EP1268988B1 - Variable ventilsteuerung mit kulissenelement und leerweg - Google Patents

Variable ventilsteuerung mit kulissenelement und leerweg Download PDF

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EP1268988B1
EP1268988B1 EP01927792A EP01927792A EP1268988B1 EP 1268988 B1 EP1268988 B1 EP 1268988B1 EP 01927792 A EP01927792 A EP 01927792A EP 01927792 A EP01927792 A EP 01927792A EP 1268988 B1 EP1268988 B1 EP 1268988B1
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EP
European Patent Office
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valve
cam
sliding
cam follower
valve train
Prior art date
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EP01927792A
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English (en)
French (fr)
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EP1268988A1 (de
Inventor
Rainer Wurms
Stefan Dengler
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Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Publication date
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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
    • F01L13/0063—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 cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
    • 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
    • F01L13/0063—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 cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
    • F01L2013/0068—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 cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot with an oscillating cam acting on the valve of the "BMW-Valvetronic" type

Definitions

  • the invention relates to a variable valve control for reciprocating engines, in particular internal combustion engines, according to the preamble of claim 1.
  • Such a variable valve control shows the DE 42 23 173 A1, in which an adjustable in the cylinder head of the engine link member with an adjusting ramp and a roller between the cam of a camshaft on the one hand and the bucket tappet on the shaft end of a globe valve on the other hand is switched.
  • an adjustable in the cylinder head of the engine link member with an adjusting ramp and a roller between the cam of a camshaft on the one hand and the bucket tappet on the shaft end of a globe valve on the other hand is switched.
  • By moving the slide member relative to the cam both a full stroke and partial strokes can be controlled to zero stroke.
  • a valve actuation occurs at full stroke, which results in terms of valve lift and speed profile of the geometry of the cam and the Verstellrampe and which can be optimized accordingly.
  • the object of the invention is to provide a variable valve control of the generic type, which allows large valve lift changes with a largely smooth valve actuation and the robust design and cost manufacturable.
  • the cam and the valve operating element in particular a rocker arm, a free travel, which causes a pre-acceleration (excitation movement) of the roller package both full stroke and in the partial strokes of the lift valve, so that the generating movement (opening movement) of the lift valve with positive and negative desired valve acceleration is controlled substantially by the Verstellrampe the gate part.
  • This decoupling of excitation movement and generation movement which is carried out by the geometric design of the cam and the adjustment ramp, creates a speed profile largely independent of the set valve lift without increased acceleration peaks and, associated therewith, a robust valve drive improved in terms of wear and operating noise.
  • valve train also allows larger valve strokes or a larger Hubverstell Scheme due to the use of a rocking lever with the associated lower leverage ratios and due to the general arrangement of Verstellrampe approximately perpendicular to the cam axis, the smaller lateral emigration of the roll package in particular cause in the excitement.
  • Aniauf the rocker arm for the roll package can be aligned parallel to the direction of the sliding part.
  • the Verstellrampe the link member is formed in a slot-shaped slotted guide, the opposite guide surface forms a Vorbevantungsrampe in the excitation movement of the roll package, which represents a jerk-free transition in the start-ramp section of the Verstellrampe for generating movement. This results in a smooth sliding sliding the roll package on the rocker arm with subsequent seamless generation movement.
  • the roller package can be advantageously biased by means of at least a simple leg spring against the cam.
  • the leg spring may preferably be supported on the link part with the one leg and acts with a second, extended leg on the roller package, this biasing against the cam.
  • the roller package can lift off from the rocker arm - whereby a permanent contact between the roller package and the cam is made - and it can be made on the compensating element backlash between the rocker arm, the cam member and the valve stem.
  • the rocker arm in order to achieve a rigid and high design accuracy producing construction of the rocker arm is pivotally mounted in the cylinder head via at least one rocker arm axis.
  • the hydraulic valve clearance compensation element could be arranged on the cooperating with the shaft end of the lift valve end of the rocking lever.
