EP1128029B1 - Variable valve drive for an internal combustion engine - Google Patents
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- EP1128029B1 EP1128029B1 EP20010102431 EP01102431A EP1128029B1 EP 1128029 B1 EP1128029 B1 EP 1128029B1 EP 20010102431 EP20010102431 EP 20010102431 EP 01102431 A EP01102431 A EP 01102431A EP 1128029 B1 EP1128029 B1 EP 1128029B1
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- adjusting
- gear
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- internal combustion
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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
- 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
- F01L13/0047—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 the movement of the valves resulting from the sum of the simultaneous actions of at least two cams, the cams being independently variable in phase in respect of each other
-
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- 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
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
Definitions
- the invention relates to a variable valve control for reciprocating internal combustion engines according to the Preamble of claim 1.
- Variable valve controls of this type are for Example from DE 42 44 550 A1. They are special on a throttle-free load control of gasoline engines by changing the stroke and / or the opening duration of Inlet valves aligned. These are to operate the Intake valves, an opening camshaft and a closing camshaft provided, which rotate in opposite directions to each other and act on the valve via cams and levers. By turning the camshafts against each other can Stroke and the opening duration during operation of the internal combustion engine be changed in many areas.
- Valve controls a four-wheel coupling gearbox provided, the drive wheel with that of the crankshaft driven first camshaft and its output gear with the relative to the first camshaft twisting second camshaft is rotatably connected.
- the drive connection between drive and driven gear is made via two intermediate wheels, which over coupling with each other and with drive and driven gear in engagement are held.
- Such a coupling gear requires in the area the one end face of the cylinder head of the internal combustion engine considerable space, since the coupling itself, the actuator acting on it and its drive as well attached to the paddles intermediate wheels outside the axes of the camshaft must be arranged.
- the coupling gear is formed with externally toothed spur gears, the In addition, not be formed arbitrarily large can result from the relatively low realizable Covering the gearing considerable Tooth games, which the adjustment behavior of the valve train adversely affect and lead to noise. It is therefore in the cited document DE 42 44 550 A1 proposed, the wheels of the linkage with helical teeth to provide them, to divide them axially and the part wheels to tense against each other.
- the invention is based on the object variable valve timing in the preamble of claim 1 type to improve so that the Space for the adjusting mechanism between the opening and closing camshaft of the intake valves can be reduced can, the reliability in terms of backlash is increased in the adjustment, the construction cost and thus reduces the cost of the adjustment and, moreover, a larger adjustment range is possible.
- the on the ring gears and thus on the angular position The camshafts acting adjusting wheels can from the outside can be rotated arbitrarily by an adjusting. This is also an arbitrarily large angle adjustment of Camshafts against each other possible.
- a reciprocating internal combustion engine 1 has a Cylinder crankcase 2 and a cylinder head 3 on.
- a crankshaft in the Cylinder crankcase 2 is a crankshaft.
- 4 In the cylinder head 3 are for actuating intake valves an opening camshaft 5 and a closing camshaft 6 and an exhaust camshaft for actuating the exhaust valves 7 stored.
- On the crankshaft 4 is located a drive wheel 8, which via a chain 9 with the Nockenwellenantriebsrad 10 on the opening camshaft. 5 and with the camshaft drive wheel 11 on the exhaust camshaft 7 is connected.
- the opening camshaft 5 and the lock camshaft 6 are connected via an adjusting 12 with each other connected.
- the nature of this connection is below described in more detail in the representation of the variable 12.
- the control unit 14 processes among other things Signals from sensors 15, which on phase wheels 16, the on the crankshaft 4 of the opening camshaft 5 and the Lock camshaft 6 are fixed and their angular position detect.
- the control unit 14 can thus be known per se Way depending on the driver's request and the other vehicle and engine parameters the optimal Opening parameters (start of opening, opening duration, opening stroke) determine the intake valves and a corresponding Set command to the servomotor 13.
