EP2018466A1 - Valve drive assembly for an internal combustion engine - Google Patents

Valve drive assembly for an internal combustion engine

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Publication number
EP2018466A1
EP2018466A1 EP07722011A EP07722011A EP2018466A1 EP 2018466 A1 EP2018466 A1 EP 2018466A1 EP 07722011 A EP07722011 A EP 07722011A EP 07722011 A EP07722011 A EP 07722011A EP 2018466 A1 EP2018466 A1 EP 2018466A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cam
camshaft
blind hole
valve drive
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07722011A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jörg Wutzler
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.)
IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Original Assignee
IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
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Filing date
Publication date
Application filed by IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr filed Critical IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Publication of EP2018466A1 publication Critical patent/EP2018466A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F01L1/0532—Camshafts overhead type the cams being directly in contact with the driven valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F01L2013/0052—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 with cams provided on an axially slidable sleeve

Definitions

  • the invention relates to a valve train arrangement for internal combustion engines with the features mentioned in the preamble of claim 1.
  • a variable valve train for internal combustion engines in which the gas exchange valve is operated with different cam contours for adjusting the valve lift and / or the valve timing.
  • a cam is rotatable on the camshaft and the other cam fixedly arranged on the camshaft.
  • In the full load range of the internal combustion engine controls an electronic control via a check valve pressure oil in a hydraulic chamber of the fixed cam and displaces corresponding piston, whereby the fixed cam with the rotatably mounted on the cam shaft cam positively by locking the piston in a arranged in the cam portion of the rotatably mounted cam hole is coupled.
  • the positively coupled cam operates with a relatively large stroke via a plunger, the respective gas exchange valves.
  • a disadvantage of this solution is the low latching range of the locking piston in the bore of the rotatably mounted cam in the form-locking connection of the two cams. Malfunctions, especially when changing in their direction of rotation, can not be excluded.
  • the invention has for its object to provide a valve train assembly for an internal combustion engine of the generic type, with a safe connection of a fixed cam with a rotatably mounted on the camshaft cam and avoided with the malfunction. This object is achieved by the characterizing features of claim 1.
  • the groove-shaped guide in which the Vorverriegelungskolben can engage, extends in the base circle of the rotatably mounted cam by approximately 180 °.
  • the advantage of the solution according to the invention is that during the locking process of the two cams a range of approximately 180 ° is available to one another, in which a pre-locking piston can engage in without problems. Faulty circuits are thereby largely excluded.
  • the rotatable cam is entrained by the prelocking piston so that, due to the same speed of the two cams, the main locking piston can easily snap into the corresponding bore in the rotatably mounted cam and ensure torque transmission in its alternating directions.
  • Fig. 1 a schematic representation of the valve gear according to the invention in
  • FIG. 2 shows a section A-A according to FIG. 1, FIG.
  • Fig. 3 the main locking piston as a detail xx according to Figure 1, but in the unlocked position
  • Fig. 4 the Vorverriegelungskolben shown offset by 90 ° as a detail yy according to Figure 1, but in the unlocked position.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of the valve drive according to the invention, in which a stationary cam 2 and a cam 3 rotatably mounted on the camshaft 1 are arranged side by side on a camshaft 1. Both cams 2 and 3 have a same base circle diameter 14 and 15. The rotatably mounted cam 3 has over the cam 2 a larger profile height for a maximum valve lift in a full load operation of the internal combustion engine.
  • the cam 2 is designed for a small stroke or for a zero stroke for the partial load operation of the internal combustion engine.
  • the pre-locking piston 16 shown in unlocked position in FIG. 4 is displaceable in a blind bore 17, which is arranged in the region of the base circle 14 of the cam 2, preferably in its edge region and thus approximately 90 ° relative to the main locking piston 6.
  • a groove-shaped guide 8 is arranged, with which the controllably displaceable Vorverriegelungskolben 16 in and disengageable.
  • the groove-shaped guide 8 extends by approximately 180 ° in the region of the base circle 15 of the cam 3.
  • the displacement of the Vorverriegelungskolbens 16 in the direction of the groove-shaped guide 8 is controlled by oil pressure from the pressure circulation lubricating oil system of the internal combustion engine.
  • the blind hole 17 is thus connected to a control channel 11b arranged in a bearing 5 of the camshaft 1 via a radial channel branching off from the bore 12.
  • the pressure oil supply to the control channels 11a and 11b via not shown controllable check valves.
  • a spring 18 is disposed opposite to the displacement of the Vorverriegelungskolbens 16 in Direction of the groove-shaped guide 8 acting oil pressure acts.
  • the main locking piston 6 shown in Figure 3 in the unlocked position is slidably mounted in a arranged in the region of the cam 2 blind hole 20.
  • the controlled displacement of the main locking piston 6 in the direction of the cam 3 is effected by a spring 7 arranged between the bottom of the main locking piston 6 and the bottom of the blind hole 20 and also by the controllable oil pressure from the pressure circulation lubricating oil system of the internal combustion engine.
  • the blind bore 20 is connected in the region of the cam 2 via a radial channel 21, an arranged in the camshaft 1, axial bore 12 and another arranged in the camshaft 1, radial channel with a bearing 5 arranged in the control channel 11b.
  • a blind hole 13 is arranged in the direction of the cam 2, in which a sealing piston 19 is displaceably arranged.
  • the blind hole 13 is connected via a disposed in the camshaft 1, radial bore 10 arranged in the camshaft 1, axial channel 4 and another arranged in the camshaft 1, radial bore 9 with a control channel 11a of the controllable pressure oil supply.
  • the cam 3 provided with the larger cam profile engages with the gas exchange valve via a drag lever, for example.
  • the rotatably mounted on the camshaft 1 cam 3 with the rotatably mounted on the camshaft 1 arranged cam 2 is positively connected, as shown in Figure 1.
  • At the bottom of Vorverriegelungskolbens 16 is above the supply passage 22 to a corresponding oil pressure, which has moved the Vorverriegelungskolben 16 in the groove-shaped guide 8 of the cam 3.
  • a locked position of the cam 3 with the cam 2 of the Vorverriegelungskolben 16 is located on the seen in the direction of rotation of the camshaft 1 outer boundary of the guide 8 at. Due to the oil pressure acting on the main locking piston 6, the main locking piston 6 is partially displaced into the blind bore 13 of the cam 3, so that a form-locking contact between the cam 3 and the cam 2 exists over the main locking piston 6.
  • control channel can be switched on and off, to lock the cam 3

