EP0627043B1 - Ventilbetätigungsmechanismus für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Ventilbetätigungsmechanismus für eine brennkraftmaschine Download PDF

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EP0627043B1
EP0627043B1 EP93903913A EP93903913A EP0627043B1 EP 0627043 B1 EP0627043 B1 EP 0627043B1 EP 93903913 A EP93903913 A EP 93903913A EP 93903913 A EP93903913 A EP 93903913A EP 0627043 B1 EP0627043 B1 EP 0627043B1
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EP
European Patent Office
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valve
levers
valve levers
actuating mechanism
bores
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP93903913A
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English (en)
French (fr)
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EP0627043A1 (de
Inventor
Michael Paul
Peter Hübschle
Wilhelm Hannibal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
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Publication of EP0627043B1 publication Critical patent/EP0627043B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/265—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder peculiar to machines or engines with three or more intake valves per cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/267—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—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
    • F01L13/0036—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 the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction

Definitions

  • the invention relates to a valve actuation mechanism for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1
  • first rocker arms are provided for actuating two intake valves, which interact with identical first cams, so that all intake valves are actuated in an identical manner in the first (lower) speed range.
  • Two second rocker arms are arranged between the first rocker arms or outside them, which interact with different second cams.
  • every second rocker arm can be coupled to the adjacent first rocker arm.
  • the first rocker arms are connected to one another by a bridge, and one or the other second rocker arm can optionally be coupled to the bridge and thereby to both first rocker arms.
  • two first rocker arms which cooperate with identical cams, are provided for the actuation of three inlet valves and are connected to one another by a bridge which acts on the three inlet valves.
  • the two second rocker arms which are arranged next to one another and between the two first rocker arms, can optionally be coupled to the bridge and thus to the two first rocker arms.
  • the opening force exerted by the second cams acts on one side on the first rocker arm or asymmetrically on the bridge connecting the first rocker arms, which generates a tilting moment which in particular makes decoupling more difficult and, in extreme cases, leads to jamming of the coupling means can.
  • JP-A-60-216014 describes a valve actuation mechanism for an internal combustion engine with three intake valves per cylinder, which are actuated by cams of a camshaft via rocker arms. Each valve is assigned its own rocker arm, which is mounted on its own rocker arm support and interacts with its own cam. There are no second rocker arms which can be connected to the three existing rocker arms for speed-dependent valve control via coupling means.
  • the object of the invention is to provide a valve actuation mechanism of the generic type for an internal combustion engine with three intake valves per cylinder, in which different Control times for the three intake valves in the first (lower) speed range can be realized and the occurrence of tilting moments with coupled first and second finger levers is avoided.
  • the first cams By appropriately designing the first cams, it is possible, for example, to achieve a lowering of the idling speed in the lowest speed range by not opening the first intake valve, briefly opening the second intake valve and opening the third intake valve for a long time at the late start of the intake without impairing the smoothness, because of the If there is no overlap between the inlet and outlet, the residual gas fraction, ie the amount of burned gases in the combustion chamber, is low and because the low idle mixture only enters the combustion chamber via the second and third inlet valve with different control times, creates a swirl in the combustion chamber that contributes to optimal combustion.
  • each first rocker arm and the valve actuated by the latter are preferably in a common plane. This prevents a tilting moment from being exerted on the rocker arms in every operating state, thus preventing the rocker arms from tilting and reducing wear between the rocker arm and cam.
  • the two second rocker arms since they are actuated by identical cams, can be rigidly connected to one another or can also be in one piece. They are preferably pivotally mounted on the common axis of the first rocker arm.
  • Claim 8 describes a simple possibility for coupling the first rocker arm to the second rocker arm, whereby, in contrast to the embodiment according to DE-A 38 00 347, coupling parts do not slide on one another in the decoupled state.
  • valve train for three intake valves E is shown. Each valve E is acted upon by a spring 1 in the closing direction.
  • the valves are actuated by their own cams 2, 3 and 4 of a camshaft 5 via rocker arms 6, which are pivotally mounted on a common fixed axis 7.
  • the cams 2, 3 and 4 preferably have different cam profiles in order to achieve a different valve lift, a different opening duration and / or different control times for the individual intake valves and to create optimal conditions in the lower and middle speed range of the internal combustion engine.