- This adjustment by means of the adjusting 12th occurs constantly during engine operation of the Internal combustion engine 1.
- Concentric with this ring gear 18 is on each of the two camshafts 5, 6 an eccentric part 20 rotatably mounted.
- Each of these eccentric parts 20 forms the respective axis 21 of the camshafts 5, 6th a eccentric to the dimension e bearing surface 22 about the eccentric axis 23.
- the adjusting wheels 24 are respectively with a first toothing 25 smaller diameter and with a second toothing 26 of larger diameter Mistake.
- the gearing 25 with the smaller Diameter is engaged with the internal teeth 19 the respective ring gear 18.
- the larger teeth 26th both adjusting wheels 24 are in mutual engagement.
- Each of the two eccentric 20 has a concentric to the axes 21 of the camshafts 5, 6 extending Verstellverzahnung 27, designed as external teeth is smaller and smaller in diameter than the gearing 26 of the adjusting wheels 24 is.
- both eccentric 20 engages a toothing 28 of the Adjusting wheel 17 a.
- the two adjusting wheels 24 are the two the intake valves actuated camshafts 5, 6 rotatably connected.
- the coming of the opening camshaft 5 Torque passes from the internal teeth 19 of the ring gear 18 of this wave 5 on the first teeth 25 of the the opening camshaft 5 located adjusting wheel 24 and is on the second teeth 26 on the at the Transferring camshaft 6 located adjusting wheel 24, whose former teeth 25 with the internal teeth 19 the ring gear 18 of the lock cam 6 in engagement stands.
- the two eccentric 20 are not running with around. You can, however, by means of the adjusting 17 on the Verstellvertechnikept 27 in the same direction to the respective Axle 21 of the camshafts 5, 6 are rotated. In each case, the eccentric axis 23 moves on one Web 29 about the axis 21 of the corresponding camshaft 5, 6 ( Figure 3 and Figure 4).
- FIG. 3 shows an initial position, at the position of setting wheels 24 and ring gears 18 with the marks 30, 31, 32, 33 and 34 in one Line is marked.
- the opening camshaft 5 is held by the same direction Twisting the two eccentric 20 to a certain Angle of rotation to enter a position according to Figure 4, in the the eccentric axes 23 on the track 29 by 90 ° are. It has on the side of the opening camshaft 5, the toothing 25 of the adjusting wheel 24 on the internal toothing 19 of the ring gear 18 so passed that the mark 30 at a certain angle from the line is distracted. To the same extent is on the larger Diameter of the second toothing 26, the mark 31st deflected.
- This deflection is also the on the toothing 26 of the adjusting wheel 24 on the side of the Lock camshaft 6 located brand 32 deflected. Around the same angular amount as the mark 32 is thus also the brand 34 deflected. Due to the consequent rolling the toothing 25 on the internal teeth 19 the side of the lock cam 6 becomes the mark 33 and so that the camshaft 6, with respect to the opening camshaft 5, twisted by a certain angle.
- This adjustment is also at rotating Camshafts 5, 6 in any direction in any size Adjustment possible.
- By essentially on the axes 21 of the two mutually adjustable camshafts 5, 6 arranged elements of the variable transmission 12 is claimed compared to known solutions little space.
- By the result of the engagement of the adjusting wheels Guaranteed 24 in the internal gears 19 of the ring gears 18 high degree of coverage of the gears is a high level of functional reliability, also with regard to the noise behavior achieved.
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Description
Die Erfindung betrifft eine variable Ventilsteuerung für Hubkolbenbrennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a variable valve control for reciprocating internal combustion engines according to the Preamble of claim 1.
