DE69508214T2 - Ventilsteuerungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Ventilsteuerungsvorrichtung einer BrennkraftmaschineInfo
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- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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- F01L13/0031—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of tappet or pushrod length
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Description
- Diese Erfindung betrifft allgemein Ventilsteuersysteme für Verbrennungsmotoren.
- Im besonderen betrifft sie ein Steuersystem, wie es in der europäischen Patentanmeldung EP-A-0,574.867 beschrieben ist, die einen integrierenden Bestandteil dieser Beschreibung bilden soll und die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 enthält.
- Im besonderen betrifft diese Erfindung ein Ventilsteuersystem für einen Verbrennungsmotor, wie es im angeschlossenen Anspruch 1 festgelegt ist.
- Bei einem Ventilsteuersystem kann ein schwerwiegendes Problem auftreten, wenn die Drehung der Nockenwelle, mit der die Steuerung getaktet wird, "irreversibel" sein kann. Genauer gesagt: infolge der Geometrie der Nocke und des Ventilstößels, der mit der Nocke zusammenwirkt, kann es bei einer Drehung der Nocke, die entgegensetzt zur normalen Laufrichtung des Motors verläuft, vorkommen, dass dies zu einem Anstoßen der Nocke, im besonderen ihres Spitzenbereichs, am Ventilstößel führt.
- Derartige anormale Laufzustände können beispielsweise dann auftreten, wenn sich ein Kraftfahrzeug, das in seinem Motor mit der Vorrichtung ausgestattet ist, auf einem ansteigenden Straßenstück befindet, wobei der Motor abgestellt und ein hoher Gang eingelegt sind. In diesem Fall können die Bauelemente des Motors, im besonderen die Kurbelwelle und die mit ihr drehbar gekuppelte Nockenwelle, in der entgegengesetzten Richtung in Drehung versetzt werden, als dies unter normalen Betriebsbedingungen zu erwarten wäre. Dies kann dann eintreten, wenn die Steigung der Straße so groß ist, dass der Widerstand, der im Motor durch die Reibung hervorgerufen wird, sowie die herabgesetzte Motorbremswirkung wegen des hohen Übersetzungsverhältnisses überwunden werden.
- Bei derartigen Betriebszuständen wirken die auf die Nockenwelle aufgekeilten Nocken, da sie sich entgegensetzt zur normalen Richtung drehen, mit den aktiven Flächen ihrer entspre chenden Ventilstößel zusammen, wobei sie sich aber entgegengesetzt zum Normalfall bewegen. Diese Situation kann kritisch werden, wenn die Nocken asymmetrische Profile besitzen, die mit den Ventilstößeln zusammenwirken, wobei dies anders als bei plattenförmigen aktiven Flächen verläuft, wie dies bei dieser Erfindung der Fall ist. Unter diesen Umständen ist es tatsächlich möglich, dass die Nockenspitzen an den konvexen Profilen der Ventilstößel anstoßen, wodurch der Motor beschädigt wird, im besonderen was einen Bruch oder ein Abstreifen des Steuerriemens betrifft, der die Drehbewegung von der Kurbelwelle zur Nockenwelle überträgt.
- Die vorliegende Erfindung liefert ein System, mit dem dieses Problem überwunden werden kann.
- Im besonderen ist das System gemäß der Erfindung mit Nocken ausgestattet, deren asymmetrische Profile eine sehr breite automatische Veränderung im Ventilschließwinkel sicherstellen, um das Füllen der Zylinder bei allen Motordrehzahlen zu maximieren und einen hohen Füllungsgrad sowie eine optimale spezifische kW-Leistung bei jeder Motordrehzahl zu erreichen, wobei weiters sichergestellt wird, dass sich die Nocken entgegengesetzt zur normalen Drehrichtung drehen können, das heißt, dass eine "reversible" Drehung der Nockenwelle sichergestellt wird, wodurch jede Gefahr einer Beschädigung der Motorteile vermieden wird, die durch eine entgegengesetzte Drehung der Nockenwelle hervorgerufen wird.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nun folgenden ausführlichen Beschreibung eines nichteinschränkenden Beispiels sowie im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen zeigt:
- Fig. 1 die geschnittene Seitenansicht eines Teils des Systems gemäß der Erfindung, wobei das Ventil geschlossen ist;
- Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche vergrößerte Darstellung bei geöffnetem Ventil;
- Fig. 3 die geschnittene Seitenansicht eines Teils ei nes Zylinderkopfs, der mit einem System gemäß der Erfindung ausgestattet ist; und
- Fig. 4 den Schnitt entlang der Achse IV-IV von Fig. 3.
