EP0679798A1 - Einrichtung zur gleichzeitingen Betätigung zweier Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0679798A1
EP0679798A1 EP95105779A EP95105779A EP0679798A1 EP 0679798 A1 EP0679798 A1 EP 0679798A1 EP 95105779 A EP95105779 A EP 95105779A EP 95105779 A EP95105779 A EP 95105779A EP 0679798 A1 EP0679798 A1 EP 0679798A1
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roller
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Adam Opel GmbH
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    • 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
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    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/245—Hydraulic tappets
    • F01L1/25—Hydraulic tappets between cam and valve stem
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis

Definitions

  • the invention relates to a device for the simultaneous actuation of two gas exchange valves of an internal combustion engine with only one control cam acting on a roller.
  • Such a device is described in DE-OS 40 39 256, in which a bar-shaped bridge, which has hydraulic lash adjusters in its end regions, which are in contact with the valve stem ends of the gas exchange valves, is guided in the cylinder head of the internal combustion engine parallel to the axes of the gas exchange valves.
  • a rotatably mounted roller is arranged on the bridge, against which a control cam runs directly.
  • valve guides in addition to the valve guides, additional guides for the beam-shaped bridge are required in parallel. This requires additional space in the already narrow installation space in the cylinder head, which can then be used for other necessary functional areas such.
  • the invention is therefore based on the object, a generic To create a facility that requires little space.
  • this object is achieved in that a cup tappet is coaxially assigned to each of the two gas exchange valves, the tappet guides of which are connected on their mutually facing sides by a shaft running parallel to the direction of valve movement, the cup tappets are connected by a bolt bridging the shaft and on the bolt the roller that is operatively connected to the control cam is mounted.
  • the tappets are each flattened on the side facing the shaft.
  • the center distance between the two tappets of the gas exchange valves to be actuated at the same time can remain the same in comparison to an embodiment with valves actuated directly on the tappets via two control cams.
  • the space for the roll is between the two tappets through the flats created.
  • a hydraulic valve clearance compensation element can be arranged in a manner known per se, the top of which is supported on the bolt lying above it.
  • the bucket tappets are, as usual, guided in the tappet guides of the cylinder block, oil can easily be supplied from the engine oil circuit via a transverse bore from a main oil line from the valve compensation elements. Since the cup tappets are prevented from rotating by the bolt, no ring groove is required on the circumference of the cup tappets; the oil passages also face each other each time the valve is lifted. Since the bolt is in direct contact with the valve compensation element, the bucket tappet itself does not have to transmit any valve actuation forces, but only guide functions. It can thus be made of a light material such as. B. light metal or made of heat-resistant plastic.
  • An embodiment made of a material with the same thermal expansion as the material of the cylinder head is particularly advantageous, since this does not result in any change in the bearing play when the temperature changes.
  • the bolt is advantageously flattened in the area of the valve lash adjuster system.
  • the bolt is preferably floating in the tappets.
  • the bearing of the bolt takes the tolerances as well possible thermal expansion in the distance between the two tappets of the gas exchange valves operated together.
  • the bolt is floatingly supported only in the blind bores of the cup tappets, without reaching over the valve clearance compensation elements.
  • FIGS. 1 and 2 and 5 to 8 A first embodiment is shown with FIGS. 1 and 2 and 5 to 8.
  • two gas exchange valves 2, 3 of a jointly operated valve group are guided in the usual way by means of valve guide bushes 4, 5 and are held in their closed position on valve seats 8, 9 by valve springs 6, 7.
  • a cup tappet 10, 11 is assigned to each gas exchange valve 2, 3 and is slidably guided in a tappet guide 12, 13 of the cylinder head 1.
  • the tappets 10, 11 are provided with flats 14, 15 on the sides facing each other.
  • the tappet guides 12, 13 are connected between the bucket tappets 10, 11 by a shaft 16 running parallel to the axes of the gas exchange valves 2, 3.
  • a roller 18 is mounted on the bolt 17, taking up the width of the shaft 16.
  • a control cam 19 of a camshaft 20 mounted in the cylinder head 1 acts on the roller 18.
  • In the tappets 10, 11 there are hydraulic valve lash adjustment elements 21, 22 which are supported with one side on the end face of the associated valve stem 23, 24. The other side of the valve lash adjustment elements 21, 22 is supported on a flattened portion 25, 26 of the bolt 17, which thus extends over the valve lash adjustment elements 21, 22.
  • control cam 19 is wider than the roller 18, recesses 32 are provided on the top of the tappets 10, 11, which serve to free the circumferential cam tip.
  • FIGS. 3 and 4 and 5 to 8 Another embodiment is shown with FIGS. 3 and 4 and 5 to 8, in which the valve clearance compensation elements 21, 22 are supported on the bottom 30, 31 of the tappets 10 ', 11'.