Variable Ventilsteuerungen dieser Art sind zum Beispiel aus DE 42 44 550 A1 bekannt. Sie sind insbesondere auf eine drosselfreie Laststeuerung von Ottomotoren durch Verändern des Hubes und/oder der Öffnungsdauer der Einlassventile ausgerichtet. Dazu sind zur Betätigung der Einlassventile eine Öffnungsnockenwelle und eine Schließnockenwelle vorgesehen, die gegensinnig zu einander drehen und über Nocken und Hebel auf das Ventil einwirken. Durch Verdrehen der Nockenwellen gegeneinander kann der Hub und die Öffnungsdauer während des Betriebs der Brennkraftmaschine in weiten Bereichen verändert werden.Variable valve controls of this type are for Example from DE 42 44 550 A1. They are special on a throttle-free load control of gasoline engines by changing the stroke and / or the opening duration of Inlet valves aligned. These are to operate the Intake valves, an opening camshaft and a closing camshaft provided, which rotate in opposite directions to each other and act on the valve via cams and levers. By turning the camshafts against each other can Stroke and the opening duration during operation of the internal combustion engine be changed in many areas.
Zur Verdrehung der beiden die Einlassventile steuernden Nockenwellen gegeneinander ist bei diesen bekannten Ventilsteuerungen ein vierrädriges Koppelgetriebe vorgesehen, dessen Antriebsrad mit der von der Kurbelwelle angetriebenen ersten Nockenwelle und dessen Abtriebsrad mit der relativ zur ersten Nockenwelle zu verdrehenden zweiten Nockenwelle drehfest verbunden ist. Die Antriebsverbindung zwischen Antriebs- und Abtriebsrad ist über zwei Zwischenräder hergestellt, die über Koppeln miteinander und mit Antriebs- und Abtriebsrad in Eingriff gehalten sind. Durch Verschwenken der Koppeln um die beiden Achsen der Nockenwellen wird die relative Verdrehung der Nockenwellen gegeneinander erreicht. Das Verschwenken der Koppeln erfolgt durch ein Stellglied, das von einem Stellmotor beaufschlagt ist.To twist the two intake valves controlling camshafts against each other is in these known Valve controls a four-wheel coupling gearbox provided, the drive wheel with that of the crankshaft driven first camshaft and its output gear with the relative to the first camshaft twisting second camshaft is rotatably connected. The drive connection between drive and driven gear is made via two intermediate wheels, which over coupling with each other and with drive and driven gear in engagement are held. By pivoting the paddles around the two Axes of the camshafts will be the relative rotation the camshafts against each other achieved. The pivoting The coupling is done by an actuator, the one of Actuator is acted upon.
Ein derartiges Koppelgetriebe erfordert im Bereich der einen Stirnseite des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine erheblichen Bauraum, da die Koppeln selbst, das auf sie wirkende Stellglied und dessen Antrieb sowie die an den Koppeln befestigten Zwischenräder außerhalb der Achsen der Nockenwellen angeordnet sein müssen.Such a coupling gear requires in the area the one end face of the cylinder head of the internal combustion engine considerable space, since the coupling itself, the actuator acting on it and its drive as well attached to the paddles intermediate wheels outside the axes of the camshaft must be arranged.
Mit DE 197 47 011 A1 sowie mit DE 197 47 031 A1 werden zwar Vorschläge gemacht, wie der Bauraum für ein solches Verstellgetriebe zu reduzieren ist, in dem als Stellglied ein axial zum Verstellgetriebe versetztes Stellrad vorgesehen wird bzw. dass das Stellrad als unabhängig von den Nockenwellen parallel und versetzt zu diesen gelagertes Stellrad mit Exzenter ausgebildet ist, welches über ein Pleuel mit dem Verstellgetriebe verbunden ist. Der damit erzielbare Raumgewinn ist jedoch gering.With DE 197 47 011 A1 and DE 197 47 031 A1 Although suggestions are made, as the space for a Such adjustment is to reduce, as in Actuator axially offset to the adjustment Stellrad is provided or that the thumbwheel as independent from the camshafts parallel and offset to these mounted adjusting wheel is formed with eccentric, which is connected via a connecting rod with the adjusting gear is. The achievable space gain, however, is low.
