EP0545979B1 - Hydraulischer ventilstössel für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Hydraulischer ventilstössel für eine brennkraftmaschine Download PDF

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EP0545979B1
EP0545979B1 EP91914827A EP91914827A EP0545979B1 EP 0545979 B1 EP0545979 B1 EP 0545979B1 EP 91914827 A EP91914827 A EP 91914827A EP 91914827 A EP91914827 A EP 91914827A EP 0545979 B1 EP0545979 B1 EP 0545979B1
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EP
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valve
housing
tappet
pressure valve
liquid
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Donatus Wichelhaus
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Dr Ing HCF Porsche AG
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    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
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    • F01L1/143—Tappets; Push rods for use with overhead camshafts
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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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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S137/00—Fluid handling
    • Y10S137/909—Magnetic fluid valve

Definitions

  • Such tappets are used to transmit the forces acting between the camshaft and the intake and exhaust valves.
  • cup-shaped valve lifters that are slidably mounted in the cylinder head between cams and valves are often used. These are generally connected to the lubricating oil circuit and bring about a hydraulic valve lash compensation, which makes maintenance work in this regard superfluous, e.g. B. known from DE-37 24 655.
  • a cam-operated valve lifter which influences the valve lift by means of a hydraulic device, is, for. B. disclosed in DE-36 25 627.
  • a hydraulic valve with an electrorheological or electroviscous fluid is known, which can also be used in the valve train of an internal combustion engine.
  • a cylindrical housing is mounted in a receptacle, in which a piston connected to the gas exchange valve and a high-pressure valve are guided.
  • a changeable working space is formed between the high pressure valve and the piston, which is filled with the electrorheological or electroviscous liquid.
  • the piston of the valve is connected to the cam of the camshaft via a tappet base, the tappet base with the subsequent piston being able to dip into the cylindrical housing.
  • the object underlying the invention is to provide a hydraulic valve tappet and a cylinder head with such a tappet for an internal combustion engine, with which the valve lift can be varied during the operation of the internal combustion engine.
  • the displaced liquid is displaced into a compensation space formed between the high pressure valve and a housing base, on which the cam acts, so that the liquid remains inside the valve tappet; their volume is therefore small.
  • the viscosity is changed to "liquid” and a spring arranged between the housing base and a sealing disk covering the compensation space pushes the liquid back through the high-pressure valve into the working space.
  • the remaining of the liquid inside the valve tappet avoids the problems that usually occur with oil-hydraulic tappets caused by foamed oil, such as e.g. B. rammers and the resulting noise that pretend a knock control combustion noise at or above the knock limit.
  • the necessary electronic voltage is transmitted without contact by induction windings inserted in the valve tappet housing and a tappet guide.
  • An electronic control device controls the electrical voltage and thus the valve lift. Due to the Oppermann effect, the tappet is self-regulating, since when the liquid is displaced by the cylinder shells, a voltage which is dependent on the displacement speed is induced and which forwards the current valve lift to the circuit.
  • optimal valve lifts are stored in the control device in characteristic maps. Thus, depending on the parameter, a z. B. for minimum pollutant emissions or maximum performance optimal valve lift can be realized.
  • the control can be carried out individually for each gas exchange valve.
  • the two valves can be opened one after the other with a different stroke with a different phase.
  • one of the two intake valves can be switched off in which the displacement of the piston in the housing is chosen to be as large as the maximum cam stroke and the viscosity is set to "rigid" at the point of the maximum cam stroke.
  • the tappet 4 has a cup-shaped housing 6 with a housing base 7 which is in direct contact with a cam 8 of a camshaft, which is only indicated.
  • a pin 12 connected on one side to the bottom 7 and separated by a step 9 into two sections 10, 11.
  • Between the first section 10 and the Housing 6 extends radially with a sealing washer 14 inserted with two sealing rings 13 and axially displaceable on the pin 12. It is acted upon on one side by a plate spring 15 which is supported on the base 7.
  • a rigid hydraulic high pressure valve 20 which has no moving parts and which bears against the step 9 and a corresponding stop 21 in the housing 6.
  • the upper and lower sides 22 and 23 of the valve 20 are each delimited by a valve plate 24. Axial displacements of the valve 20 are prevented by securing rings 25 fixed on the pin 12 and in the housing 6.