- Im Zusammenhang mit den Zeichnungen ist mit der Bezugsziffer 1 der Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors (in den Zeichnungen nur teilweise dargestellt) bezeichnet.
- Ein Ansaugkanal, der einem der Zylinder zugeordnet ist; ist mit der Bezugsziffer 2 versehen, wobei seine Austrittsöffnung von einem Ventilelement 3 gesteuert wird, dessen Kopf in der geschlossenen Stellung auf einem Sitz 3a aufliegt. Obwohl im Laufe dieser Beschreibung besonders auf die Einlassventile Bezug genommen wird, kann diese Erfindung gleichfalls dazu verwendet werden, um entweder Einlassventile oder Auslassventile zu steuern.
- Jedes Ventilelement 3 besitzt einen Schaft 4, der längs einer Achse D ausgelenkt werden kann, um das Öffnen und Schließen des Kanals 2 zu steuern, wobei der Schaft von einer Führungsbuchse 4a mit bekanntem Aufbau geführt wird, die dem Zylinderkopf 1 zugeordnet ist. Jedes Ventilelement 3 wird zyklisch von einer zugeordneten Nocke 5 in Bewegung gesetzt, die auf der Nockenwelle des Verbrennungsmotors sitzt und sich um die Achse F der Nockenwelle gegen des Uhrzeigersinn (bezogen auf die Zeichnungen) dreht, wie dies der Pfeil E zeigt, wenn der Motor normal läuft.
- Ein Ventilstößel 6, der einen im wesentlichen schalenförmigen Körper besitzt, ist zwischen der Nocke 5 und jenem Ende des Schafts 4 angeordnet, das näher zur Nocke 5 liegt. Der Ventilstößel 6 kann axial in einer Buchse 8 gleiten, die koaxial zur Achse D liegt und am Zylinderkopf 1 starr befestigt ist.
- Ein Einspannelement 10 mit bekanntem Aufbau ist am Ventilschaft 4 axial befestigt, wobei es mit einem Paar von konzentrischen Schraubenfedern 11 und 12 in Eingriff steht, die dazu dienen, um das Ventilelement 3 in jene Stellung vorzuspannen, in der es den Kanal 2 verschließt.
- Der Ventilstößel 6 weist einen Kopf 14 auf, der der Nocke 5 gegenüberliegt und eine aktive Fläche 15 besitzt, um mit dem Profil der Nocke 5 zusammenzuwirken. Der Kopf 14, der mit dem Ventilstößel 6 starr verbunden ist, wird an einer Drehung in der Buchse 8 durch ein "bügelartiges" Führungselement 16 gehindert, das im Grundriss eine im wesentlichen gebogene Form besitzt, die der Form des benachbarten Rands des Kopfs 14 entspricht, wobei es am Zylinderkopf 1 mit einer Schraube 17 starr befestigt ist, die auch dazu dient, um die Buchse 8 festzuhalten.
- Ein Puffer 18 liegt zwischen dem Ende des Schafts 4 gegenüber der Nocke 5 und dem Kopf 14 des Ventilstößels 6, wobei durch ein Auswechseln die relative Stellung der Nocke 5 und des Ventilstößels 6 (Ventilspiel) fein eingestellt werden kann. Dazu ist der Ventilstößel 6 an der Basis des Kopfs 14 mit einer Öffnung 18a versehen, durch die der Puffer 18 mit einem geeigneten Werkzeug (in den Zeichnungen nicht dargestellt) herausgezogen und eingesetzt werden kann. Selbstverständlich können alternativ zu den Einstellpuffern 18 bekannte Hydraulikvorrichtungen zwischen den Schaft 4 eines jeden Ventilelements und den entsprechenden Ventilstößel 6 eingesetzt werden, um das Ventilspiel automatisch zu kompensieren.
- Im Zylinderkopf 1 ist ein Kanal 20 vorgesehen, der mit einem unter Druck stehenden Öl angespeist wird, um den Motor zu schmieren. Dieser Kanal 20 ist Teil eines Hydraulikkreislaufs 20a des Zylinderblocks und steht mit einer peripheren Ringkammer 22 in Verbindung, die Teil des selben Kreislaufs ist und die Buchse 8 umschließt, wobei ihre Aufgabe aus der folgenden Beschreibung besser ersichtlich wird.