  • Figs. 1 and 2 10 designates a camshaft which is rotatably mounted in a cylinder head 12 only partially shown a multi-cylinder reciprocating internal combustion engine and carries cam 14 for actuating inlet globe valves, with only one globe valve or its Vertilschaft 16th is shown.
  • a link member 18 is slidably mounted in the cylinder head 12 via fitting holes 20 on stationary guide pins 22.
  • the slide part 18 can be adjusted in the direction of the double arrow 24 by means of an adjustment device (not shown) (eg an eccentric shaft which is hydraulically or electrically adjusted).
  • the approximately U-shaped link member 18 with a base wall 56 has in the lateral legs 26,28 depending on a slotted guide with a Verstellrampe 30 and a Vorbenchungsrampe 32.
  • roller package 34 In the upwardly open, slot-shaped slotted guide 30,32 a roller package 34 is slidably inserted.
  • the roller package 34 has a central roller 34 a (FIG. 2) which starts against the cam 14.
  • Adjacent to the left and right are two further rollers 34b, 34c, which roll on the abutment surfaces 36a, 36b of an oscillating lever 36, said rollers being mounted roller-mounted on a transmission pin 34d, which cooperates with the said ramps 30,32.
  • the rocker arm 36 is composed of a first, H-shaped rocker arm part 40 and an intermediate rocker arm part 42, which are arranged as follows:
  • the first oscillating lever part 40 is pivotally mounted on stationary oscillating lever axles 46 via bearing bores 44 and carries the abutment surfaces 36a, 36b for the rollers 34b, 34c of the roller package 34. Furthermore, the oscillating lever part 40 has a transverse driver 48 which is disposed on the second oscillating lever part arranged therebetween 42 acts in the manner of a rocker.
  • the second oscillating lever part 42 is supported, on the one hand, via a ball socket 50 on a valve play compensation element 52 having a corresponding ball head, which is arranged in the cylinder head 12 as shown. Its other end carries a driver 53 which cooperates with the shaft end of the lift valve 16.
  • the described arrangement creates an exact valve actuation with a resting valve clearance compensation element 52 (lower moving masses).
  • the adjustment ramp 30 as a whole is approximately perpendicular to the adjustment direction 24 of the link member 18 and the roller package 34 acts on the rocker arm 36, wherein its contact surfaces 36a, 36b are aligned parallel to the adjustment direction 24.
  • the rocker arm 36 is located substantially below the camshaft axis of rotation 10 a between the tangential to the cam 14 adjustable link member 18 and the lift valve sixteenth
  • the oscillating lever 36 (see Fig. 3 and 4) and its oscillating lever part 40 is in the position shown in FIG. 1 and 2 (corresponds to the full stroke) with the lift valve 16 closed to a stop 54 of the base wall 56 of the link member 18, wherein the rocker arm 36 is kept free of play via the valve play compensation element 52.
  • roller package 34 has a free travel s, viewed between the contact surfaces 36a, 36b of the rocker arm 36 and the base circle 14b of the cam 14th
  • the roller package 34 is first pre-accelerated in an excitation movement in the region of the free travel s, wherein this Leerweg s with decreasing valve lift (adjustment of the link member 18 in FIG. 1 of the drawing to the right) increases accordingly.
  • This excitation movement of the roller package 34 increases by the illustrated shape of the Vorbeschreibungsrampe 30 until the transmission pin 34d moves to the Anfauframpen section 30a of the Verstellrampe 30, while at the same time runs over the rollers 34b, 34c on the thrust surfaces 36a, 36b of the rocker arm 36 and in the further generating movement, the lift valve 16 is actuated.
  • the section 30a runs essentially substantially tangentially to the cam 14 or its arrival and departure ramp.
  • FIG. 5 shows the movement curves during a full stroke and FIG. 6 shows the movement curves during a partial lift of the lift valve 16.
  • the vertical lines indicate the respective valve lift s v .
  • the curve a corresponds to the adjustment movement of the roller package 34, the proportions of the excitation movement corresponding to the free travel s of the roller package 34.
  • the curve d describes the geometric design of the Verstellrampe 30, which in conjunction with the interpretation of the curve a, the actual valve lift according to curve e over the valve lift s v results.