Trotz des erheblichen Raumbedarfs für das Koppelgetriebe ist dessen Verstellbereich begrenzt, da die Koppeln nur einen begrenzten Schwenkwinkel auslenkbar sind.Despite the considerable space required for the coupling gear whose range is limited because the Couple only a limited swing angle deflectable are.
Da bei dem bekannten Ventiltrieb das Koppelgetriebe mit außen verzahnten Stirnrädern gebildet ist, die darüber hinaus nicht beliebig groß ausgebildet werden können, ergeben sich durch den relativ geringen realisierbaren Überdeckungsgrad der Verzahnung erhebliche Zahnspiele, welche das Verstellverhalten des Ventiltriebes negativ beeinflussen und zu Geräuschen führen. Es wird daher in der genannten Druckschrift DE 42 44 550 A1 vorgeschlagen, die Räder des Koppelgetriebes mit Schrägverzahnung zu versehen, sie axial zu teilen und die Teilräder gegeneinander zu verspannen.As in the known valve train, the coupling gear is formed with externally toothed spur gears, the In addition, not be formed arbitrarily large can result from the relatively low realizable Covering the gearing considerable Tooth games, which the adjustment behavior of the valve train adversely affect and lead to noise. It is therefore in the cited document DE 42 44 550 A1 proposed, the wheels of the linkage with helical teeth to provide them, to divide them axially and the part wheels to tense against each other.
Als eine weitere Maßnahme ist vorgeschlagen, den Koppelrädern Reibräder zuzuordnen, die mit geringer Drehzahldifferenz vor- oder nacheilen und so die Verzahnungen unter Vorspannung halten.Another measure proposed is To associate the coupling wheels friction wheels, the lower Speed difference forward or lag and so the gears keep under tension.
Diese zusätzlich erforderlichen Maßnahmen erhöhen den Bauraumbedarf für diese bekannten Ventilsteuerungen weiter. Sie führen darüber hinaus zu einem hohen Bauaufwand, der die Ventilsteuerung nicht unwesentlich verteuert.Increase these additional required actions the space requirement for these known valve controls further. They also lead to a high construction cost, the valve control not insignificantly more expensive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine variable Ventilsteuerung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 dargestellten Art so zu verbessern, dass der Bauraum für das Verstellgetriebe zwischen der Öffnungs- und Schließnockenwelle der Einlassventile reduziert werden kann, die Funktionssicherheit hinsichtlich des Zahnspieles im Verstellgetriebe erhöht wird, der Bauaufwand und damit die Kosten für das Verstellgetriebe reduziert werden und darüber hinaus ein größerer Verstellbereich ermöglicht wird.The invention is based on the object variable valve timing in the preamble of claim 1 type to improve so that the Space for the adjusting mechanism between the opening and closing camshaft of the intake valves can be reduced can, the reliability in terms of backlash is increased in the adjustment, the construction cost and thus reduces the cost of the adjustment and, moreover, a larger adjustment range is possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved with the characterizing features of claim 1.
Die Unteransprüche haben besonders vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand. The dependent claims have particularly advantageous Embodiments and developments of the invention for Object.
Durch die im Wesentlichen koaxiale Anordnung eines Hohlrades und eines darin eingreifenden Stellrades zur Bildung eines Verstellgetriebes zum Verstellen der gegeneinander zu verstellenden Nockenwellen liegt an den in Eingriff befindlichen Verzahnungen eine sehr viel größere Überdeckung vor, als dies mit nur außen verzahnten Rädern möglich ist. Durch den hohen Überdeckungsgrad kann das Zahnspiel vorteilhaft klein gehalten werden. Die im Wesentlichen koaxiale Anordnung aller für die Verstellung erforderlichen Getriebeteile auf den Achsen der gegeneinander zu verstellenden Nockenwellen - lediglich die exzentrische Lagerung des Stellrades weicht geringfügig von dieser koaxialen Anordnung ab - macht eine sehr kompakte Bauweise des Verstellgetriebes möglich, da keine außerachsigen Koppelglieder erforderlich sind.Due to the substantially coaxial arrangement a ring gear and a wheel engaging therein to form a variable transmission for adjusting the against each other to be adjusted camshaft is the engaged gears a much larger Overlapping before when geared with only outside Wheels is possible. Due to the high degree of coverage can the backlash be kept advantageously small. The im Essentially coaxial arrangement of all for the adjustment required gear parts on the axes of each other to be adjusted camshafts - only the eccentric Storage of the setting wheel differs slightly from This coaxial arrangement makes a very compact Construction of the variable transmission possible because no off-axis Coupling links are required.