  • second cams 8 are provided on the camshaft 5 with an identical cam profile, which is designed for the conditions in the upper speed range of the internal combustion engine, that is, for example, produces a larger valve lift and a longer opening time.
  • Rocker arms 9 cooperate with the second cams 8, which can be coupled in the upper speed range with the first rocker arms 6, so that in this speed range the valves E are actuated according to the contour of the cams 8.
  • the free ends of the second rocker arms 9 are connected to one another by a crossmember 10 which runs in front of and at a short distance from the free ends of the first rocker arms 6.
  • a crossmember 10 which runs in front of and at a short distance from the free ends of the first rocker arms 6.
  • radial bores 11 are provided with respect to the axis of rotation 7, which are aligned with corresponding bores 12 in the crossmember 10 when the valves E are closed, that is to say when all rocker arms 6 and 9 are at the base circles of their cams 2, 3 , 4 or 8 are present.
  • a piston 13 is arranged in each bore 11 and is pushed outwards by a pressure medium that is supplied through a channel 14 in the axis 7 and engages in the bore 12 in the cross member 10, as a result of which the rocker arms 6 and 9 are coupled to one another are.
  • Each piston 13 is under the action of a spring 15, which is supported on the one hand on an insert 16 fixed in the bore 11 and on the other hand on the end of a sleeve 17 which is fastened to the piston 13 and extends through the insert 16.
  • the spring 15 guides the piston 13 back into its decoupled position, the insert 16 serving as a stop.
  • a second oil channel 18 is provided in the axis 7 and is connected by holes 19 to the bearing points of the rocker arms 6, 9.
  • Each rocker arm 6, 9 has a sliding surface 20 with which it rests on its cam 2, 3, 4 and 8, respectively.
  • the second rocker arms 9 are held in contact with their cams 8 by spring elements, not shown.
  • Fig. 1 shows that the valve axes 21 of the intake valves E intersect the axis of rotation D of the camshaft or cross at a short distance, as in EP 262 250 for valve control with direct valve actuation, i.e. without rocker arm or rocker arm, was proposed.
  • a valve train in which the valves are actuated by rocker arms, it is possible to equip an internal combustion engine with a variable valve control according to the present invention or with direct actuation of the valves via bucket tappets without changing the position of the camshaft.
  • Fig. 1 shows that the longitudinal central axis 6a of each rocker arm 6 and the longitudinal central axis 21 of the valve E actuated by it lie in a common plane, thereby avoiding that tilting moments act on the rocker arm.
  • first and second rocker arms 6 and 9 have bores 22 and 23 which run parallel to their axis of rotation 7 and which run coaxially when the valves are closed.
  • a rotatable shift drum 24 extends through all the bores and is rotatably mounted in the bores 23 of the second rocker arms 9 and has cutouts 25 in the region of the bores 22 in the first rocker arms 6.
  • the bores 22 in the rocker arms 6 are, as can be seen from FIGS. 6 and 7, open downward over a partial region 26.
  • the second rocker arms 9 can pivot downward without taking the first rocker arms 6 with them because the shift drum 24 due to the cutouts 25 and the open areas 26 of the bores 22 from these bores can slide out.
  • the valves are operated according to the contours of cams 2, 3 and 4.
  • an eccentric extension 28 is provided at each end, which engages in a longitudinal slot 29 of a ring 30, which is rotatably mounted on the axis of rotation 7 of the rocker arms.
  • the two rings 30 are connected to one another by a web 31.
  • the second rocker arms 9 are, as can be seen in particular from FIG.
  • the switching drum 24 is returned to the decoupled position according to FIG. 6 with the aid of a torsion spring 36 which is fixed in the middle region in the second rocker arms 9 and engages with its ends in extensions 37 of the rings 30.
  • the first rocker arms 6 are held in the usual way by the valve springs 1 in contact with their cams 2, 3 and 4.
  • the second rocker arms 9 are provided with projections 38 directed backwards, which partially encompass a spark plug dome 39.
  • a spring 40 is arranged on the spark plug dome is supported on the one hand on a stationary spring plate 41 and on the other hand on a displaceable spring plate 42 which cooperates with the extensions 38 of the second rocker arms 9.