  • the further curve f describes the profile of the valve acceleration, it being noteworthy that the acceleration peaks at full stroke (FIG. 5) and partial stroke (FIG. 6) are approximately equal.
  • the described valve train thus enables "full" valve lift curves e for the full stroke of the lift valves 16, without increased acceleration peaks during partial lift.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb für Hubkolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, mit zumindest einem Nocken einer im Zylinderkopf drehbar gelagert Nockenwelle, welcher Nocken über ein in einem Kulissenteil entlang einer Verstellrampe verschiebbar geführtes Rollenpaket und einem nachgeschalteten Ventilbetätigungselement ein Hubventil betätigt, wobei der Ventilhub durch Verschieben des Kulissenteils relativ zum Nocken variabel einstellbar und das Rollenpaket gegen den Nocken federnd vorgespannt ist. Zur Erzielung eines robusten und gleichmässigen Ventilbeschleunigungen aufweisenden Ventiltriebs ist zwischen dem Nockengrundkreis und dem Ventilbetätigungselement ein eine Erregungsbewegung des Rollenpaketes ermöglichender Leerweg (s) vorgesehen. Bevorzugt ist das Ventilbetätigungselement als ein zweiteiliger Schwinghebel mit einer Wippenfunktion ausgebildet und weist das Kulissenteil eine Kulissenführung mit einer zusätzlichen Vorbeschleunigungsrampe für das Rollenpaket auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine variable Ventilsteuerung für Hubkolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Eine derartige variable Ventilsteuerung zeigt beispielsweise die DE 42 23 173 A1, bei der ein im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verstellbares Kulissenteil mit einer Verstellrampe und einer Rolle zwischen dem Nocken einer Nockenwelle einerseits und dem Tassenstößel am Schaftende eines Hubventiles andererseits geschaltet ist. Durch Verschieben des Kulissenteiles relativ zum Nocken können sowohl ein Vollhub als auch Teilhübe bis gegen Nullhub gesteuert werden. Dabei erfolgt bei Vollhub eine Ventilbetätigung, die sich hinsichtlich Ventilerhebung und Geschwindigkeitsprofil aus der Geometrie des Nockens und der Verstellrampe ergibt und die entsprechend optimiert sein kann. Bei Teilhub allerdings resultiert zunächst ein Leerhub (=Erregungsbewegung) und anschließend der Teilhub (=Erzeugungsbewegung), wobei hier ein zeitlich späterer Nockenbereich zur Wirkung gelangt, der zwangsläufig ein anderes Geschwindigkeitsprofil bzw. ggf. hohe, ruckartige Ventilbeschleunigungen verursachen kann. Dies gilt sowohl für die Ventilöffnung (Anlauframpe) als auch für die Schließung des Ventils (Ablauframpe).
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine variable Ventilsteuerung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die große Ventilhubänderungen bei einer weitgehendst ruckfreien Ventilbetätigung ermöglicht und die robust aufgebaut und kostengünstig fertigbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zwischen den Nocken und dem Ventilbetätigungselement, insbesondere einem Schwinghebel, einen Leerweg einzuschalten, der sowohl bei Vollhub als auch bei den den Teilhüben des Hubventils eine Vorbeschleunigung (Erregungsbewegung) des Rollenpaketes bewirkt, so dass die Erzeugungsbewegung (Öffnungsbewegung) des Hubventils mit positiver und negativer gewünschter Ventilbeschleunigung im wesentlichen durch die Verstellrampe des Kulissenteils gesteuert ist. Diese von der geometrischen Auslegung von Nocken und Verstellrampe ausgeführte Abkopplung von Erregungsbewegung und Erzeugungsbewegung schafft weitgehendst unabhängig vom eingestellten Ventilhub ein Geschwindigkeitsprofil ohne erhöhte Beschleunigungsspitzen und damit verbunden einen robusten und hinsichtlich Verschleiß und Betätigungsgeräusche verbesserten Ventiltrieb.