  • the control device 36 comprises a high-voltage module 37, which is controlled, among other things, by characteristic diagrams K. Voltage values UH, which correspond to a specific valve lift H, are stored in these characteristic maps K as a function of load L, speed n and oil temperature T ⁇ l of the internal combustion engine.
  • the high-voltage module 37 supplies an output voltage UA to the induction winding 35 of the tappet guide 3.
  • the bucket tappet 4 is moved back and forth in the fixed tappet guide 3 by the rotating cam 8 or by a valve spring (not shown). This movement induces a voltage UI in the induction winding 32, which is applied to the cylinder shells 28 via the connections 33.
  • the liquid F is guided helically along the insulator bridges 30 through the flow channels 29.
  • This helical course extends the path by which the liquid F is displaced in the flow channels 29 and, together with a relatively rough surface of the cylinder shells 28, thereby increases the adhesion of the liquid F and thus the transferable force.
  • the insulator bridges 30 run steeper with increasing radius of the cylinder shells 28.
  • the current sensed by the current measuring resistor 40 during the displacement of the piston 26 deviates from the current IS flowing in the case of a rigid liquid, since the electrical conductivity of the liquid F depends on its flow rate in the high-pressure valve 20. With the change in current, the voltage UA detected by the voltage measuring resistor 38 changes. If the comparator 41 then reports that the voltage UA corresponds to the desired voltage UAS required for the desired valve stroke H, the displacement of the piston 26 is terminated in that the high-voltage module 37 supplies an output voltage UA which allows the liquid F to solidify again.

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Abstract

Ein hydraulischer Ventilstössel (4) für eine Brennkraftmaschine weist ein Hochdruckventil (20) auf, durch das in Abhängigkeit einer elektrischen Spannung eine elektroviskose Flüssigkeit strömt. Ein mit einem Gaswechselventil (5) in Verbindung stehender Kolben (26) wird dabei verschoben, so dass der Ventilhub (H) kontinuierlich variabel ist. Mit einer elektronischen Steuereinrichtung (36) wird der Ventilhub in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine beeinflusst.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ventilstößel für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Zylinderkopf mit einem derartigen Stößel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
  • Derartige Stößel dienen der Übertragung der zwischen Nockenwelle und Ein- bzw. Auslaßventilen wirkenden Kräfte. In modemen, leistungsfähigen Brennkraftmaschinen werden häufig direkt zwischen Nocken und Ventilen verschiebbar im Zylinderkopf gelagerte, tassenförmige Ventilstößel verwendet. Diese sind im allgemeinen an den Schmierölkreislauf angeschlossen und bewirken einen hydraulischen Ventilspielausgleich, der diesbezügliche Wartungsarbeiten überflüssig macht, wie z. B. bekannt aus der DE-37 24 655. Zur Verbesserung von Drehmoment, Schadstoffausstoß, Kraftstoffverbrauch und Leerlaufqualität ist es bekannt, den Ventilhub und/oder die Ventilüberschneidung variabel zu gestalten. Ein nockenbetätigter Ventilstößel, der mittels einer hydraulischen Vorrichtung den Ventilhub beeinflußt, ist z. B. in der DE-36 25 627 offenbart. Der darin gezeigte Stößel steht über einen Hydraulikraum mit einem Gaswechselventil in Wirkverbindung. Zur Variation des Ventilhubes kann ein Teil der Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikraum mittels eines Steuerventiles abgeführt werden. Eine Zusammenstellung von variablen Ventilbetätigungsmechanismen ist in dem SAE-Paper 891674, "A Survey of Variable-Valve-Actuation Technology", offenbart.
  • Aus der US-A-4,930,463 ist ein Hydraulikventil mit einer elektrorheologischen bzw. elektroviskosen Flüssigkeit bekannt, das auch im Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine zur Anwendung kommen kann. Dazu ist in einer Aufnahme ein zylindrisches Gehäuse gelagert, in dem ein mit dem Gaswechselventil in Verbindung stehender Kolben und ein Hochdruckventil geführt sind. Zwischen dem Hochdruckventil und dem Kolben ist ein veränderbarer Arbeitsraum ausgebildet, der mit der elektrorheologischen bzw. elektroviskosen Flüssigkeit gefüllt ist. Der Kolben des Ventils steht dabei über einen Stößelboden mit dem Nocken der Nockenwelle in Verbindung, wobei der Stößelboden mit anschließendem Kolben in das zylindrische Gehäuse eintauchen kann.