  • FIG. 9 differs from that of FIGS. 4 to 8 essentially only in that only the second rocker arms 9 are mounted on the fixed axis 7, while the first rocker arms 6 are mounted on an axis 40 which is parallel to Axis 7 runs and is mounted in the second rocker arms 9. Coupling and uncoupling of the first rocker arms 6 with or from the second rocker arms 9 takes place, as in the exemplary embodiment according to FIGS. 4 to 8, by means of a shift drum 24 which, in the position shown, which corresponds to the position according to FIG. 6, pivots the second The rocker arm 9 enables the first rocker arm 6 to be carried along and, when rotated into the position shown in FIG. 7, connects the first and second rocker arms to one another for joint pivoting in accordance with the contour of the cams 8.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

Ein Ventilbetätigungsmechanismus für drei Einlaßventile eines Zylinders einer Brennkraftmaschine weist drei erste Schlepphebel (6) auf, die jeweils ein Einlaßventil (E) betätigen und von einem Nocken (2, 3, 4) für einen unteren Drehzahlbereich betätigt werden, und zwei zweite Schlepphebel (9), die zwischen benachbarten Schlepphebeln (6) angeordnet sind und von eigenen, identischen Nocken (8) für den oberen Drehzahlbereich betätigt werden. Die ersten und die zweiten Schlepphebel werden im oberen Drehzahlbereich miteinander gekoppelt, so daß die Ventile dann entsprechend der Kontur der Nocken (8) betätigt werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Ventilbetätigungsmechanismus für eine Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1
  • Bei einem bekannten Ventilbetätigungsmechanismus dieser Art (DE-A 38 00 347) sind zur Betätigung von zwei Einlaßventilen zwei erste Schlepphebel vorgesehen, die mit identischen ersten Nocken zusammenwirken, so daß im ersten (unteren) Drehzahlbereich alle Einlaßventile in identischer Weise betätigt werden. Zwischen den ersten Schlepphebeln oder außerhalb derselben sind zwei zweite Schlepphebel angeordnet, die mit unterschiedlichen zweiten Nocken zusammenwirken. Bei einer Ausführung kann jeder zweite Schlepphebel mit dem benachbarten ersten Schlepphebel gekoppelt werden. Bei einer anderen Ausführung sind die ersten Schlepphebel durch eine Brücke miteinander verbunden, und es kann wahlweise der eine oder der andere zweite Schlepphebel mit der Brücke und dadurch mit beiden ersten Schlepphebel gekoppelt werden. Für die Betätigung von drei Einlaßventilen sind analog zu der zweiten Ausführung zwei erste, mit identischen Nocken zusammenwirkende Schlepphebel vorgesehen, die miteinander durch eine Brücke verbunden sind, welche auf die drei Einlaßventile wirkt. Die beiden zweiten Schlepphebel, die nebeneinander und zwischen den beiden ersten Schlepphebeln angeordnet sind, können wahlweise mit der Brücke und dadurch mit den beiden ersten Schlepphebeln gekoppelt werden. Bei diesen bekannten Ausführungen wirkt im Kopplungszustand die von den zweiten Nocken ausgeübte Öffnungskraft einseitig auf die ersten Schlepphebel oder unsymmetrisch auf die die ersten Schlepphebel miteinander verbindende Brücke, wodurch ein Kippmoment erzeugt wird, welches insbesondere das Entkoppeln erschwert und im Extremfall zu einem Verklemmen der Kupplungsmittel führen kann.