  • Die Anordnung des Ventiltriebs gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 3, ermöglicht zudem größere Ventilhübe bzw. einen größeren Hubverstellbereich aufgrund des Einsatzes eines Schwinghebels mit den damit verbundenen günstigeren Hebelübersetzungen und aufgrund der allgemeinen Anordnung der Verstellrampe etwa senkrecht zur Nockendrehachse, die geringere seitliche Auswanderungen des Rollenpaketes insbesondere bei der Erregungsbewegung verursachen. Dabei kann die Aniauffläche des Schwinghebels für das Rollenpaket parallel zur Verschieberichtung des Kulissenteils ausgerichtet sein.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Verstellrampe des Kulissenteils in einer schlitzförmigen Kulissenführung ausgebildet, deren gegenüberliegende Führungsfläche eine Vorbeschleunigungsrampe in der Erregungsbewegung des Rollenpaketes bildet, die einen ruckfreien Übergang in den Anlauframpen-Abschnitt der Verstellrampe zur Erzeugungsbewegung darstellt. Daraus resultiert ein sanftes, gleitendes Aufsetzen des Rollenpaketes auf den Schwinghebel mit anschließend übergangsloser Erzeugungsbewegung.
  • Das Rollenpaket kann vorteilhaft mittels zumindest einer einfachen Schenkelfeder gegen den Nocken vorgespannt sein. Die Schenkelfeder kann bevorzugt an dem Kulissenteil mit dem einen Schenkel abgestützt sein und wirkt mit einem zweiten, verlängerten Schenkel auf das Rollenpaket, dieses gegen den Nocken vorspannend.
  • Insbesondere bei der Verwendung eines hydraulischen Ventilspielausgleichselements im Ventiltrieb kann es vorteilhaft sein, wenn der Schwinghebei in der Schließstellung des Hubventils an einem Anschlag des Kulissenteils anliegt. Dabei kann das Rollenpaket aufgrund der Vorspannung der Schenkelfeder vom Schwinghebel abheben - wodurch ein ständiger Kontakt zwischen dem Rollenpaket und dem Nocken hergestellt ist - und es kann über das Ausgleichselement eine Spielfreiheit zwischen dem Schwinghebel, dem Kulissenteil und dem Ventilschaft hergestellt sein.
  • Bevorzugt ist zur Erzielung einer steifen und eine hohe Auslegungsgenauigkeit herstellenden Konstruktion der Schwinghebel über zumindest eine Schwinghebelachse schwenkbar im Zylinderkopf gelagert. Dabei könnte dann das hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselement an dem mit dem Schaftende des Hubventiles zusammenwirkenden Ende des Schwinghebels angeordnet sein. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, einen zumindest zweiteiligen Schwinghebel zu verwenden, dessen einer Schwinghebelteil schwenkbar gelagert ist, während dessen zweiter Schwinghebelteil ähnlich einer Wippe einerseits an dem hydraulischen Ventilspielausgleichselement und andererseits an dem Schaftende des Hubventiles abgestützt ist, wobei die beiden Schwinghebelteile dazwischenliegend trieblich miteinander verbunden sind (mittels eines quer verlaufendem Mitnehmers oder einer Bolzengelenkverbindung).
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in
    • Fig. 1
    einen Querschnitt durch einen variablen Ventiltrieb im Zylinderkopf einer Hubkolben-Brennkraftmaschine entlang der Linie I-I der Fig. 2, mit einem Nocken, einem verschiebbaren Kulissenteil, einem Rollenpaket und einem auf ein Hubventil wirkenden Schwinghebel;
    Fig. 2
    eine Ansicht gemäß Pfeil X der Fig. 1 auf den Ventiltrieb;
    Fig. 3
    eine Seitenansicht des zwischen dem Kulissenteil und dem Hubventil angeordnetem zweiteiligen Schwinghebels;
    Fig. 4
    eine Draufsicht auf den Schwinghebel gemäß Fig. 3;
    Fig. 5
    Grafiken des Ventiltriebs bei Vollhub; und
    Fig. 6
    die gleichen Grafiken bei Teilhub des Hubventiles.