  • Aus der Zeitschrift "Automotive Engineering", Volume 91, Nummer 11, 1983, Seite 61 - 66 ist es bekannt, ein von einer elektroviskosen Flüssigkeit (EVF) durchströmtes Ventil aus mehreren koaxial zueinander angeordneten Zylinderschalen aufzubauen, die durch radial verlaufende Streben beabstandet zueinander gehalten werden. Diese Ventil ist als Kolben in einen Hydraulikzylinder eingesetzt, der von einer EVF durchströmt wird. Diese Flüssigkeit durchströmt die Zylinderschalen ungehindert axial. so daß der.... Kolben in seiner Position verbleibt. Durch das Anlegen eines elektrischen Feldes kann innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne die Viskosität der EVF von dünnflüssig bis starr beliebig verändert werden. Der Strömungswiderstand zwischen den Zylinderschalen nimmt dabei zu, so daß der Kolben von der in den Hydraulikzylinder nachströmenden Flüssigkeit verschoben wird.
  • Aus der DE-36 09 861 ist es bekannt, zur Kontrolle und Regelung eines hydraulischen EVF-Systemes die beiden Elektroden und die dazwischenliegende EVF-Schicht als Bewegungssensor zu nutzen (Oppermann-Effekt). In Abhängigkeit der Durchflußgeschwindigkeit der EVF zwischen den Elektroden wird in den Elektroden ein Stromsignal erzeugt, welches einer elektronischen Schaltung zugeführt wird, die eine dementsprechende Ausgansspannung an die Elektroden liefert und so wiederum die Viskosität beeinflußt. Der Bewegungssensor ist also zugleich Stellglied für die Beeinflussung der Bewegung.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen hydraulischen Ventilstößel sowie einen Zylinderkopf mit einem derartigen Stößel für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem der Ventilhub während des Betriebes der Brennkraftmaschine variiert werden kann.
  • Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 9. Weitere, die Erfindung vorteilhaft gestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen benannt.
  • Dieser Ventilstößel erlaubt eine kontinuierliche Variation des Ventilhubes eines Gaswechselventiles durch die Anordnung eines starren, d.h. keinerlei bewegte Teile aufweisenden Hochdruckventiles und eines zwischen diesem Ventil und dem verschiebbaren Kolben ausgebildeten Arbeitsraumes, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, deren Viskosität durch das Anlegen einer elektrischen Spannung veränderbar ist.
  • Eine solche, elektroviskose Flüssigkeit (EVF) kann bezüglich ihrer Viskosität durch die elektrische Spannung von "flüssig" bis "hart" verändert werden. Eine an das Hochdruckventil gelegte Spannung baut ein elektrisches Feld auf, welches die Flüssigkeit durchsetzt und sie erstarren läßt. Zur Änderung des Ventilhubes ist die Flüssigkeit zunächst beim Auflaufen einer Nocke auf dem Ventilstößel flüssig, so daß durch die übertragenen Kräfte der Kolben verschoben wird und dabei Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum durch das Hochdruckventil hindurch verdrängt wird. Ist der gewünschte Ventilhub erreicht, erstarrt die Flüssigkeit zu einem festen Medium und auf aufgrund der kurzen Schaltzeiten für die Viskositätsänderung (Millisekunden) öffnet die jetzt starre Verbindung zwischen Nocken und Kolben das Gaswechselventil.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung wird die verdrängte Flüssigkeit in einen zwischen dem Hochdruckventil und einem Gehäuseboden, auf den die Nocke einwirkt, ausgebildeten Ausgleichsraum verschoben, so daß die Flüssigkeit innerhalb des Ventilstößels verbleibt; ihr Volumen ist daher gering. Beim Ablaufen der Nocke von dem Gehäuseboden wird die Viskosität auf "flüssig" geändert und eine zwischen Gehäuseboden und einer den Ausgleichsraum abdeckenden Dichtscheibe angeordnete Feder verschiebt die Flüssigkeit durch das Hochdruckventil hindurch zurück in den Arbeitsraum. Das Verbleiben der Flüssigkeit innerhalb des Ventilstößels vermeidet die üblicherweise bei ölhydraulischen Stößeln durch verschäumtes Öl auftretenden Probleme wie z. B. Stößelklappern und die dadurch hervorgerufenen Störgeräusche, die einer Klopfregelung Verbrennungsgeräusche an oder oberhalb der Klopfgrenze vortäuschen.