  • Die JP-A-60-216014 beschreibt einen Ventilbetätigungsmechanismus für eine Brennkraftmaschine mit drei Einlaßventilen pro Zylinder, die von Nocken einer Nockenwelle über Schlepphebel betätigt werden. Dabei ist jedem Ventil ein eigener Schlepphebel zugeordnet, der auf einem eigenen Schwinghebelauflager gelagert ist und mit einem eigenen Nocken zusammenwirkt. Es sind keine zweiten Schlepphebel vorgesehen, die zur drehzahlabhängigen Ventilsteuerung über Kupplungsmittel mit den drei vorhandenen Schlepphebeln verbindbar sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ventilbetätigungsmechanismus der gattungsgemäßen Art für eine Brennkraftmaschine mit drei Einlaßventilen pro Zylinder zu schaffen, bei dem unterschiedliche Steuerzeiten für die drei Einlaßventile im ersten (unteren) Drehzahlbereich verwirklicht werden können und das Auftreten von Kippmomenten bei gekoppelten ersten und zweiten Schlepphebeln vermieden ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Durch entsprechende Ausbildung der ersten Nocken ist es beispielsweise möglich, im untersten Drehzahlbereich durch Nichtöffnen des ersten Einlaßventils, kurzzeitiges Öffnen des zweiten Einlaßventils und längeres Öffnen des dritten Einlaßventils bei spätem Einlaßbeginn eine Absenkung der Leerlaufdrehzahl zu erreichen, ohne die Laufruhe zu beeinträchtigen, da aufgrund der fehlenden Überschneidung zwischen Einlaß und Auslaß der Restgasanteil, d.h., die Menge der verbrannten Gase im Brennraum, gering ist und dadurch, daß das geringe Leerlaufgemisch nur über das zweite und das dritte Einlaßventil mit unterschiedlichen Steuerzeiten in den Brennraum eintritt, in dem Brennraum ein Drall erzeugt wird, der zu einer optimalen Verbrennung beiträgt. Im mittleren Drehzahlbereich sind dann alle drei Einlaßventile in Tätigkeit, wobei durch Vorverlegung der Steuerzeit "Einlaß öffnet" ein Drehmomentgewinn erreicht und aufgrund der nun vorhandenen Überschneidung zwischen "Einlaß öffnet" und "Auslaß schließt" eine interne Abgasrückführung stattfindet, die zur Verringerung der Bildung von Stickoxiden beiträgt. Im oberen Drehzahlbereich werden die ersten Schlepphebel mit den zweiten Schlepphebeln gekoppelt, so daß nun die Ventile entsprechend der Nockenkontur der zweiten Nocken mit großem Hub, langer Öffnungsdauer, frühem Einlaßbeginn und spätem Einlaßschluß betrieben werden können, wodurch eine hohe Leistung erzielt wird.
  • Dadurch, daß die beiden zweiten Schlepphebel jeweils zwischen zwei benachbarten ersten Schlepphebeln liegen und im zweiten (oberen) Drehzahlbereich mit allen ersten Schlepphebeln gekoppelt werden, kann im Kopplungszustand eine einseitige Belastung der ersten Schlepphebel durch die von den zweiten Nocken ausgeübte Öffnungskraft und damit ein Verkanten derselben vermieden werden.
  • Vorzugsweise liegen die Längsmittelachsen jedes ersten Schlepphebels und das von diesem betätigten Ventils in einer gemeinsamen Ebene. Dadurch wird in jedem Betriebszustand verhindert, daß ein Kippmoment auf die Schlepphebel ausgeübt wird, womit ein Kippen der Schlepphebel vermieden und der Verschleiß zwischen Schlepphebel und Nocken verringert wird.
  • Die beiden zweiten Schlepphebel können, da sie von identischen Nocken betätigt werden, starr miteinander verbunden oder auch einstückig sein. Sie sind vorzugsweise auf der gemeinsamen Achse der ersten Schlepphebel schwenkbar gelagert.
  • Während bei dem Stand der Technik die Nocken an einer Stelle der Schlepphebel angreifen, die zwischen der Drehachse und der Anlagestelle der Schlepphebel an dem Ventilschaft liegt, ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Ventilachsen der Einlaßventile die Drehachse der Nockenwelle schneiden oder in geringem Abstand kreuzen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß ein- und derselbe Zylinderkopf wahlweise mit Betätigung der Einlaßventile von den Nocken der Nockenwelle direkt über Tassenstößel ausgeführt werden kann, wenn keine variable Ventilsteuerung gewünscht wird, oder mit Betätigung der EinlaßventiIe über Schlepphebel entsprechend dem Vorschlag der vorliegenden Erfindung versehen werden kann, da die Lage der Nockenwelle in beiden Fällen gleich ist.
  • Anspruch 8 beschreibt eine einfache Möglichkeit für die Koppelung der ersten Schlepphebel mit den zweiten Schlepphebeln, wobei im Gegensatz zu der Ausführung gemäß DE-A 38 00 347 kein Aufeinandergleiten von Kupplungsteilen im entkoppelten Zustand eintritt.