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

The invention relates to a valve drive assembly for an internal combustion engine. The aim of the invention is to improve said assembly in such a manner that a stationary cam (2) can be reliably connected to a cam (3) that is rotatably mounted on the camshaft and to avoid malfunctions. For this purpose, a groove-type guide (8) is arranged in the area of the base circle (14) of the cam (3) which is rotatably mounted on the camshaft (1). A pilot locking plunger (6) is mounted in a blind bore (17) of the base circle (14) of the cam (2) that is connected to the camshaft (1) so as to rotate with it. Said plunger can be displaced in a controlled manner and can be engaged with the guide and disengaged therefrom. The groove-type guide (8) in which the pilot locking plunger engages extends in the base circle (14) of the rotatably mounted cam (1) by approximately 180°.

Description

Ventiltriebsanordnung für eine BrennkraftmaschineValve train arrangement for an internal combustion engine
Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebsanordnung für Brennkraftmaschinen mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Merkmalen.The invention relates to a valve train arrangement for internal combustion engines with the features mentioned in the preamble of claim 1.
Aus der DE 42 28 796 A1 ist ein variabler Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen vorbekannt, bei dem zur Verstellung des Ventilhubs und/oder der Ventilsteuerzeiten das Gaswechselventil mit unterschiedlichen Nockenkonturen betrieben wird. Dabei ist auf der Nockenwelle ein Nocken drehbar und der andere Nocken fest auf der Nockenwelle angeordnet. Im Volllastbereich der Brennkraftmaschine steuert eine elektronische Steuerung über ein Sperrventil Drucköl in eine Hydraulikkammer des feststehenden Nockens und verschiebt dabei entsprechende Kolben, wodurch der Festnocken mit dem auf der Nockenwelle drehbar gelagerten Nocken formschlüssig durch Einrasten des Kolbens in eine im Nockenbereich des drehbar gelagerten Nockens angeordnete Bohrung gekoppelt wird. Der formschlüssig angekoppelte Nocken betätigt mit relativ großem Hub über einen Stößel die jeweiligen Gaswechselventile. Im Teillastbereich bei abgeschaltetem Öldruck erfolgt eine Trennung der beiden miteinander gekoppelten Nocken. Der Festnocken mit kleinem Hub betätigt den Stößel, während der auf der Nockenwelle drehbar gelagerte Nocken entkoppelt ist und die Nockenwelle frei in diesem Nocken rotiert. Damit beim Koppeln der beiden Nocken der verschiebbare Kolben in die entsprechende Bohrung in dem drehbaren Nocken einrasten kann, ist vor der Bohrung im Nockenbereich eine Einlauframpe angeordnet.From DE 42 28 796 A1 a variable valve train for internal combustion engines is already known, in which the gas exchange valve is operated with different cam contours for adjusting the valve lift and / or the valve timing. In this case, a cam is rotatable on the camshaft and the other cam fixedly arranged on the camshaft. In the full load range of the internal combustion engine controls an electronic control via a check valve pressure oil in a hydraulic chamber of the fixed cam and displaces corresponding piston, whereby the fixed cam with the rotatably mounted on the cam shaft cam positively by locking the piston in a arranged in the cam portion of the rotatably mounted cam hole is coupled. The positively coupled cam operates with a relatively large stroke via a plunger, the respective gas exchange valves. In the partial load range with the oil pressure switched off, the two coupled cams are separated. The fixed cam with a small stroke actuates the plunger, while the cam shaft rotatably mounted on the cam is decoupled and the cam shaft rotates freely in this cam. So that when coupling the two cams of the displaceable piston can engage in the corresponding bore in the rotatable cam, an inlet ramp is arranged in front of the bore in the cam area.