  • the bolt 17 ' is mounted on the side next to the valve clearance compensation elements 21, 22 in the tappets 10', 11 'in a floating manner.
  • the invention enables a large number of further exemplary embodiments. So z. B. to dispense with the lateral flattening of the tappets when the distance between the two gas exchange valves to be operated simultaneously is sufficiently large to be able to arrange the shaft between the tappets for the clearance of the roller.
  • the tappets 10, 11 can be made of a light, less strong material such as. B. a light metal alloy or a heat-resistant plastic, since they only have to take on management tasks for the valve clearance compensation elements 21, 22 here.
  • the valve actuation forces are transmitted directly from the control cam 19 to the valve stems 23, 24 via the roller 18, the bolt 17 and the valve play compensation elements 21, 22.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur gleichzeitigen Betätigung zweier Gaswechselventile (2, 3) einer Brennkraftmaschine mit lediglich einem auf eine Rolle (18) wirkenden Steuernocken (19). Jedem der beiden Gaswechselventile (2, 3) ist ein Tassenstößel (10, 11) zugeordnet, in denen auch in üblicher Art Ventilspielausgleichselemente (21, 22) untergebracht sein können. Die Tassenstößel (10, 11) sind verbunden durch einen Bolzen (17), auf dem die Rolle (18) gelagert ist. Die Rolle (18) bewegt sich in einem zwischen den Tassenstößeln (10, 11) befindlichen Schacht (16). Der Bolzen (17) ist in den Tassenstößeln (10, 11) schwimmend gelagert und erstreckt sich vorzugsweise mit Abflachungen (25, 26) über die Ventilspielausgleichselemente (21, 22). Somit sind die Tassenstößel (10, 11) nur Führungselemente für die Ventilspielausgleichselemente (21, 22). Sie übertragen nicht die Ventilbetätigungskraft und können so besonders leicht ausgeführt werden. Die Einrichtung benötigt nur geringen Raum im Zylinderkopf (1). <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur gleichzeitigen Betätigung zweier Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine mit lediglich einem auf eine Rolle wirkenden Steuernocken.
  • Eine derartige Einrichtung ist mit DE-OS 40 39 256 beschrieben, bei der eine balkenförmige Brücke, die in ihren Endbereichen hydraulische Spielausgleichselemente aufweist, die mit den Ventilschaftenden der Gaswechselventile in Kontakt stehen, im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine parallel zu den Achsen der Gaswechselventile geführt ist. In der Mitte zwischen den beiden Spielausgleichselementen ist an der Brücke eine drehbar gelagerte Rolle angeordnet, gegen die ein Steuernocken unmittelbar anläuft.
  • Bei dieser Einrichtung sind somit neben den Ventilführungen parallel dazu zusätzliche Führungen für die balkenförmige Brücke erforderlich. Dies erfordert in dem ohnehin eng bemessenen Bauraum im Zylinderkopf zusätzlich Raum, der dann für andere notwendige Funktionsbereiche wie z. B. Öl- oder Kühlmittelführung, Zündkerzenschacht bzw. Einspritzdüsenschacht u. dgl. nicht mehr in gewünschtem Umfang zur Verfügung steht.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Einrichtung zu schaffen, welche mit geringem Bauraum auskommt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedem der beiden Gaswechselventile koaxial ein Tassenstößel zugeordnet ist, deren Stößelführungen auf ihren zueinander weisenden Seiten durch einen parallel zu der Ventilbewegungsrichtung verlaufenden Schacht verbunden sind, die Tassenstößel durch einen den Schacht überbrückenden Bolzen verbunden sind und auf dem Bolzen die mit dem Steuernocken in Wirkverbindung stehende Rolle gelagert ist.
  • Damit wird es möglich, in üblicher Weise geführte und von Tassenstößeln beaufschlagte Gaswechselventile einer gemeinsam öffnenden Ventilgruppe von nur einem Steuernocken über eine Rolle zu beaufschlagen. Der Bauaufwand ist im Verhältnis zu vergleichbaren Ventilbetätigungseinrichtungen gering und man kann weitestgehend auf bekannte und handelsübliche Bauteile zurückgreifen. Die erforderlichen Veränderungen am Zylinderkopfkörper gegenüber einer Ausführung mit einzeln betätigten Ventilen ist gering und bezieht sich im wesentlichen auf das Einbringen der Schächte zwischen den jeweiligen Tassenstößelführungen. Damit können die Werkzeugkosten bei einer Übernahme der Erfindung auf einen konservativ aufgebauten Motor minimal bleiben.
  • In vorteilhafter Weise sind die Tassenstößel jeweils an der zu dem Schacht weisenden Seite abgeflacht.