  • Bei der Ausführung gemäß Anspruch 9 wird durch die sich durch alle Schlepphebel erstrekkende Schaltwalze eine besonders einfache Koppelungsmöglichkeit geschaffen.
  • Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    einen Ventiltrieb mit einem erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsmechanismus für drei Einlaßventile im senkrechten Schnitt entlang Linie 1-1 in Fig. 2,
    Fig. 2
    eine Ansicht in Richtung des Pfeils 2 in Fig. 1,
    Fig. 3
    eine Draufsicht des Ventilbetätigungsmechanismus von Fig. 1 und 2, teilweise geschnitten,
    Fig. 4
    einen Schnitt entlang Linie 4-4 in Fig. 5 eines Ventiltriebs mit einem Ventilbetätigungsmechanismus entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 5
    einen Schnitt entlang Linie 5-5 in Fig. 4,
    Fig. 6
    einen Schnitt entlang Linie 6-6 in Fig. 5, wobei die Schaltwalze in einer ersten Stellung dargestellt ist,
    Fig. 7
    einen Schnitt entsprechend Fig. 6, wobei die Schaltwalze in einer zweiten Stellung dargestellt ist,
    Fig. 8
    einen Schnitt entlang Linie 8-8 in Fig. 5, und
    Fig. 9
    eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 bis 8 in einem Schnitt entsprechend Fig. 6.
  • In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ventiltrieb für drei Einlaßventile E dargestellt. Jedes Ventil E ist im Schließsinn von einer Feder 1 beaufschlagt. Die Ventile werden von eigenen Nocken 2, 3 und 4 einer Nockenwelle 5 über Schlepphebel 6 betätigt, die auf einer gemeinsamen ortsfesten Achse 7 schwenkbar gelagert sind. Die Nocken 2, 3 und 4 haben vorzugsweise unterschiedliche Nockenprofile, um für die einzelnen Einlaßventile einen unterschiedlichen Ventilhub, eine unterschiedliche Öffnungsdauer und/oder unterschiedliche Steuerzeiten zu erreichen und im unteren und mittleren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine optimale Voraussetzungen zu schaffen. Zwischen benachbarten Nocken 2, 3 und 4 sind auf der Nockenwelle 5 zweite Nocken 8 mit identischem Nockenprofil vorgesehen, das für die Verhältnisse im oberen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine ausgelegt ist, also beispielsweise einen größeren Ventilhub und eine längere Öffnungsdauer erzeugt. Mit den zweiten Nocken 8 wirken Schlepphebel 9 zusammen, die im oberen Drehzahlbereich mit den ersten Schlepphebeln 6 gekoppelt werden können, so daß in diesem Drehzahlbereich die Ventile E entsprechend der Kontur der Nocken 8 betätigt werden.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 sind die freien Enden der zweiten Schlepphebel 9 durch eine Traverse 10 miteinander verbunden, die vor und in geringem Abstand von den freien Enden der ersten Schlepphebel 6 verläuft. In den ersten Schlepphebeln 6 sind in Bezug auf die Drehachse 7 radiale Bohrungen 11 vorgesehen, die mit entsprechenden Bohrungen 12 in der Traverse 10 fluchten, wenn die Ventile E geschlossen sind, wenn also alle Schlepphebel 6 und 9 an den Grundkreisen ihrer Nocken 2, 3, 4 bzw. 8 anliegen. In jeder Bohrung 11 ist ein Kolben 13 angeordnet, der durch ein Druckmittel, das durch einen Kanal 14 in der Achse 7 zugeführt wird, nach außen geschoben wird und in die Bohrung 12 in der Traverse 10 eingreift, wodurch die Schlepphebel 6 und 9 miteinander gekoppelt sind. Jeder Kolben 13 steht unter der Wirkung einer Feder 15, die sich einerseits an einem in der Bohrung 11 fixierten Einsatz 16 und andererseits an dem Ende einer Hülse 17 abstützt, die am Kolben 13 befestigt ist und sich durch den Einsatz 16 hindurch erstreckt. Die Feder 15 führt den Kolben 13 in seine entkoppelte Stellung zurück, wobei der Einsatz 16 als Anschlag dient.