- Die Nocke 5 besitzt ein asymmetrisches Profil, das einen Basisbereich 25 mit einem konstanten Krümmungsradius R&sub0; sowie an der gegenüberliegenden Seite einen Spitzenbereich 27 aufweist, der ebenfalls einen konstanten Krümmungsradius R&sub1; besitzt, dessen Mittelpunkt von der Drehachse F der Nockenwelle beabstandet ist.
- Zwischen dem Basisbereich 25 und dem Spitzenbereich 27 der Nocke 5 befinden sich ein "weniger steiler" Profilbereich 29, der das Öffnen des Ventils steuert, und ein "steilerer" Profilbereich 31, der das Schließen des Ventils steuert. Der Ausdruck "weniger steil", der bei dieser Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen verwendet wird, dient dazu, um ein Profil anzugeben, das in einem Polarkoordinatensystem eine stärkere Änderung der radialen Koordinate bei einer vorgegebenen Zunahme der Winkelkoordinate anzeigt. Durch die Form der Profile 29 und 31 benötigt die Öffnungsphase des Ventils, das heißt jene Phase, in der sich das Ventil von Null auf die maximale Anhebung bewegt, eine Winkelbewegung der Nocke, die größer als jene Winkelbewegung ist, die notwendig ist, um das Ventil zurück in seine geschlossene Stellung zu bringen.
- Im besonderen besteht ein wesentlicher Teil des Profilbereichs 31 aus einer Geraden, die tangential an einen Kreis liegt, der einen Krümmungsradius R&sub2; besitzt, der kleiner als der Krümmungsradius R&sub0; des Basisbereichs 25 ist, und dessen Mittelpunkt in F liegt. Diese Gerade ist daher an einem Ende mit dem Basisbereich 25 und am anderen Ende mit dem Spitzenbereich 27 verbunden.
- Die Nocke 5 wirkt mit der aktiven Fläche 15 des Ventilstößels 6 zusammen, die einen ersten flachen Bereich 33 aufweist, der im wesentlichen senkrecht zur Achse D verläuft, längs der sich der Ventilschaft 4 bewegt. Der flache Bereich 33 ist mit einem gekrümmtem Bereich 35 verbunden, um einen konvexen Bereich zu bilden, der der Nocke 5 gegenüberliegt und dessen konstanter Krümmungsradius das Bezugszeichen R&sub3; trägt.
- Die Krümmungsradien R&sub0;, R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; sind vorzugsweise über Zahlenverhältnisse verkettet, mit denen das Steuersystem so bemessen werden kann, dass sein Betrieb optimiert wird:
- - das Verhältnis des Krümmungsradius R&sub1; des Spitzenbereichs 27 zum Krümmungsradius R&sub0; des Basisbereichs 25 liegt zwischen 0,35 und 0,40, wobei es vorzugsweise zwischen 0,36 und 0,398 liegt;
- - das Verhältnis des Krümmungsradius R&sub2; von jenem Kreis, der das "steilere" gerade Profil des Profilbereichs 31 der Nocke 5 berührt, zum Krümmungsradius R&sub0; des Basisbereichs 25 liegt zwischen 0,5 und 0,8;
- - das Verhältnis des Krümmungsradius R&sub3; des gekrümmten Bereichs 35 der aktiven Fläche 15 des Ventilstößels 6 zum Radius R&sub1; des Spitzenbereichs der Nocke 5 liegt zwischen 0,8 und 1,2.
- Das oben beschriebene Steuersystem ist so aufgebaut, dass dann, wenn die Motordrehzahl einen kritischen Schwellenwert überschreitet, die Nocke 5 während der Schließphase des Ventils den Kontakt mit dem Ventilstößel 6 verliert, während dann, wenn die Drehzahl des Motors kleiner oder gleich dem oben erwähnten Schwellenwert ist, der Ventilstößel 6 und im besonderen seine aktive Fläche 15 mit dem Profil der Nocke 5 in Berührung steht.