  • Durch diese Maßnahme kann der Mittenabstand zwischen den beiden Tassenstößeln der gleichzeitig zu betätigenden Gaswechselventile im Vergleich zu einer Ausführung mit über zwei Steuernocken direkt auf die Tassenstößel betätigten Ventilen gleich bleiben. Der Bauraum für die Rolle wird zwischen den beiden Tassenstößeln durch die Abflachungen geschaffen.
  • In den Tassenstößeln kann in an sich bekannter Weise jeweils ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement angeordnet sein, welches sich mit seiner Oberseite an dem darüber liegenden Bolzen abstützt.
  • Da die Tassenstößel wie üblich in Stößelführungen des Zylinderblockes geführt sind, kann auf einfache Weise über eine Querbohrung von einer Hauptölleitung aus den Ventilausgleichselementen Öl vom Motorölkreislauf zugeführt werden. Da die Tassenstößel durch den Bolzen am Drehen gehindert sind, bedarf es am Umfang der Tassenstößel keiner Ringnut; die Ölkanäle stehen sich auch so bei jedem Ventilhub gegenüber. Da der Bolzen direkt mit dem Ventilausgleichselement in Berührung steht, hat der Tassenstößel selbst keine Ventilbetätigungskräfte zu übertragen, sondern nur Führungsfunktionen. Er kann somit aus einem leichten Material wie z. B. Leichtmetall oder aber auch aus warmfestem Kunststoff gefertigt sein.
  • Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung aus einem Material mit gleicher Wärmedehnung wie das Material des Zylinderkopfes, da dadurch keine Veränderung des Lagerspiels bei Temperaturveränderungen eintritt.
  • Der Bolzen ist vorteilhafterweise im Bereich der Anlage der Ventilspielausgleichselemente abgeflacht.
  • Damit wird auf einfache Art zwischen den Ventilspielausgleichselementen und dem Bolzen eine Flächenberührung erreicht.
  • Der Bolzen ist vorzugsweise in den Tassenstößeln schwimmend gelagert.
  • Dadurch nimmt die Lagerung des Bolzens die Toleranzen sowie eventuelle Wärmedehnungen im Abstand zwischen den beiden Tassenstößeln der gemeinsam betätigten Gaswechselventile auf.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Bolzen lediglich in Sackbohrungen der Tassenstößel schwimmend gelagert, ohne über die Ventilspielausgleichselemente zu greifen.
  • Das ermöglicht, bei vorgegebenen Abmessungen den Bolzen gegenüber dem Steuernocken tiefer als bei einer Anordnung oberhalb der Ventilausgleichselemente anzubringen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1:
    einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung;
    Fig. 2:
    einen Teilschnitt entlang der Linie A in Fig. 1;
    Fig. 3:
    einen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung;
    Fig. 4:
    einen Teilschnitt entlang der Linie A in Fig. 3;
    Fig. 5:
    eine Ansicht in Richtung X auf die Tassenstößel und die Rolle nach Fig. 1 und Fig. 3;
    Fig. 6:
    eine Ansicht in Richtung Y auf die Tassenstößel und die Rolle nach Fig. 5;
    Fig. 7:
    einen Schnitt entlang der Linie C der Fig. 6;
    Fig. 8:
    einen Teilschnitt entlang der Linie B in Fig. 1.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel ist mit den Fig. 1 und 2 sowie 5 bis 8 dargestellt. Im Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine sind zwei Gaswechselventile 2, 3 einer gemeinsam betätigten Ventilgruppe in üblicher Weise mittels Ventilführungsbüchsen 4, 5 geführt und durch Ventilfedern 6, 7 in ihrer Schließstellung auf Ventilsitzen 8, 9 gehalten. Jedem Gaswechselventil 2, 3 ist ein Tassenstößel 10, 11 zugeordnet, der in einer Stößelführung 12, 13 des Zylinderkopfes 1 gleitend geführt ist.
  • Die Tassenstößel 10, 11 sind an den zueinander weisenden Seiten mit Abflachungen 14, 15 versehen. Zwischen den Tassenstößeln 10, 11 sind die Stößelführungen 12, 13 durch einen parallel mit den Achsen der Gaswechselventile 2, 3 verlaufenden Schacht 16 verbunden. Zwischen den Abflachungen 14, 15 der Tassenstößeln 10, 11 verläuft - den Schacht 16 überbrückend - ein Bolzen 17, der in den Tassenstößeln 10, 11 schwimmend gelagert ist. Auf dem Bolzen 17 ist, die Breite des Schachtes 16 einnehmend, eine Rolle 18 gelagert. Auf die Rolle 18 wirkt ein Steuernocken 19 einer im Zylinderkopf 1 gelagerten Nockenwelle 20 ein. In den Tassenstößeln 10, 11 befinden sich hydraulische Ventilspielausgleichselemente 21, 22, die sich mit einer Seite auf der Stirnseite des zugehörenden Ventilschaftes 23, 24 abstützen. Die andere Seite der Ventilspielausgleichselemente 21, 22 stützt sich an jeweils einer Abflachung 25, 26 des Bolzens 17 ab, der sich somit über die Ventilspielausgleichselemente 21, 22 erstreckt.