Die auf die Hohlräder und damit auf die Winkellage der Nockenwellen wirkenden Stellräder können von außen her durch ein Verstellrad beliebig verdreht werden. Damit ist auch eine beliebig große Winkelverstellung der Nockenwellen gegeneinander möglich.The on the ring gears and thus on the angular position The camshafts acting adjusting wheels can from the outside can be rotated arbitrarily by an adjusting. This is also an arbitrarily large angle adjustment of Camshafts against each other possible.
In besonders vorteilhafter Weise kann jeweils das mit dem fest auf den Nockenwellen verbundenen Hohlrad kämmende Stellrad mit einer zweiten Verzahnung versehen sein. Diese zweiten Verzahnungen beider Stellräder an den Nockenwellen stehen miteinander in Eingriff, so dass ein zusätzliches Bauteil für die Kopplung der beiden Nockenwellen nicht erforderlich ist.In a particularly advantageous manner, respectively that with the fixed on the camshaft ring gear Combining thumbwheel provided with a second toothing be. These second gears of both adjusting wheels on the Camshafts are engaged with each other, so that one additional component for the coupling of the two camshafts is not required.
Durch die Anordnung einer an sich bekannten Stellvorrichtung zur Drehwinkelverstellung von Wellen, wie eine solche zum Beispiel in DE 36 19 956 dargestellt ist, am kurbelwellenseitigen Antrieb der die Einlassventile steuernden Nockenwelle und/oder am Antrieb der Auslassnockenwelle kann über die Verstellbarkeit von Hub und Öffnungsdauer der Einlassventile hinaus auch der Öffnungs- und Schließpunkt der Einlass- und/oder der Auslassventile verändert werden. Somit bestehen weitgehende Eingriffsmöglichkeiten auf den motorischen Prozess mit Beeinflussung von Leistung, Drehmoment, Abgasverhalten usw.By the arrangement of a known per se Adjusting device for adjusting the angle of rotation of shafts, such as shown for example in DE 36 19 956 is, on the crankshaft side drive the intake valves controlling camshaft and / or the drive of the exhaust camshaft can about the adjustability of hub and Opening period of the intake valves also the opening and closing point of the intake and / or exhaust valves to be changed. Thus, there are extensive Intervention options on the motor process with Influence of power, torque, exhaust behavior etc.
Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösungen zusammen mit ihren Wirkungen werden in der Darlegung eines Ausführungsbeispiels erläutert.Further embodiments of the invention Solutions along with their effects are outlined in the presentation an embodiment explained.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung dargelegt. Es zeigen
- Fig. 1
- die schematische Darstellung einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer variablen Ventilsteuerung;
- Fig. 2
- einen Schnitt durch ein Verstellgetriebe für eine variable Ventilsteuerung;
- Fig. 3
- eine schematisierte Darstellung einer
Ausgangsposition des Verstellgetriebes
nach
Figur 2; - Fig. 4
- eine schematisierte Darstellung einer
gegenüber der Ausgangsposition nach
Figur 3 verstellten Position des Verstellgetriebes nachFigur 2.