- Wenn die Motordrehzahl den oben erwähnten Schwellenwert überschreitet, verliert die aktive Fläche 15 des Ventilstößels 6 während der Schließphase des Ventils den Kontakt mit dem Profilbereich 31 der Nocke 5, wodurch infolge der "Steilheit" des Profilbereichs 31 und der hohen Nockendrehzahl ein "ballistischer" Vorgang hervorgerufen wird, wobei die Nockendrehzahl selbstverständlich eine direkte Funktion der Motordrehzahl ist, da die Nockenwelle von der Kurbelwelle angetrieben wird. Unter diesen Bedingungen wird das Schließen des Ventils nur von der Masse der sich bewegenden Teile, vom Druck der Federn 11 und 12 sowie von irgendwelchen Trägheits- und Dämpfungskräften bestimmt, denen das Ventilelement 3 ausgesetzt ist.
- Da alle oben erwähnten Faktoren von der Motordrehzahl unabhängig sind, folgt, dass von jenem Moment an, an dem die Berührung zwischen dem Ventilstößel und der Nocke verloren geht, die Rückkehr des Ventils in seine geschlossene Stellung auch von der Motordrehzahl unabhängig ist und damit in einem im wesentlichen konstanten Zeitintervall auftritt, unabhängig davon, wie hoch die Motordrehzahl über diesem Schwellenwert liegt.
- Das Steuersystem gemäß dieser Erfindung ermöglicht daher die effiziente und einfache Lösung sowohl für einen kleinen Ventilschließwinkel bei niedrigen Motordrehzahlen als auch für einen großen Ventilschließwinkel bei hohen Motordrehzahlen, wobei der Schließwinkel automatisch größer wird, wenn die Motordrehzahl über einen Schwellenwert ansteigt.
- Im besonderen ist es der Wertebereich, der oben für das Verhältnis des Krümmungsradius R&sub1; zum Krümmungsradius R&sub0; angegeben ist, der so einfach wie möglich den besten Kompromiss zwischen der Forderung nach einer sehr breiten automatischen Änderung des Ventilschließwinkels, wodurch die Füllung der Zylinder bei allen Motordrehzahlen maximiert wird, um die spezifische kW-Leistung des Motors bei allen Drehzahlen zu optimieren, und der Forderung liefert, die "Reversibilität" der Drehung der Nockenwelle sicherzustellen, wie dies ähnlich normalerweise bei Motoren zu sehen ist, die mit herkömmlichen Nocken mit symmetrischen Profilen sowie mit Ventilstößeln ausgestattet sind, die plattenförmige aktive Flächen besitzen.
- Das System gemäß der Erfindung ist weiters mit einer hydraulischen Bremsvorrichtung versehen, die dazu dient, um die Bewegung des Ventilelements im letzten Stadium der Schließbewegung zu verlangsamen, um eine harte Berührung zwischen dem Ventilstößel 6 und der Fläche der Nocke 5 zu verhindern.
- Diese hydraulische Bremsvorrichtung weist eine Kammer mit veränderbarem Volumen 40 auf, die zwischen dem Ventilstößel 6 und der Buchse 8 verläuft, wobei sie axial von einem Bereich mit größerem Durchmesser 6a des Ventilstößels 6 und am anderen Ende von einem Bereich mit kleinerem Durchmesser 8a der Buchse 8 begrenzt wird. Das Volumen der Kammer 40 ändert sich in Abhängigkeit von der relativen Lage des Ventilstößels 6 und der Buchse 8.
- Die Kammer 40 besitzt eine Grundfläche, die als Kreisring ausgebildet ist, der zur Achse D konzentrisch liegt und innen von einem Kreis mit dem Radius R&sub4; und außen von einem Kreis mit dem Radius R&sub5; begrenzt wird.
- Zwei Reihen von radialen Kanälen sind in der Buchse 8 in Übereinstimmung mit der peripheren Ringkammer 22 ausgebildet, wobei sie die Kammer 22, die über den Kanal 20 mit unter Druck stehendem Öl angespeist wird, mit der Kammer mit veränderbarem Volumen 40 in Verbindung bringen.