  • In den Fig. 1 und 2 ist mit 10 eine Nockenwelle bezeichnet, die drehbar in einem nur teilweise dargestellten Zylinderkopf 12 einem mehrzylindrigen Hubkolben-Brennkraftmaschine gelagert ist und Nocken 14 zur Betätigung von Einlass-Hubventilen trägt, wobei nur ein Hubventil bzw. dessen Vertilschaft 16 dargestellt ist.
  • Zur Erzielung eines variablen Ventiltriebs ist im Zylinderkopf 12 ein Kulissenteil 18 über Passbohrungen 20 auf ortsfesten Führungsbolzen 22 verschiebbar angeordnet. Das Kulissenteil 18 kann mittels einer nicht dargestellten Verstelleinrichtung (z. B. eine Exzenterwelle, die hydraulisch oder elektrisch verstellt wird) in Richtung des Doppelpfeiles 24 verstellt werden.
  • Das etwa U-förmige Kulissenteil 18 mit einer Basiswand 56 weist in den seitlichen Schenkeln 26,28 je eine Kulissenführung mit einer Verstellrampe 30 und einer Vorbeschleunigungsrampe 32 auf.
  • In die nach oben offene, schlitzförmige Kulissenführung 30,32 ist ein Rollenpaket 34 verschiebbar eingesetzt. Das Rollenpaket 34 weist eine mittlere Rolle 34a auf (Fig. 2), die an dem Nocken 14 anläuft. Links und rechts dazu benachbart sind zwei weitere Rollen 34b,34c, vorgesehen, die an den Anlaufflächen 36a,36b eines Schwinghebels 36 abwälzen, wobei die besagten Rollen rollengelagert auf einem Übertragungsbolzen 34d angeordnet sind, der mit den besagten Rampen 30,32 zusammenwirkt.
  • Der Schwinghebel 36 setzt sich aus einem ersten, H-förmigen Schwinghebelteil 40 und einem dazwischen liegenden Schwinghebelteil 42 zusammen, die wie folgt angeordnet sind:
  • Der erste Schwinghebelteil 40 ist einerseits über Lagerbohrungen 44 auf ortsfesten Schwinghebelachsen 46 schwenkbar gelagert und trägt die Anlaufflächen 36a,36b für die Rollen 34b,34c des Rollenpaketes 34. Ferner weist der Schwinghebelteil 40 einen querverlaufenden Mitnehmer 48 auf, der auf den dazwischen angeordneten zweiten Schwinghebelteil 42 nach Art einer Wippe wirkt.
  • Der zweite Schwinghebelteil 42 stützt sich einerseits über eine Kugelpfanne 50 an einem einen entsprechenden Kugelkopf aufweisendem Ventilspiel-Ausgleichselement 52 ab, das im Zylinderkopf 12 wie dargestellt angeordnet ist. Dessen anderes Ende trägt einen Mitnehmer 53, der mit dem Schaftende des Hubventiles 16 zusammenwirkt.
  • Durch die beschriebene Anordnung wird eine exakte Ventilbetätigung mit ruhendem Ventilspielsausgleichselement 52 (geringere bewegte Massen) geschaffen.
  • Wie insbesondere aus der Fig. 1 ersichtlich ist, liegt die Verstellrampe 30 insgesamt gesehen etwa senkrecht zur Verstellrichtung 24 des Kulissenteiles 18 und wirkt das Rollenpaket 34 auf den Schwinghebel 36, wobei dessen Anlaufflächen 36a,36b parallel zur Verstellrichtung 24 ausgerichtet sind. Der Schwinghebel 36 liegt dabei im wesentlichen unterhalb der Nockenwellen-Drehachse 10a zwischen dem tangential zum Nocken 14 verstellbaren Kulissenteil 18 und dem Hubventil 16.
  • Der Schwinghebel 36 (vgl. Fig. 3 und 4) bzw. dessen Schwinghebelteil 40 liegt in der gezeichneten Position gemäß Fig. 1 und 2 (entspricht dem Vollhub) bei geschlossenem Hubventil 16 an einem Anschlag 54 der Basiswand 56 des Kulissenteils 18 an, wobei der Schwinghebel 36 insgesamt über das Ventilspielausgleichselement 52 spielfrei gehalten ist.