- Fig. 1
- the schematic representation of a reciprocating internal combustion engine with a variable valve timing;
- Fig. 2
- a section through an adjusting gear for a variable valve timing;
- Fig. 3
- a schematic representation of an initial position of the variable speed drive of Figure 2;
- Fig. 4
- a schematic representation of a relation to the starting position of Figure 3 displaced position of the variable speed drive of Figure 2.
Eine Hubkolbenbrennkraftmaschine 1 weist ein
Zylinderkurbelgehäuse 2 und einen Zylinderkopf 3 auf. Im
Zylinderkurbelgehäuse 2 befindet sich eine Kurbelwelle 4.
Im Zylinderkopf 3 sind zur Betätigung von Einlassventilen
eine Öffnungsnockenwelle 5 und eine Schließnockenwelle 6
sowie zur Betätigung der Auslassventile eine Auslassnockenwelle
7 gelagert. Auf der Kurbelwelle 4 befindet sich
ein Antriebsrad 8, welches über eine Kette 9 mit dem Nockenwellenantriebsrad
10 auf der Öffnungsnockenwelle 5
sowie mit dem Nockenwellenantriebsrad 11 auf der Auslassnockenwelle
7 verbunden ist.A reciprocating internal combustion engine 1 has a
Die Öffnungsnockenwelle 5 und die Schließnockenwelle
6 sind über ein Verstellgetriebe 12 miteinander
verbunden. Die Art dieser Verbindung wird im Folgenden
bei der Darstellung des Verstellgetriebes 12 näher beschrieben.The
Auf das Verstellgetriebe 12 wirkt ein Stellmotor
13 ein, der von einem Steuergerät 14 angesteuert
wird. Das Steuergerät 14 verarbeitet dazu unter anderem
Signale von Sensoren 15, welche an Phasenrädern 16, die
an der Kurbelwelle 4 der Öffnungsnockenwelle 5 und der
Schließnockenwelle 6 befestigt sind und deren Winkelstellung
erkennen.On the adjusting 12 acts a
Das Steuergerät 14 kann damit in an sich bekannter
Weise in Abhängigkeit vom Fahrerwunsch und den
sonstigen Fahrzeug- und Motorparametern die optimalen
Öffnungsparameter (Öffnungsbeginn, Öffnungsdauer, Öffnungshub)
der Einlassventile bestimmen und einen entsprechenden
Stellbefehl an den Stellmotor 13 geben.The
Mit dem Stellmotor 13 wird ein Verstellrad 17
des Verstellgetriebes 12 so verstellt, dass damit die
Öffnungsnockenwelle 5 und die Schließnockenwelle 6 in
eine Winkelposition zueinander gelangen, bei der die optimalen
Öffnungsparameter der Einlassventile realisiert
sind. Dieses Verstellen mittels des Verstellgetriebes 12
erfolgt ständig während des motorischen Betriebs der
Brennkraftmaschine 1. With the
Dazu ist an den an der abtriebsseitigen Stirnseite
befindlichen Enden der Öffnungsnockenwelle 5 und
der Schließnockenwelle 6 jeweils ein Hohlrad 18 des Verstellgetriebes
12, welches eine Innenverzahnung 19 aufweist,
drehfest befestigt. Konzentrisch zu diesem Hohlrad
18 ist auf jeder der beiden Nockenwellen 5, 6 ein Exzenterteil
20 drehbar gelagert. Jedes dieser Exzenterteile
20 bildet zur jeweiligen Achse 21 der Nockenwellen 5, 6
eine um das Maß e exzentrische Lagerfläche 22 um die Exzenterachse
23. Auf dieser Lagerfläche 22 ist jeweils ein
Stellrad 24 drehbar gelagert. Die Stellräder 24 sind jeweils
mit einer ersten Verzahnung 25 kleineren Durchmessers
und mit einer zweiten Verzahnung 26 größeren Durchmessers
versehen. Die Verzahnung 25 mit dem kleineren
Durchmesser steht in Eingriff mit der Innenverzahnung 19
des jeweiligen Hohlrades 18. Die größeren Verzahnungen 26
beider Stellräder 24 sind in gegenseitigem Eingriff.This is at the on the output side front side
located ends of the
Jedes der beiden Exzenterteile 20 hat eine konzentrisch
zu den Achsen 21 der Nockenwellen 5, 6 verlaufende
Verstellverzahnung 27, die als Außenverzahnung ausgeführt
ist und im Durchmesser kleiner als die Verzahnung
26 der Stellräder 24 ist. In die Verstellverzahnungen 27
beider Exzenterteile 20 greift eine Verzahnung 28 des
Verstellrades 17 ein.Each of the two eccentric 20 has a concentric
to the
Über die beiden Stellräder 24 sind die beiden
die Einlassventile betätigenden Nockenwellen 5, 6 drehverbunden.