  • Die notwendige elektronische Spannung wird berührungsfrei durch in das Ventilstößelgehäuse und eine Stößelführung eingelegte Induktionswindungen übertragen. Eine elektronische Steuereinrichtung steuert die elektrische Spannung und damit den Ventilhub. Aufgrund des Oppermann-Effekts ist der Stößel selbstregelnd, da beim Verschieben der Flüssigkeit durch die Zylinderschalen eine von der Verschiebegeschwindigkeit abhängige Spannung induziert wird, die den aktuellen Ventilhub an den Schaltkreis weiterleitet. Für bestimmte Parameter der Brennkraftmaschine, z. B. Last, Drehzahl und Öltemperatur, sind in der Steuereinrichtung in Kennfeldern optimale Ventilhübe gespeichert. Somit kann parameterabhängig jeweils ein z. B. für minimalen Schadstoffausstoß oder maximale Leistung optimaler Ventilhub realisiert werden.
  • Die Steuerung kann individuell für jedes Gaswechselventil vorgenommen werden. Dabei können bei einer mit z. b. zwei Einlaßventilen pro Zylinder ausgestatteten Brennkraftmaschine die beiden Ventile phasenversetzt nacheinander mit unterschiedlichem Hub öffnen. Weiterhin kann z. B. für einen niedrigen, verbrauchsoptimierten Leistungsbereich der Brennkraftmaschine eines der beiden Einlaßventile abgeschaltet werden, in dem der Verstellweg des Kolbens im Gehäuse so groß wie der maximale Nockenhub gewählt wird und die Viskosität in dem Punkt des maximalen Nockenhubes auf "starr" eingestellt wird.
  • Der Stößel ist z. B. als Tassenstößel verschiebbar direkt zwischen Nocke und Gaswechselventil, oder aber als ortsfest gelagerter Stößel anwendbar. Bei ortsfester Anordnung,z. B. als Auflager für Schwing- oder Kipphebel entfallen die Stößelführung und die Induktionswindungen, da in diesem Fall das Hochdruckventil direkt an die elektronische Steuereinrichtung angeschlossen ist.
  • Unabhängig davon bewerkstelligt der Ventilstößel in jedem Fall einen automatischen Ventilspielausgleich, z. B. bei einer desmodromischen Zwangssteuerung. Hierbei ergibt sich ein geringerer Fertigungs- und Wartungsaufwand.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren beispielhaft näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Teilquerschnitt durch einen Zylinderkopf mit einem Ventilstößel,
    Fig. 2
    eine perspektivische Ansicht eines Hochdruckventiles des Ventilstößels und
    Fig. 3
    eine perspektivische Ansicht einer Stößelführung mit einem schematischen elektrischen Schaltkreis.
    In einem nicht näher gezeigten Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine ist in einer Aufnahme 2 unter Zwischenschaltung einer hohlzylindrischen Stößelführung 3 ein als Tassenstößel 4 ausgebildeter, hydraulischer Ventilstößel verschiebbar gelagert, der auf ein nur angedeutet gezeigtes Gaswechselventil 5 wirkt.