  • In der Achse 7 ist ein zweiter Ölkanal 18 vorgesehen, der durch Bohrungen 19 mit den Lagerstellen der Schlepphebel 6, 9 verbunden ist.
  • Jeder Schlepphebel 6, 9 weist eine Gleitfläche 20 auf, mit welcher er an seinem Nocken 2, 3, 4 bzw. 8 anliegt. Die zweiten Schlepphebel 9 werden durch nicht gezeigte Federelemente in Anlage an ihren Nocken 8 gehalten.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Anordnung derart getroffen, daß die Ventilachsen 21 der Einlaßventile E die Drehachse D der Nockenwelle schneiden oder in einem geringen Abstand kreuzen, wie dies in der EP 262 250 für eine Ventilsteuerung mit direkter Ventilbetätigung, also ohne Schlepp- oder Kipphebel, vorgeschlagen wurde. Durch die Übernahme dieser Anordnung bei einem Ventiltrieb, bei dem die Ventile über Schlepphebel betätigt werden, ergibt sich die Möglichkeit, ohne Änderung der Lage der Nockenwelle eine Brennkraftmaschine mit einer variablen Ventilsteuerung entsprechend der vorliegenden Erfindung oder mit direkter Betätigung der Ventile über Tassenstößel auszustatten. Ferner zeigt Fig. 1, daß die Längsmittelachse 6a jedes Schlepphebels 6 und die Längsmittelachse 21 des von diesem betätigten Ventils E in einer gemeinsamen Ebene liegen, wodurch vermieden wird, daß auf den Schlepphebel Kippmomente wirken.
  • Es sei nun auf die Ausführung gemäß Fig. 4 bis 8 Bezug genommen, bei der die Anordnung der ersten und zweiten Schlepphebel weitgehend identisch mit der Ausführung gemäß Fig. 1 bis 3 ist. Abweichend ist die Art der Koppelung zwischen den ersten und zweiten Schlepphebeln 6 und 9. Bei dieser Ausführung weisen die ersten und die zweiten Schlepphebel 6 bzw. 9 parallel zu ihrer Drehachse 7 verlaufende Bohrungen 22 bzw. 23 auf, die bei geschlossenen Ventilen koaxial verlaufen. Durch alle Bohrungen erstreckt sich eine drehbare Schaltwalze 24, die in den Bohrungen 23 der zweiten Schlepphebel 9 drehbar gelagert ist und im Bereich der Bohrungen 22 in den ersten Schlepphebeln 6 Ausschnitte 25 aufweist. Die Bohrungen 22 in den Schlepphebeln 6 sind, wie aus Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, über einen Teilbereich 26 nach unten zu offen. Wenn die Schaltwalze 24 in der in Fig. 6 dargestellten Stellung ist, können sich die zweiten Schlepphebel 9 nach unten verschwenken, ohne die ersten Schlepphebel 6 mitzunehmen, da die Schaltwalze 24 aufgrund der Ausschnitte 25 und der offenen Bereiche 26 der Bohrungen 22 aus diesen Bohrungen herausgleiten können. Die Ventile werden also entsprechend den Konturen der Nocken 2, 3 und 4 betätigt.
  • Wird die Schaltwalze 24 in die in Fig. 7 gezeigte Stellung gedreht, so findet eine formschlüssige Koppelung der ersten Schlepphebel 6 mit den zweiten Schlepphebeln 9 statt, da die Schaltwalze 24 nicht aus den Bohrungen 22 herausgleiten kann, sondern sich über den Umfangsbereich 27 an den Wandungen der Bohrungen 22 abstützt.
