in Verbindung. Dadurch wird ein automatischer Ventilspielausgleich für die Auslaßventile 3 ermöglicht.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß die Auslaßventile 3 nicht über hydraulische Tassenstößel, sondern über Schlepphebel 20 von den Nocken 16 der Auslaß-Nockenwelle 17 betätigt werden. Jeder Schlepphebel 20 stützt sich einer­ seits am Schaft 3a des Auslaßventils 3 und andererseits an einem Kugelkopf 21 eines hydraulischen Ventilspiel-Ausglei­ chselements 22 bekannter Bauart ab, das über einen Kanal 23 im Zylinderkopf 1 mit dem Schmierölkreislauf des Zylinder­ kopfes in Verbindung steht. Damit wird wiederum ein automati­ scher Ventilspielausgleich für die Auslaßventile 3 geschaf­ fen.

Die Einlaßventile 2 werden wie im vorhergehenden Beispiel über erste Schlepphebel 6 von den Nocken 5 bzw. im Hochdreh­ zahlbereich von dem Nocken 8 der Einlaßnockenwelle 4 be­ tätigt, wobei wiederum eine mechanische Ventilspiel-Ein­ stellung mit Hilfe eines Plättchens 15 erfolgt, das zwischen dem Ventilschaft 2a und dem Schlepphebel 6 angeordnet ist.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungs­ beispiele beschränkt. Sie ist gleichermaßen anwendbar, wenn pro Zylinder nur ein Einlaß- und nur ein Auslaßventil vor­ gesehen ist, wenn sowohl die Einlaß- als auch die Auslaß­ ventile direkt über Tassenstößel betätigt werden, wobei für die Auslaßventile hydraulische Tassenstößel Anwendung finden, wenn anstelle von Schlepphebeln Kipphebel für die Betätigung der Einlaß- und/oder Auslaßventile verwendet werden, wenn keine variable Ventilsteuerung für die Einlaßventile vorge­ sehen ist, und wenn mehr als zwei Einlaß- und/oder Auslaß­ ventile pro Zylinder vorgesehen sind. Schließlich ist die Erfindung auch für Brennkraftmaschinen geeignet, bei denen die Einlaß- und die Auslaßventile von den Nocken einer einzigen Nockenwelle betätigt werden.

Claims (5)

1. Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine mit Einlaß- und Auslaßventilen (2 bzw. 3) die von Nocken (5, 8 bzw. 16) einer Nockenwellen (4 bzw. 17) betätigt werden, da­ durch gekennzeichnet, daß für die Einlaßventile (2) Mit­ tel (15) zur mechanischen Einstellung des Ventilspiels und für die Auslaßventile (3) eine hydraulische Ven­ tilspiel-Ausgleichseinrichtung (18 bzw. 22) vorgesehen ist.

2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßventile (2) über Schwinghebel (6) und die Auslaßventile (3) über hydraulische Tassenstößel (18) betätigt sind.

3. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßventile (2) und die Auslaßventile (3) über Schwinghebel (6 bzw. 20) betätigt sind, und daß für die Schwinghebel (20) der Auslaßventile (3) ein hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichselement (22) vorgesehen ist.

4. Ventilsteuerung bei einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßventile (2) von Nocken (5, 8) einer ersten Nockenwelle (4) und die Auslaßventile (3) von Nocken (16) einer zweiten Nockenwelle (17) betätigt sind.

5. Ventilsteuerung nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Ein­ laßventile (2) pro Zylinder vorgesehen sind, die über eigene, erste Schlepphebel (6) von eigenen, ersten Nocken (5) einer Nockenwelle (4) betätigbar sind, und das min­ destens ein zweiter, von einem zweiten Nocken (8) der Nockenwelle (4) betätigbarer Schlepphebel (9) vorgesehen ist, der mit mindestens einem ersten Schlepphebel (6) zum gemeinsamen Verschwenken durch den zweiten Nocken (8) koppelbar ist.