  • Der Stößel 4 weist ein tassenförmiges Gehäuse 6 mit einem Gehäuseboden 7 auf, der in direktem Kontakt mit einer nur angedeuteten Nocke 8 einer Nockenwelle steht. Mittig in dem Gehäuse 6 erstreckt sich axial ein einseitig mit dem Boden 7 verbundener, durch eine Stufe 9 in zwei Abschnitte 10, 11 getrennter Zapfen 12. Zwischen dem ersten Abschnitt 10 und dem Gehäuse 6 erstreckt sich radial eine mit zwei Dichtringen 13 eingesetzte und axial auf dem Zapfen 12 verschiebbare Dichtscheibe 14. Sie wird auf einer Seite von einer Tellerfeder 15 beaufschlagt, die sich am Boden 7 abstützt. Zwischen dem zweiten Abschnitt 11 und dem Gehäuse 6 erstreckt sich ein starres, keinerlei bewegliche Teile aufweisendes, hydraulisches Hochdruckventil 20, welches an der Stufe 9 und einem entsprechenden Anschlag 21 im Gehäuse 6 anliegt. Die Ober- bzw. Unterseite 22 bzw. 23 des Ventiles 20 wird jeweils durch eine Ventilplatte 24 begrenzt. Axiale Verschiebungen des Ventiles 20 sind durch auf dem Zapfen 12 und in dem Gehäuse 6 festgelegte Sicherungsringe 25 verhindert.
  • Ein durch einen weiteren Sicherungsring 25 gegen Herausfallen gesicherter, auf das Gaswechselventil 5 der Brennkraftmaschine wirkender Kolben 26 ist mit einem weiteren Dichtring 13 verschiebbar in das Gehäuse 6 eingesetzt.
  • Das Hochdruckventil 20 besteht aus einer auf den Zapfen 12 aufgeschobenen Kernhülse 27 und mehreren koaxial und beabstandet zueinander angeordneten Zylinderschalen 28, wobei zwischen zwei benachbarten Schalen 28 jeweils ein Strömungskanal 29 entsteht in dem eine wendelförmige Isolatorbrücke 30 angebracht ist.
  • In die äußere Mantelfläche 31 des Gehäuses 6 ist eine wendelförmig in dieser Fläche 31 verlaufende, isolierte Induktionswindung 32 eingelassen, die über elektrisch leitende Verbindungen 33 so an die Zylinderschalen 28 angeschlossen sind, daß letztere als Plattenkondensator wirken. Die elektrisch isolierende Stößelführung 3 weist auf ihrer Führungsfläche 34 ebenfalls eine wendelförmig verlaufende, isolierte Induktionswindung 35 auf, die an eine elektronische Steuereinrichtung 36 angeschlossen ist, welche später erläutert wird und schematisch in Fig. 3 gezeigt ist.
  • Zwischen der Unterseite 23 und dem Kolben 26 ist ein Arbeitsraum A ausgebildet, der ebenso wie die mit ihm-in Verbindung'stehenden Strömungskanäle 29 mit einer elektroviskosen Flüssigkeit F gefüllt ist. Innerhalb dieses Arbeitsraumes A ist der Kolben 26 um einen Weg verschiebbar, der dem variablen Ventilhub H der Gaswechselventile entspricht.
  • Die Dichtscheibe 14 ist zwischen der Oberseite 22 und dem Gehäuseboden 7 um mindestens den Hub H verschiebbar, wobei zwischen der Scheibe 14 und der Oberseite 22 ein Ausgleichsraum R ausgebildet ist.
  • Die Steuereinrichtung 36 umfaßt ein Hochspannungsmodul 37, welches unter anderem von Kennfeldern K gesteuert wird. In diesen Kennfelder K sind Spannungswerte UH, die einem bestimmten Ventilhub H entsprechen, in Abhängigkeit von Last L, Drehzahl n und Öltemperatur TÖl der Brennkraftmaschine gespeichert. Das Hochspannungsmodul 37 liefert eine Ausgangsspannung UA an die Induktionswindung 35 der Stößelführung 3. Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird der Tassenstößel 4 durch die rotierende Nocke 8 bzw. durch eine nicht gezeigte Ventilfeder in der feststehenden Stößelführung 3 hin und her bewegt. Durch diese Bewegung wird in der Induktionswindung 32 eine Spannung UI induziert, die über die Verbindungen 33 an den Zylinderschalen 28 anliegt. Diese Spannung kann über das Verhältnis der Anzahl der Induktionswindungen 32 zu der Anzahl der Windungen 35 beeinflußt werden. Das-zwischen den Schalen 28 wirkende, die Flüssigkeit F durchdringende elektrische Feld verändert deren Viskosität in Richtung "starr", d.h. der Kolben 25 und die Dichtscheibe 14 verharren für einen maximalen Ventilhub H in der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Die Ausgangsspannung UA wird ständig über einen Spannungsmeßwiderstand 38 erfaßt, der in Reihe mit einem als Referenzwiderstand wirkenden Vorspannungswiderstand 39 parallel zu der Induktionswindung 35 geschaltet ist. Aufgrund einer geringen elektrischen Leitfähigkeit der Flüssigkeit F fließt ständig ein dem starren Zustand entsprechender Strom IS, der über einen Stiommeßwiderstand 40 erfaßt wird. Die Werte von UA und IS werden einem Komparator 41 zugeführt, der diese Werte UA, IS mit den im Kennfeld K gespeicherten Soll-Werten UAS und ISS vergleicht und gegebenenfalls korrigierend eingreift.