- Genauer gesagt: es handelt sich um Auslasskanäle mit kreisförmigem Querschnitt 46 und zylindrische Hydraulikbremsöffnungen 48, wobei der Durchmesser der Öffnungen 48 merklich kleiner als der Durchmesser der Kanäle 46 ist. Die Kanäle 46 sind im Vergleich zu ihren Durchmessern relativ kurz, das heißt, dass sie die Eigenschaften von Öffnungen in dünnen Wänden besitzen, wobei ein durch sie strömendes Fluid eine Dämpfungswirkung erzeugt, die von der Viskosität des verwendeten Fluids unabhängig ist. Andernfalls würde eine derartige Dämpfungswirkung von der Temperatur jenes Öls beeinflusst sein, das durch die Kanäle 46 fließt, wobei sich die Öltemperatur mit der Motortemperatur ändert.
- Die Fluidströmung durch die Kanäle 48 erzeugt eine hydraulische Bremswirkung, um die Bewegung des Ventilelements im letzten Teil seiner Schließphase zu verlangsamen, um eine plötzliche Berührung zwischen dem Ventilstößel 6 und der Fläche der Nocke 5 zu verhindern, die bei einem "ballistischen" Vorgang auftreten kann. Die Form und die Anzahl der Öffnungen 48 der hydraulischen Bremsvorrichtung sowie der Kanäle 46 können anders als beim Beispiel in dieser Beschreibung und in den beiliegenden Zeichnungen sein.
- Die gesamte Querschnittsfläche der Öffnungen 48 sowie die gesamte Querschnittsfläche der Kanäle 46 stehen vorzugsweise mit den Radien R&sub4; und R&sub5; in einem Zahlenverhältnis, damit die hydraulische Bremsvorrichtung so bemessen werden kann, um ihre Betriebseigenschaften zu optimieren, im besonderen:
- - das Verhältnis der gesamten Querschnittsfläche der Öffnungen 48 zur Fläche der Grundfläche der Kammer mit veränderbarem Volumen 40 liegt zwischen 0,002 und 0,016;
- - das Verhältnis der gesamten Querschnittsfläche der Kanäle 46 zur Grundfläche der Kammer mit veränderbarem Volumen 40 liegt zwischen 0,3 und 1.
- Fig. 3 und 4 zeigen den Zylinderkopf 1 eines Mehrzylindermotors, der mit dem System gemäß der Erfindung ausgestattet ist, wobei der Kopf eine Vielzahl von Ventilpaaren der Ventilelemente 3, jeweils ein Paar für jeden Zylinder des Motors, mit zugeordneten Ventilstößeln 6 und Buchsen 8 aufweist, von denen jede von einer zugeordneten peripheren Kammer 22 umgeben ist. Alle Kammern 22 werden mit einem unter Druck stehenden Motorschmieröl über den Kreislauf 20a angespeist, der einen einzigen Kanal 20 aufweist, der allen Einlassventilen gemeinsam ist.
- Der Kreislauf 20a weist ein Paar von Flüssigkeitsspeichern 50 auf, von denen jeder von einer zylindrischen Kammer 52 gebildet wird, die mit dem Kanal 20 über Anschlussleitungen 54 verbunden ist. Jede Kammer 52 ist mit einer Dämpfungsvorrichtung versehen, die von einem elastisch verformbaren Element 56 mit bekanntem Aufbau gebildet wird, das in der entsprechenden Kammer 52 ein Volumen einnimmt, das sich in Abhängigkeit von einer Öldruckänderung im Kreislauf 20a ändert, die von der zyklischen Volumsänderung der Kammern mit veränderbarem Volumen 40 stammt, die jedem Ventilelement 3 zugeordnet sind.
- Ein Rückschlagventil 58 liegt zwischen dem Kreislauf 20a und der Quelle des unter Druck stehenden Mototschmieröls. Auf diese Weise bildet der Hydraulikkreis 20a, wenn er ideal ohne Ölaustritt arbeitet, zusammen mit dem Kanal 20, den Kammern 22 und 40, den Leitungen 54 und den Flüssigkeitsspeichern 50 einen geschlossenen Hydraulikkreislauf, der vom Kreislauf für die Motorschmierung unabhängig ist. Wenn aus dem Kreislauf 20a Fluid austritt, wird der normale Ölstand durch die Öffnung des Ventils 58 wieder hergestellt, mit dem neues Öl, das dem Kreislauf für die Motorschmierung entnommen wird, dem Kanal 20 zugeführt wird.