  • Zum Verschwenken der Schaltwalze 24 ist an jedem Ende ein exzentrischer Fortsatz 28 vorgesehen, der in einen Längsschlitz 29 eines Ringes 30 eingreift, der drehbar auf der Drehachse 7 der Schlepphebel gelagert ist. Die beiden Ringe 30 sind durch einen Steg 31 miteinander verbunden. Die zweiten Schlepphebel 9 sind, wie insbesondere aus Fig. 8 ersichtlich ist, jeweils mit einem Fortsatz 32 mit einer Bohrung 33 versehen, in der ein Kolben 34 angeordnet ist, der an dem Steg 31 anliegt und durch ein Druckmedium, das der Bohrung 33 durch den Kanal 14 in der Achse 7 und einen Kanal 35 im Schlepphebel 9 zugeführt wird, nach außen geschoben wird, wodurch die Ringe 30 gedreht werden und dabei über ihre Längsschlitze 29 die exzentrischen Fortsätze 28 mitnehmen, wodurch die Schaltwalze 24 in die in Fig. 7 dargestellte Lage gedreht wird. Das Zurückführen der Schaltwalze 24 in die entkoppelte Stellung gemäß Fig. 6 erfolgt mit Hilfe einer Torsionsfeder 36, die in ihrem mittleren Bereich in den zweiten Schlepphebeln 9 festgelegt ist und mit ihren Enden in Fortsätze 37 der Ringe 30 eingreift.
  • Die ersten Schlepphebel 6 werden in üblicher Weise durch die Ventilfedern 1 in Anlage an ihren Nocken 2, 3 bzw. 4 gehalten. Um die zweiten Schlepphebel 9 in Kontakt mit ihren Nocken 8 zu halten, sind bei diesem Ausführungsbeispiel die zweiten Schlepphebel 9 mit nach rückwärts gerichteten Fortsätzen 38 versehen, welche einen Zündkerzendom 39 teilweise umgreifen. Auf dem Zündkerzendom ist eine Feder 40 angeordnet, die sich einerseits an einem ortsfesten Federteller 41 und andererseits an einem verschiebbaren Federteller 42 abstützt, der mit den Fortsätzen 38 der zweiten Schlepphebel 9 zusammenwirkt.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 4 bis 8 im wesentlichen nur dadurch, daß nur die zweiten Schlepphebeln 9 auf der orstfesten Achse 7 gelagert sind, während die ersten Schlepphebel 6 auf einer Achse 40 gelagert sind, die parallel zur Achse 7 verläuft und in den zweiten Schlepphebeln 9 gelagert ist. Das Koppeln und Entkoppeln der ersten Schlepphebel 6 mit bzw. von den zweiten Schlepphebeln 9 erfolgt wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 bis 8 mittels einer Schaltwalze 24, die in der dargestellten Lage, die der Lage gemäß Fig. 6 entspricht, ein Verschwenken der zweiten Schlepphebel 9 ohne Mitnahme der ersten Schlepphebel 6 ermöglicht und bei einer Drehung in die in Fig. 7 dargestellte Lage die ersten und zweiten Schlepphebel miteinander zur gemeinsamen Verschwenkung entsprechend der Kontur der Nocken 8 verbindet.

Claims (12)

  1. Ventilbetätigungsmechanismus für eine Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Einlaßventilen (E) pro Zylinder, die von Nocken einer Nockenwelle (5) über erste und zweite Schlepphebel (6 bzw. 9) betatigt werden, wobei die ersten Schlepphebel (6) um eine gemeinsame Achse schwenkbar sind und jeweils mit einem Einlaßventil (E) und einem eigenen ersten Nocken (2, 3, 4) für einen ersten Drehzahlbereich zusammenwirken, und die zweiten Schlepphebel (9) um eine gemeinsame Achse schwenkbar sind und mit eigenen zweiten Nocken (8) für einen zweiten Drehzahlbereich zusammenwirken, und mit Kupplungsmitteln (13; 24) zwischen den ersten und zweiten Schlepphebeln, um diese im zweiten Drehzahlbereich miteinander zu koppeln und im ersten Drehzahlbereich voneinander zu entkoppeln, dadurch gekennzeichnet,daß
    - es sind drei Einlaßventile (E) und drei erste Schlepphebel pro Zylinder vorhanden
    - es sind den drei ersten Schlepphebeln zwei zweite Schlepphebel (9) zugeordnet, die jeweils zwischen zwei benachbarten ersten Schlepphebeln angeordnet sind
    - die beiden zweiten Nocken (8) mit denen die zwei zweiten Schlepphebel (9) zusammenwirken, sind identisch.
  2. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelachsen (6a bzw. 21) jedes ersten Schlepphebels (6) und des von diesem betätigten Ventils (E) in einer gemeinsamen Ebene liegen.