Das von der Öffnungsnockenwelle 5 kommende
Drehmoment gelangt von der Innenverzahnung 19 des Hohlrades
18 dieser Welle 5 auf die erste Verzahnung 25 des an
der Öffnungsnockenwelle 5 befindlichen Stellrades 24 und
wird über die zweiten Verzahnungen 26 auf das an der
Schließnockenwelle 6 befindliche Stellrad 24 übertragen,
dessen erstere Verzahnung 25 mit der Innenverzahnung 19
des Hohlrades 18 der Schließnockenwelle 6 in Eingriff
steht.About the two adjusting
Da die Zähnezahlen der gleichbenannten Verzahnungen
19, 25, 26 an beiden Nockenwellenseiten gleich
sind, besteht zwischen den beiden Nockenwellen 5, 6 eine
Übersetzung von 1:1, das heißt, beide Nockenwellen 5, 6
laufen mit gleicher Drehzahl um.Because the numbers of teeth of the
Die beiden Exzenterteile 20 laufen dabei nicht
mit um. Sie können jedoch mittels des Verstellrades 17
über die Verstellverzahnungen 27 gleichsinnig um die jeweilige
Achse 21 der Nockenwellen 5, 6 gedreht werden.
Dabei bewegt sich jeweils die Exzenterachse 23 auf einer
Bahn 29 um die Achse 21 der entsprechenden Nockenwelle 5,
6 (Figur 3 und Figur 4).The two eccentric 20 are not running
with around. You can, however, by means of the adjusting 17
on the
Die Figuren 3 und 4, in denen die Teilkreise
der Innenverzahnungen 19 der Hohlräder 18 sowie der Verzahnungen
25, 26 der Stellräder 24 dargestellt sind, verdeutlichen
den Verstellvorgang der einen Nockenwelle 6
gegenüber der anderen Nockenwelle 5.Figures 3 and 4, in which the pitch circles
the
In Figur 3 ist eine Ausgangs-Position dargestellt,
bei der die Position von Stellrädern 24 und Hohlrädern
18 mit den Marken 30, 31, 32, 33 und 34 in einer
Linie markiert ist. Unter der Annahme, dass die Öffnungsnockenwelle
5 festgehalten ist, wird durch gleichsinniges
Verdrehen der beiden Exzenterteile 20 um einen bestimmten
Drehwinkel eine Position nach Figur 4 eintreten, bei der
die Exzenterachsen 23 auf der Bahn 29 um 90° gewandert
sind. Dabei hat sich auf der Seite der Öffnungsnockenwelle
5 die Verzahnung 25 des Stellrades 24 an der Innenverzahnung
19 des Hohlrades 18 so abgewälzt, dass die Markierung
30 um einen bestimmten Winkel aus der Geraden
ausgelenkt ist. In gleichem Maße ist auf dem größeren
Durchmesser der zweiten Verzahnung 26 die Markierung 31
ausgelenkt. Dieser Auslenkung entsprechend ist auch die
an der Verzahnung 26 des Stellrades 24 auf der Seite der
Schließnockenwelle 6 befindliche Marke 32 ausgelenkt. Um
den gleichen Winkelbetrag wie die Marke 32 ist somit auch
die Marke 34 ausgelenkt. Durch das dadurch bedingte Abwälzen
der Verzahnung 25 an der Innenverzahnung 19 auf
der Seite der Schließnockenwelle 6 wird die Marke 33 und
damit die Schließnockenwelle 6, gegenüber der Öffnungsnockenwelle
5, um einen bestimmten Winkel verdreht.FIG. 3 shows an initial position,
at the position of setting
Dieser Verstellvorgang ist auch bei rotierenden
Nockenwellen 5, 6 in beiden Richtungen in beliebig großem
Verstellbereich möglich. Durch die im Wesentlichen auf
den Achsen 21 der beiden zueinander verstellbaren Nockenwellen
5, 6 angeordneten Elemente des Verstellgetriebes
12 wird gegenüber bekannten Lösungen wenig Bauraum beansprucht.