Nachteilig bei dieser Lösung ist der geringe Einrastbereichs des Verriegelungskolbens in der Bohrung des drehbar gelagerten Nockens beim formschlüssigen Verbinden der beiden Nocken. Fehlfunktionen, insbesondere bei in ihrer Drehrichtung wechselnden Momenten, können dabei nicht ausgeschlossen werden.A disadvantage of this solution is the low latching range of the locking piston in the bore of the rotatably mounted cam in the form-locking connection of the two cams. Malfunctions, especially when changing in their direction of rotation, can not be excluded.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventiltriebsanordnung für eine Brennkraftmaschine der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der ein sicheres Verbinden eines Festnockens mit einem drehbar auf der Nockenwelle gelagerten Nocken erfolgt und mit der Fehlfunktionen vermieden werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.The invention has for its object to provide a valve train assembly for an internal combustion engine of the generic type, with a safe connection of a fixed cam with a rotatably mounted on the camshaft cam and avoided with the malfunction. This object is achieved by the characterizing features of claim 1.
Bei einem Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei auf einer Nockenwelle angeordneten, mit unterschiedlichen Profilen versehenen Nocken, die wahlweise mindestens ein Gaswechselventil betätigen und bei dem ein Nocken drehfest mit der Nockenwelle verbunden und der andere Nocken drehbar auf der Nockenwelle gelagert ist und über einen steuerbaren Verriegelungskolben formschlüssig mit dem drehfest auf der Nockenwelle angeordneten Nocken verbindbar ist, ist erfindungsgemäß im Bereich des Grundkreises des drehbar auf der Nockenwelle gelagerten Nockens eine nutförmige Führung angeordnet, mit der ein in einer Sacklochbohrung des Grundkreises des drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Nockens gelagerter und gesteuert verschiebbarer Vorverriegelungskolben in und außer Eingriff bringbar ist. Die nutförmige Führung, in der der Vorverriegelungskolben einrasten kann, erstreckt sich im Grundkreis des drehbar gelagerten Nockens um ca. 180°.In a valve train for an internal combustion engine with at least two arranged on a camshaft, provided with different profiles cam, which selectively actuate at least one gas exchange valve and in which a cam rotatably connected to the camshaft and the other cam is rotatably mounted on the camshaft and a controllable Locking piston is positively connected to the non-rotatably mounted on the camshaft cam is arranged according to the invention in the region of the base circle of the rotatably mounted camshaft cam, a groove-shaped guide, with a in a blind hole of the base circle of rotatably connected to the cam shaft cam mounted and controlled sliding Pre-locking piston in and can be brought out of engagement. The groove-shaped guide, in which the Vorverriegelungskolben can engage, extends in the base circle of the rotatably mounted cam by approximately 180 °.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass beim Verriegelungs- prozess der beiden Nocken miteinander ein Bereich von ca. 180° zur Verfügung steht, in der ein Vorverriegelungskolben problemlos einspuren kann. Fehlschaltungen sind dadurch weitestgehend ausgeschlossen. Nach dem Einspuren des Vorverriegelungskolbens wird der drehbare Nocken durch den Vorverriegelungskolben mitgenommen, so dass aufgrund der gleichen Geschwindigkeit der beiden Nocken der Hauptverriegelungskolben problemlos in die entsprechende Bohrung in dem drehbar gelagerten Nocken einrasten kann und die Drehmomentübertragung bei in ihrer Richtung wechselnden Verläufen sicherstellt.The advantage of the solution according to the invention is that during the locking process of the two cams a range of approximately 180 ° is available to one another, in which a pre-locking piston can engage in without problems. Faulty circuits are thereby largely excluded. After the prelocking piston has been engaged, the rotatable cam is entrained by the prelocking piston so that, due to the same speed of the two cams, the main locking piston can easily snap into the corresponding bore in the rotatably mounted cam and ensure torque transmission in its alternating directions.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be described in more detail below with reference to exemplary embodiments with reference to drawings. In the accompanying drawings show:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Ventiltriebes imFig. 1: a schematic representation of the valve gear according to the invention in