  3. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zweiten Schlepphebel (9) starr miteinander verbunden oder einstückig sind.
  4. Ventilbetätigungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schlepphebel (9) auf der gemeinsamen (7) Achse der ersten Schlepphebel (6) schwenkbar gelagert sind.
  5. Ventilbetätigungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die ersten Schlepphebel (6) betätigenden Nocken (2, 3, 4) unterschiedliche Nockenkonturen haben.
  6. Ventilbetätigungsmechanisums nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Nocken eine Nullhubkontur hat.
  7. Ventilbetätigungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilachsen (21) der Einlaßventile (E) die Drehachse (D) der Nockenwelle (5) schneiden oder in geringem Abstand kreuzen.
  8. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der beiden zweiten Schlepphebel (9) durch eine Traverse (10) miteinander verbunden sind, die vor und geringem Abstand von den freien Enden der ersten Schlepphebel (6) liegt, daß in den ersten Schlepphebeln (6) und in der Traverse (10) Bohrungen (11 bzw. 12) vorgesehen sind, die bei geschlossenen Ventilen miteinander fluchten, daß die Bohrungen (11) in den ersten Schlepphebeln (6) Kolben (13) aufnehmen, die durch Öldruck entgegen der Kraft einer Feder (15) in die Bohrungen (12) in der Traverse (10) verschiebbar sind, daß die Federn (15) in den Bohrungen (11) in den ersten Schlepphebeln (6) angeordnet sind und sich einerseits an einem mit dem Kolben (13) verbundenen Rohr (17) und andererseits an einem in der Bohrung fixierten, von dem Rohr (17) durchdrungenen Einsatz (16) abstützen, und daß in der Achse (7) der ersten Schlepphebel (6) ein mit den Bohrungen (11) in den ersten Schlepphebeln (6) in Verbindung stehender Ölzuflußkanal (14)vorgesehen ist.
  9. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Schlepphebel (6, 9) parallel zu ihren Drehachsen verlaufende Bohrungen (22, 23) aufweisen, die bei geschlossenen Ventilen koaxial verlaufen, daß eine sich durch alle Bohrungen erstreckende drehbare Schaltwalze (24) vorgesehen ist, die in den Bohrungen (23) der zweiten Schlepphebel (9) gelagert ist und im Bereich der Bohrungen (22) in den ersten Schlepphebeln (6) Ausschnitte (25) aufweist, daß die Bohrungen (22) in den ersten Schlepphebeln (6) über einen Teilbereich (26) nach unten zu offen sind, und daß die Schaltwalze (24) zwischen einer ersten Stellung, in der sie aufgrund der Ausschnitte (25) aus den Bohrungen (22) in den ersten Schlepphebeln (6) austreten kann, und einer zweiten Stellung drehbar ist, in der sie die ersten und die zweiten Schlepphebel miteinander koppelt.
  10. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Schaltwalze (24) zur Längsmittelachse der Schaltwalze exzentrische Fortsätze (28) aufweist,
    daß auf den Enden der gemeinsamen Drehachse (7) Ringe (30) drehbar gelagert sind, die jeweils einen Fortsatz mit einem Längsschlitz (29) aufweisen, in den ein exzentrischer Fortsatz (28) der Schaltwalze (24) eingreift, und
    daß die Ringe (30) durch eine Feder (36) in einer ersten Stellung gehalten sind, die der ersten Stellung der Schaltwalze (24) entspricht, und durch mindestens einen Hydraulikkolben (34) entgegen der Federkraft in eine zweite Stellung verschwenkbar sind, in der sich die Schaltwalze (24) in ihrer zweiten Stellung befindet.
  11. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ringe (30) durch einen Steg (31) miteinander verbunden sind und daß in jedem der beiden zweiten Schlepphebel (9) ein Hydraulikkolben (34) vorgesehen ist, der auf den Steg wirkt und mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist, das durch einen Längskanal (14) in der gemeinsamen Achse (7) in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine zuführbar ist.
  12. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schlepphebel (9) auf einer ortsfesten Achse (7) und die ersten Schlepphebel (6) auf einer die zweiten Schlepphebel durchdringende, zu der ortsfesten Achse parallelen Achse (40) schwenkbar gelagert sind.
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