  • Von einer Ölhauptleitung 27 ausgehende Ölbohrungen 28 im Zylinderkopf 1 führen zu den Stößelführungen 12, 13. Von dort leiten Ölbohrungen 29 im Tassenstößel 10, 11 das Öl in üblicher Weise zu den Ventilspielausgleichselementen 21, 22.
  • Da der Steuernocken 19 breiter als die Rolle 18 ist, sind auf der Oberseite der Tassenstößel 10, 11 Aussparungen 32 vorgesehen, welche dem Freigang der umlaufenden Nockenspitze dienen.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel ist mit den Fig. 3 und 4 sowie 5 bis 8 dargestellt, bei dem sich die Ventilspielausgleichselemente 21, 22 am Boden 30, 31 der Tassenstößel 10', 11' abstützen. Der Bolzen 17' ist seitlich neben den Ventilspielausgleichselementen 21, 22 in den Tassenstößeln 10', 11' schwimmend gelagert.
  • Die Erfindung ermöglicht eine Vielzahl weiterer Ausführungsbeispiele. So kann z. B. auf die seitlichen Abflachungen der Tassenstößel verzichtet werden, wenn der Abstand der beiden gleichzeitig zu betätigenden Gaswechselventile ausreichend groß ist, um auch dann zwischen den Tassenstößeln den Schacht für den Freigang der Rolle anordnen zu können.
  • Insbesondere bei einer Ausführung nach Fig. 1 können die Tassenstößel 10, 11 aus einem leichten weniger festen Werkstoff wie z. B. einer Leichtmetallegierung oder einem warmfesten Kunststoff gefertigt sein, da sie hier lediglich Führungsaufgaben für die Ventilspielausgleichselemente 21, 22 zu übernehmen haben. Die Ventilbetätigungskräfte dagegen werden vom Steuernocken 19 über die Rolle 18, den Bolzen 17 und die Ventilspielausgleichselemente 21, 22 direkt auf die Ventilschäfte 23, 24 übertragen.
  • Die besonderen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß neben der besonders niedrigen Reibleistung des Ventiltriebes infolge der mit dem Steuernocken in Wirkverbindung stehenden Rolle und der im übrigen linear geführten Teile nur sehr geringe Massen bewegt werden, da nur eine Rolle für zwei Ventile erforderlich ist und die Tassenstößel als Linearführungsteile gegenüber üblichen Tassenstößeln besonders leicht ausgeführt werden können. Der Raumbedarf im Zylinderkopf ist gering, da neben den Tassenstößeln keine zusätzlichen Führungselemente für eine Brücke o. dgl. erforderlich sind.
  • Die konstruktiven Veränderungen am Zylinderkopf sind gegenüber einer üblichen Ventilbetätigung über Tassenstößel gering, da lediglich der Schacht für den Freigang der Rolle zwischen den Stößelführungen hergestellt werden muß.

Claims (6)

  1. Einrichtung zur gleichzeitigen Betätigung zweier Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine mit lediglich einem auf eine Rolle wirkenden Steuernocken, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der beiden Gaswechselventile (2, 3) koaxial ein Tassenstößel (10, 11) zugeordnet ist, der Stößelführungen (12, 13) auf ihren zueinander weisenden Seiten durch einen parallel zu der Ventilbetätigungsrichtung verlaufenden Schacht (16) verbunden sind, die Tassenstößel (10, 11) durch einen den Schacht (16) überbrückenden Bolzen (17) verbunden sind und auf dem Bolzen (17) die mit dem Steuernocken (19) in Wirkverbindung stehende Rolle (18) gelagert ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tassenstößel (10, 11) jeweils an der zu dem Schacht (16) weisenden Seite eine Abflachung (14, 15) aufweisen.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Tassenstößeln (10, 11) jeweils ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement (21, 22) angeordnet ist, welches sich mit seiner Oberseite an dem sich über diese Oberseite erstreckenden Bolzen (17) abstützt.
  4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (17) im Bereich der Anlage der Ventilspielausgleichselemente (21, 22) mit Abflachungen (25, 26) versehen ist.
  5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (17') in seitlichen Bohrungen der Tassenstößel (10', 11') gelagert ist.
  6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (17, 17') in den Tassenstößeln (10, 11; 10', 11') schwimmend gelagert ist.
EP95105779A 1994-04-30 1995-04-18 Einrichtung zur gleichzeitigen Betätigung zweier Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP0679798B1 (de)

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