  • In dieser Position weist das Rollenpaket 34 einen Leerweg s auf, betrachtet zwischen den Anlaufflächen 36a,36b des Schwinghebels 36 und dem Grundkreis 14b des Nockens 14.
  • Dieser Leerweg s führt zu einem Abheben des Rollenpaktes 34 von den Anlaufflächen 36a,36b des Schwinghebels 36, weil zwei im Kulissenteil 18 festgelegte Schenkelfedern 56 mit ihrem einen Schenkel 56a jeweils das Rollenpaket 34 federnd gegen den Nocken 14 vorspannen. Die Schenkel 56a greifen dabei, wie aus der Fig. 2 ersichtlich, jeweils zwischen der mittleren Rolle 34a und den beiden benachbarten Rollen 34b,34c am Übertragungsbolzen 34d an, während sich ihr zweiter Schenkel 56b am Kulissenteil 18 abstützt.
  • Damit wird bei einer Ventilbetätigung zunächst das Rollenpaket 34 in einer Erregungsbewegung im Bereich des Leerweges s vorbeschleunigt, wobei dieser Leerweg s bei abnehmendem Ventilhub (Verstellung des Kulissenteils 18 auf der Fig. 1 der Zeichnung nach rechts) entsprechend zunimmt.
  • Diese Erregungsbewegung des Rollenpaketes 34 nimmt durch die dargestellte Form der Vorbeschleunigungsrampe 30 zu, bis sich der Übertragungsbolzen 34d auf den Anfauframpen-Abschnitt 30a der Verstellrampe 30 verlagert, wobei er gleichzeitig über die Rollen 34b,34c auf die Anlaufflächen 36a,36b des Schwinghebels 36 aufläuft und in der weiteren Erzeugungsbewegung das Hubventil 16 betätigt. Der Abschnitt 30a erläuft dabei im wesentlichen etwa tangential zum Nocken 14 bzw. dessen An- und Ablauframpe.
  • Beim Schließen des Hubventiles 16 wiederum gerät schließlich der Schwinghebel 36 an den Anschlag 54, dann hebt das Rollenpaket 34 vom Schwinghebel 36 ab, im Rahmen des gerade vorliegenden Leerweges s.
  • Die geometrische Auslegung des Nockens 14 und der Verstellrampen 30,32 im Kulissenteil 18 sind anhand der Grafiken gemäß Fig. 5 und 6 näher erläutert.
  • Dabei zeigt die Fig. 5 die Bewegungskurven bei einem Vollhub und die Fig. 6 die Bewegungskurven bei einem Teilhub des Hubventiles 16. Die senkrecht eingezeichneten Linien bezeichnen den jeweiligen Ventilhub sv.
  • Die Kurve a entspricht der Verstellbewegung des Rollenpaketes 34, wobei die Anteile der Erregungsbewegung dem Leerweg s des Rollenpaketes 34 entsprechen. Als wesentlich der vorliegenden Erfindung ist zu sehen, dass auch bei Vollhub (Fig. 5) ein Leerweg s vorliegt, der den Anfangspunkt der Erzeugungsbewegung (Ventilbetätigung) auf den Ast zwischen b und c der Kurve a legt, der etwa einer gleichmäßigen Ventilbeschleunigung entspricht.
  • Die Kurve d beschreibt die geometrische Auslegung der Verstellrampe 30, die in Verbindung mit der Auslegung der Kurve a die tatsächliche Ventilerhebung gemäß Kurve e über den Ventilhub sv ergibt. Die weitere Kurve f beschreibt den Verlauf der Ventilbeschleunigung, wobei bemerkenswert ist, dass die Beschleunigungsspitzen bei Vollhub (Fig. 5) und Teilhub (Fig. 6) etwa gleich sind.
  • Der beschriebene Ventiltrieb ermöglicht somit "füllige" Ventilerhebungskurven e für den Vollhub der Hubventile 16, ohne erhöhte Beschleunigungsspitzen bei Teilhub.