- Wenn sich das Ventilelement 3 im Betrieb von seiner geschlossenen Stellung (Fig. 1) in seine offene Stellung (Fig. 2) re lativ zum Kanal 20 bewegt, strömt unter Druck stehendes Fluid aus der peripheren Ringkammer 22, die jedem Ventilelement zugeordnet ist, zum Kanal 20, der zur Kammer mit veränderbarem Volumen 40 führt. Diese Strömung erfolgt aufgrund der Volumsänderung der Kammer 40, die durch die Bewegung des Ventilstößels 6 und damit von dessen größerem Bereich 6a relativ zur Buchse 8 und besonders zu deren Bereich 8a hervorgerufen wird. Unter diesen Bedingungen kann das unter Druck stehende Öl durch die Kanäle 46 und 48 strömen und die Kammer 40 neu füllen. Wenn das Ventilelement zu seiner geschlossenen Stellung zurückkehrt, vermindert die Kammer 40 fortlaufend ihr Volumen, bis der größere Ventilstößelbereich 6a die Kanäle 46 absperrt. Während der restlichen Schließbewegung des Ventils kann das Fluid in der Kammer 40 nur durch die Öffnungen 46 strömen, wodurch eine Dämpfungswirkung erzeugt wird, mit der die Endphase der Schließbewegung des Ventils verlangsamt wird, um den Aufprall des Ventilstößels 6 auf die Nocke 5 sowohl in Betriebszuständen, in denen die Nocke 5 vom Ventilstößel getrennt ist, als auch in Betriebszuständen mit niedrigen Drehzahlen zu vermindern, wenn die Nocke 5 mit dem Ventilstößel 6 in einer konstanten Berührung steht.
- Jenes Öl, das während der Kontraktionsphase zyklisch aus der Kammer 40 austritt, wird wieder in den Hydraulikkreislauf 20a eingeführt und fließt durch den Kanal 20 entweder zu anderen Kammern 40, wenn sich diese in der Expansionsphase befinden, oder zu den Flüssigkeitsspeichern 50, um dem Kreislauf 20a in einer Phase wieder zugeführt zu werden, in der es durch die Ausdehnung von einer oder mehreren Kammern 40 abgezogen wird.
Claims (9)
1. Ventilsteuersystem für einen Verbrennungsmotor, wobei das
System aufweist:
ein Ventil (3), das sich zwischen einer geschlossenen
Stellung und einer offenen Stellung eines Kanals (2) bewegen
kann;
elastische Vorspannungseinrichtungen (11, 12), mit denen
das Ventil (3) in seine geschlossene Stellung vorgespannt
wird;
eine Ventilsteuereinrichtung, mit der das Ventil (3) so
gesteuert wird, um gegen die Wirkung der elastischen
Einrichtungen (11, 12) zyklische Bewegungen zur offenen
Stellung hervorzurufen,
wobei die Ventilsteuereinrichtung eine drehbare Nocke (5)
mit einem asymmetrischen Profil enthält, das aufweist:
- einen ersten exzentrischen Profilbereich (29), der die
Bewegung des Ventils (3) zu dessen offener Stellung steuert,
- einen zweiten exzentrischen Profilbereich (31), der
steiler als der erste exzentrische Profilbereich (29) ist, um
die Bewegung des Ventils (3) zu dessen geschlossener Stellung
zu steuern, sowie
- einen Basisbereich (25) und einen Spitzenbereich (27),
die zwischen dem ersten und zweiten exzentrischen
Profilbereich (29, 31) verlaufen und mit dem ersten und
zweiten exzentrischen Profilbereich (29, 31) an
gegenüberliegenden Seiten der Drehachse (F) der Nocke (5)
verbunden sind, wobei sowohl der Basisbereich als auch der
Spitzenbereich (25, 27) entsprechende konstante
Krümmungsradien (R&sub0;, R&sub1;) besitzen, wobei das Verhältnis von
R&sub1;/R&sub0; zwischen etwa 0,35 und 0,40 liegt, und
einen Ventilstößel (6), der betriebsmäßig zwischen der
Nocke (5) und dem Ventil (3) liegt und mit einer aktiven
Fläche (15) versehen ist, die der Nocke (5) gegenüberliegt,
wobei die aktive Fläche (15)
- zumindest während der Öffnungsbewegung des Ventils (3)
so mit dem Nockenprofil in Eingriff gelangen kann, dass dann,
wenn die Drehzahl der Nocke (5) einen Schwellenwert
überschreitet, die aktive Fläche (15) des Ventilstößels (6)
den Kontakt mit dem Nockenprofil verliert, wodurch die
Schließbewegung des Ventils (3) von der Drehung der Nocke (5)
entkoppelt wird, so dass die Schließbewegung unabhängig von