  • Soll z. B. aufgrund einer Lastinformation auf einen anderen Ventilhub H geschaltet-werden, wird von dem Hochspannungsmodul 37 die Ausgangsspannung UA soweit abgesenkt, daß sich die Viskosität der Flüssigkeit F in Richtung "flüssig" ändert. Bei der nächsten Umdrehung der Nocke 8 wird daher das Gehäuse 6 relativ zum Kolben 26 verschoben, wobei durch die Verkleinerung des Arbeitsraumes A Flüssigkeit F entlang der Strömungskanäle 29 in den Ausgleichsraum R verdrängt wird. Dabei wird die Dichtscheibe 14 entgegen der Federkraft der Tellerfeder 15 in Richtung des Gehäusebodens 7 verschoben.
  • Die Flüssigkeit F wird dabei wendelförmig entlang der Isolatorbrücken 30 durch die Strömungskanäle 29 geführt. Dieser wendelförmige Verlauf verlängert den Weg, um den die Flüssigkeit F in den Strömungskanälen 29 verschoben wird und erhöht dadurch gemeinsam mit einer relativ rauhen Oberfläche der Zylinderschalen 28 die Haftung der Flüssigkeit F und somit die übertragbare Kraft. Um einen gleichmäßigen Volumenstrom durch alle Strömungskanäle 29 zu führen, verlaufen die Isolatorbrücken 30 mit zunehmendem Radius der Zylinderschalen 28 steiler.
  • Der von dem Strommeßwiderstand 40 während des Verschiebens des Kolbens 26 erfaßte Strom weicht von dem bei starrer Flüssigkeit fließenden Strom IS ab, da die elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit F von ihrer Strömungsgeschwindigkeit in dem Hochdruckventil 20 abhängt. Mit der Stromänderung ändert sich die von dem Spannungsmeßwiderstand 38 erfaßte Spannung UA. Meldet dann der Komparator 41 ein Übereinstimmen der Spannung UA mit der für den gewünschten Ventilhub H erforderlichen Sollspannung UAS, wird das Verschieben des Kolbens 26 dadurch beendet, daß das Hochspannungsmodul 37 eine Ausgangsspannung UA liefert, die die Flüssigkeit F erneut erstarren läßt.
  • Beim Ablauf der Nocke 8 von dem Gehäuseboden 7 wird die Viskosität erneut auf "flüssig" geändert, so daß die Tellerfeder 15 die Dichtscheibe 14 verschiebt und dadurch die Flüssigkeit F aus dem Ausgleichsraum R durch die Strömungskanäle 29 in den Arbeitsraum A gelangt und den Kolben 26 verschiebt. Somit bleibt beim Schließen des Gaswechselventiles 5 der Kontakt zwischen Nocke 8 und Gehäuseboden 7 bzw. Kolben 26 und Gaswechselventil 5 so wie bei bekannten hydraulischen Tassenstößeln erhalten.