Claims (13)

  1. Variabler Ventiltrieb für Hubkolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, mit zumindest einem Nocken einer in einem Zylinderkopf drehbar gelagerten Nockenwelle, welcher Nocken über ein in einem Kulissenteil entlang einer Verstellrampe verschiebbar geführtes Rollenpaket und einem nachgeschalteten Ventilbetätigungselement ein Hubventil betätigt, wobei der Ventilhub durch Verschieben des Kulissenteils relativ zum Nocken variabel einstellbar und das Rollenpaket gegen den Nocken federnd vorgespannt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen Nockengrundkreis (14b) und Ventilbetätigungselement (36) eine eine Vorbeschleunigung als Erregungsbewegung des Rollenpaketes (34) im Bereich eines Leerwegs (s) ermöglichende Vorbeschleunigungsrampe (32) vorgesehen ist, wobei das Rollenpaket (34) bei einer Anlage im Bereich des Nockengrundkreises (14b) entsprechend dem Leerweg (s) vom Ventilbetätigungselement (36) abgehoben ist.
  2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregungsbewegung des Rollenpaketes (34) der Anfangsbeschleunigung und der Endverzögerung der Kontur des Nockens (14, Fig. 5, Kurve a, Leerweg s) entspricht.
  3. Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellrampe (30) insgesamt etwa senkrecht zur Verstellbewegung (Doppelpfeil 24) des Kulissenteils (18) ausgerichtet ist und dass das Rollenpaket (34) auf einen einerseits beweglich abgestützten Schwinghebel (36) wirkt, der im wesentlichen unterhalb der Nockenwellen-Drehachse (10a) zwischen dem tangential zum Nocken (14) verstellbaren Kulissenteil (18) und dem Schaftende des Hubventils (16) angeordnet ist.
  4. Ventiltrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellrampe (30) einen nahezu tangential zum Nocken (14) verlaufenden Anlauframpen-Abschnitt (30a) aufweist.
  5. Ventiltrieb nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufflächen (36a,36b) des Schwinghebels (36) für das Rollenpaket (34) parallel zur Verschieberichtung (24) des Kulissenteiles (18) ausgerichtet ist.
  6. Ventiltrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellrampe (30) in einer schlitzförmigen Kulissenführung ausgebildet ist, deren gegenüberliegende Führungsfläche eine Vorbeschleunigungsrampe (32) für die Erregungsbewegung (Leerweg s) des Rollenpaketes (34) bildet.
  7. Ventiltrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rollenpaket (34) mittels zumindest einer Schenkelfeder (56) gegen den Nocken (14) vorgespannt ist.
  8. Ventiltrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schenkelfeder (56) mit ihrem einen Schenkel (56b) unmittelbar an den Kulissenteil (18) gehalten ist.
  9. Ventiltrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwinghebel (36) in der Schließstellung des Hubventiles (16) an einem Anschlag (54) des Kulissenteils (18) anliegt.
  10. Ventiltrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kulissenteil (18) über entsprechende Passbohrungen (20) an am Zylinderkopf (12) befestigten Führungsstiften (22) geführt ist.
  11. Ventiltrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwinghebel (36) über eine oder mehrere Schwinghebelachsen (46) schwenkbar gelagert ist.
  12. Ventiltrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwinghebel (36) zumindest zweiteilig ausgebildet ist, wobei der erste Schwinghebelteil (40) schwenkbar über die Schwinghebelachsen (46) gelagert ist und die Anlaufflächen (36a) für das Rollenpaket (34) aufweist und trieblich mit einem zweiten, parallel dazu angeordnetem Schwinghebelteil (42) zusammenwirkt, der einerseits an einem hydraulischen Ventilspielausgleichselement (52) schwenkbar abgestützt und andererseits an dem Schaftende des Hubventiles (16) angreift.
  13. Ventiltrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwinghebelteil (40) H-förmig mit zwei Hebelabschnitten mit Anlaufflächen (36a) und einem auf den zweiten Schwinghebelteil (42) wirkenden, querverlaufenden Mitnehmer (48) ausgebildet ist und dass der zweite Schwinghebelteil (42) zwischen den beiden Hebelabschnitten des ersten Schwinghebeiteils (40) verläuft.
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