der Drehzahl der Nocke (5) in einem im wesentlichen festen
Zeitintervall auftritt, und
- einen flachen Bereich (33), der im wesentlichen
senkrecht zur Bewegungsrichtung (D) des Ventilstößels (6)
verläuft, sowie einen gekrümmten Bereich (35) besitzt, der mit
dem flachen Bereich (33) so verbunden ist, um einen konvexen
Bereich zu bilden, der der Nocke (5) gegenüberliegt,
eine hydraulische Bremsvorrichtung, die einem
Hydraulikkreislauf (20a) zugeordnet ist, um die Bewegung des
Ventils (3) in der Endphase von dessen Schließbewegung zu
verlangsamen,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hydraulikkreislauf (20a) einen geschlossenen
Hydraulikkreislauf bildet, der vom Kreislauf für die
Motorschmierung unabhängig ist, und
ein Rückschlagventil (58) zwischen dem Hydraulikkreislauf
(20a) und dem Kreislauf für die Motorschmierung liegt, so dass
ein Fluidverlust vom Hydraulikkreislauf (20a) durch das Öffnen
des Rückschlagventils (58) zurückgegeben wird, um neues Öl aus
dem Kreislauf für die Motorschmierung entnehmen zu können.
2. System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verhältnis des Krümmungsradius (R1) des Spitzenbereichs (27)
zum Krümmungsradius (R2) des Basisbereichs (25) zwischen etwa
0,36 und 0,398 liegt.
3. System gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite exzentrische Profilbereich (31) einen geraden
Bereich aufweist, der tangential an einen Kreis verläuft, der
einen Krümmungsradius (R2) besitzt, der kleiner als der
Krümmungsradius (R0) des Basisteils (25) der Nocke (5) ist,
wobei das Verhältnis des kleineren Radius (R2) zum Basisradius
(R0) zwischen etwa 0,5 und 0,8 liegt.
4. System gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der
Krümmungsradius (R3) des gekrümmten Bereichs (35) der aktiven
Fläche (15) des Ventilstößels (6) konstant ist, wobei das
Verhältnis dieses Krümmungsradius (R3) zum Krümmungsradius
(R1) des Spitzenbereichs (27) der Nocke (5) zwischen etwa 0,8
und 1, 2 liegt.
5. System gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der
Ventilstößel (6) ein schalenförmiges Element aufweist, das in
einer ortsfesten Buchse (8) verschiebbar ist, wobei die
hydraulische Bremsvorrichtung eine Kammer mit veränderbarem
Volumen (40) aufweist, die zwischen dem schalenförmigen
Element und der Buchse (8) gebildet wird, wobei die Kammer mit
veränderbarem Volumen (40) mit der Quelle eines unter Druck
stehenden Öls über zumindest eine Öffnung (48) der
hydraulischen Bremse, wobei die zumindest eine Öffnung (48)
radial durch die Buchse (8) verläuft, sowie über zumindest
eine Auslassöffnung (46) dauernd in Verbindung steht, mit der
die Kammer mit veränderbarem Volumen (40) mit der Quelle des
unter Druck stehenden Öls nur dann in Verbindung steht, wenn
das Ventil (3) von seiner geschlossenen Stellung beabstandet
ist.
6. System gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kammer mit veränderbarem Volumen (40) in der Bewegungsrichtung
des Ventils (3) einen konstanten Querschnitt besitzt, wobei
das Verhältnis der gesamten Fläche von der zumindest einen
Auslassöffnung (46) zur Grundfläche der Kammer mit
veränderbarem Volumen (40) zwischen etwa 0,3 und 1 liegt.
7. System gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verhältnis der gesamten Fläche des zumindest einen Kanals (48)
der hydraulischen Bremse zur Grundfläche der Kammer mit
veränderbarem Volumen (40) zwischen etwa 0,002 und 0,016
liegt.
8. System gemäß irgendeinen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass der Hydraulikkreislauf ((20a) zumindest
einen Fluidspeicher (50) aufweist.
9. System gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der
zumindest eine Fluidspeicher (50) eine elastische
Dämpfungsvorrichtung (56) aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
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