Durch den infolge des Eingriffs der Stellräder
24 in die Innenverzahnungen 19 der Hohlräder 18 gewährleisteten
hohen Überdeckungsgrad der Verzahnungen wird
eine hohe Funktionssicherheit auch hinsichtlich des Geräuschverhaltens
erzielt.This adjustment is also at rotating
Claims (4)
- Variable valve control for reciprocating-piston internal combustion engines (1), with an opening camshaft (5) and a closing camshaft (6) for operating inlet valves and at least one further camshaft (3) for operating outlet valves, wherein the opening camshaft (5) and the closing camshaft (6) can be varied in their rotational position relative to one another by means of an adjusting gear unit (12) which is acted upon by a servomotor which is controlled by a control device in accordance with engine and/or vehicle parameters, characterised in that the adjusting gear unit (12) is formed from planetary gear units in each case with at least one ring gear (18) and a positioning gear (24) meshing therewith and eccentrically mounted relative to the ring gear (18), wherein the planetary gear units are in each case disposed substantially coaxially at the ends, located at a common front side of the internal combustion engine (1), of the two camshafts (5, 6) operating the inlet valves, and the positioning gears (24) are acted upon by a common adjusting gear (17) which is connected to the servomotor (13).
- Variable valve control according to Claim 1, characterised in that the adjusting gear unit (12) formed from planet gears consists of a respective ring gear (18) having an internal tooth system (19) and being non-rotatably connected to each of the opening camshaft (5) and the closing camshaft (5), a respective eccentric part (20), mounted coaxially and rotatably on each of these camshafts (5, 6), with a bearing face (22) extending eccentrically relative to the respective axis (21) of the camshaft (5, 6), as well as a respective adjusting tooth system (27), lying centrally relative to the axis (21), and a respective positioning gear (24) rotatably mounted on each of the bearing faces (22) of the eccentric parts (20), wherein each of the positioning gears (24) is provided with a first tooth system (25), in mesh with the internal tooth system (19) of the associated ring gear (18), as well as a second tooth system (26), the second tooth systems (26) of the two positioning gears (24) are in mesh, and wherein the two eccentric parts (20) can be rotated in the same direction by the common adjusting gear (17) of the servomotor (13).
- Variable valve control according to Claim 1 or 2, characterised in that further adjusting devices, which are known per se, for adjusting the rotational angle are provided in the drive of the opening camshaft (5) and/or closing camshaft (6) for the inlet valves and/or the camshaft (7) for the outlet valves from the crankshaft (4) of the internal combustion engine (1).
- Variable valve control according to one or more of Claims 1 - 3, characterised in that phase indicating wheels (16) and sensors (15) directed thereat are provided at least at the opening camshaft (5), on the closing camshaft (6) and at the crankshaft (4) of the internal combustion engine (1), wherein the angular position of the phase indicating wheels (16) is evaluated by a control device (14) in conjunction with further engine and vehicle parameters for controlling the servomotor (13).
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