  • In dem Hochspannungsmodul 37 können weitere Kennfelder K gespeichert sein, in denen unterschiedliche Nockenformen als diesen entsprechende Spannungsverläufe UH abgelegt sind. Dabei lassen sich verschiedene Maximal hübe und/oder verschiedene Nockenflanken realisieren. Bei geringeren Hüben als dem maximalen Ventilhub läßt sich die Öffnungsgeschwindigkeit des Gaswechselventiles 5 z. B. durch die von der Geschwindigkeit der Spannungsänderung abhängige Viskositätsänderung beeinflussen. Wird der Verstellweg des Kolbens 26 in dem Gehäuse 6 so groß wie der Nockenhub NH der Nocke 8 gewählt, so kann im Betrieb der Brennkraftmaschine das mit dem Stößel 4 verbundene Gaswechselventil 5 abgeschaltet werden. Das Gehäuse 6 wird dabei um den Nockenhub NH gegenüber dem Kolben 26 verschoben und in dem Punkt maximalen Hubes durch Anlegen einer Spannung UA in diesem Zustand festgehalten. Der hydraulische Ventilstößel kann auch in Ventilsteuerungen von Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, bei denen die Nocken nicht unmittelbar auf einen in direktem Kontakt mit einem Gaswechselventil stehenden Tassenstößel wirken. Er ist z. B. auch bei einer Stoßstangensteuerung zwischen Stoßstange und Nocken bzw. Stoßstange und Kipphebel verschiebbar oder bei einer Schwing- oder Kipphebelsteuerung als ortsfestes Auflager des Schwing- oder Kipphebels anwendbar. Bei einer ortsfesten Anordnung kann die Stößelführung 3 und die Induktionswindung 32 entfallen, da in diesem Fall das Hochdruckventil 20 direkt an die Steuereinrichtung 36 angeschlossen ist.

Claims (12)

  1. Hydraulischer Ventilstößel für eine Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse (6) und einem in dem Gehäuse verschiebbar geführten und in Verbindung mit einem Gaswechselventil stehenden Kolben (26), mit einem in dem Gehäuse angeordneten Hochdruckventil (20) und mit einem zwischen dem Hochdruckventil (20) und dem Kolben (26) ausgebildeten veränderbaren Arbeitsraum (A), der mit einer Flüssigkeit (F) gefüllt ist, die das Hochdruckventil (20) axial durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochdruckventil (20) ohne bewegliche Teile ausgebildet ist, daß das Hochdruckventil (20) an der zylindrischen Mantelfläche des tassenförmigen Gehäuses (6) befestigt ist und daß die Viskosität der Flüssigkeit (F) durch Anlegen einer elektrischen Spannung (UA) an eine elektrische Verbindung (33) des Hochdruckventils (20) veränderbar ist.
  2. Stößel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zwischen einem Gehäuseboden (6) und dem Hochdruckventil (20) ausgebildeten, mit dem Arbeitsraum (A) in Verbindung stehenden Ausgleichsraum (R).
  3. Stößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Hochdruckventil (20) radial zwischen einem zentral in dem Gehäuse (5) verlaufenden, einseitig mit dem Gehäuseboden (6) verbundenen Zapfen (11) und dem Gehäuse (5) erstreckt.
  4. Stößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochdruckventil (20) aus mehreren koaxial und beabstandet zueinander angeordneten, von der Flüssigkeit (F) durchströmten Zylinderschalen (28) besteht.
  5. Stößel nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zwischen den Zylinderschalen (28) angeordnete, wendelförmig verlaufende Isolatorbrücken (30).
  6. Stößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochdruckventil (20) auf seiner dem Kolben (26) bzw. dem Gehäuseboden (6) zugewandten Ober- bzw. Unterseite (22 bzw. 23) von einer Ventilplatte (24) begrenzt ist.
  7. Stößel nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ausgleichsraum (R) axial verschiebbar auf dem Zapfen (11) eine einseitig von einer Feder (14) beaufschlagte Dichtscheibe (13) angeordnet ist.
  8. Stößel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch isoliert in die äußere Mantelfläche (31) des Gehäuses (5) eingelegte Induktionswindungen (32).
  9. Zylinderkopf mit einem Stößel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) in eine hohlzylindrische, in einer Aufnahme (2) des Zylinderkopfes angeordnete Stößelführung (3) eingesetzt ist.
  10. Zylinderkopf nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch isoliert in die Führungsfläche (34) der Stößelführung (3) eingelegte Induktionswindungen (35).
  11. Zylinderkopf nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung (UA) von einer elektronischen Steuereinrichtung (36) an die Verbindung (33) geliefert wird.
  12. Zylinderkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (36) Kennfelder (K) umfaßt, in denen verschiedenen Ventilhüben (H) entsprechende Verläufe von Spannungen (UH) in Abhängigkeit von Parametem (Last L, Drehzahl n, Öltemperatur TÖI) der Brennkraftmaschine gespeichert sind.
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