Schnitt mit verriegeltem Nocken, Fig. 2: einen Schnitt A-A gemäß Figur 1 ,2 shows a section A-A according to FIG. 1, FIG.
Fig. 3: den Hauptverriegelungskolben als Einzelheit x-x gemäß Figur 1 , aber in entriegelter Stellung und Fig. 4: den Vorverriegelungskolben um 90° versetzt dargestellt als Einzelheit y-y gemäß Figur 1 , aber in entriegelter Stellung.Fig. 3: the main locking piston as a detail xx according to Figure 1, but in the unlocked position and Fig. 4: the Vorverriegelungskolben shown offset by 90 ° as a detail yy according to Figure 1, but in the unlocked position.
In Figur 1 ist ein Längsschnitt des erfindungsgemäßen Ventiltriebes dargestellt, bei dem auf einer Nockenwelle 1 nebeneinander ein feststehender Nocken 2 und ein auf der Nockenwelle 1 drehbar gelagerter Nocken 3 angeordnet sind. Beide Nocken 2 und 3 weisen einen gleichen Grundkreisdurchmesser 14 und 15 auf. Der drehbar gelagerte Nocken 3 weist gegenüber dem Nocken 2 eine größere Profilhöhe für einen maximalen Ventilhub bei einem Volllastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine auf. Der Nocken 2 ist für einen geringen Hub oder für einen Nullhub für den Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine ausgelegt.FIG. 1 shows a longitudinal section of the valve drive according to the invention, in which a stationary cam 2 and a cam 3 rotatably mounted on the camshaft 1 are arranged side by side on a camshaft 1. Both cams 2 and 3 have a same base circle diameter 14 and 15. The rotatably mounted cam 3 has over the cam 2 a larger profile height for a maximum valve lift in a full load operation of the internal combustion engine. The cam 2 is designed for a small stroke or for a zero stroke for the partial load operation of the internal combustion engine.
Bei einem vom Nocken 2 entriegelten Nocken 3 wirkt nur der Nocken 2 auf einen nicht dargestellten Rollenschlepphebel oder Stößel, der ein oder mehrere Gaswechselventile eines Zylinders der Brennkraftmaschine betätigt. Bei diesem Zustand rotiert die Nockenwelle 1 frei in dem Nocken 3. Bei verriegeltem Nocken wirkt nur der Nocken 3 auf einen nicht dargestellten Rollenschlepphebel oder Stößel, der ein oder mehrere Gaswechselventile eines Zylinders der Brennkraftmaschine betätigt. Aufgrund der geringeren Profilhöhe des Nockens 2 kommt er im gekoppelten Zustand nicht zum Eingriff mit dem Rollenschlepphebel oder Stößel.In a cam 3 unlocked by the cam 2, only the cam 2 acts on a roller cam follower or plunger, not shown, which actuates one or more gas exchange valves of a cylinder of the internal combustion engine. In this state, the camshaft 1 rotates freely in the cam 3. When the cam is locked, only the cam 3 acts on a roller cam follower or plunger, not shown, which actuates one or more gas exchange valves of a cylinder of the internal combustion engine. Due to the lower profile height of the cam 2, he comes in the coupled state is not engaged with the roller rocker arm or plunger.
Erfindungsgemäß erfolgt die Verriegelung des auf der Nockenwelle 1 fest angeordneten Nockens 2 mit dem drehbar auf der Nockenwelle 1 gelagerten Nocken 3 mittels eines Vorverriegelungskolbens 16 und eines Hauptverriegelungskolbens 6. Über dem Vorverriegelungskolben 16 und dem Hauptverriegelungskolben 6 kann der Nocken 3 mit dem Nocken 2 gekoppelt und entkoppelt werden.According to the locking of the fixed camshaft 1 fixed cam 2 with the rotatably mounted on the camshaft 1 cam 3 by means of a Vorverriegelungskolbens 16 and a main locking piston 6. About the Vorverriegelungskolben 16 and the main locking piston 6, the cam 3 is coupled to the cam 2 and be decoupled.
Der in Figur 4 in entriegelter Stellung dargestellte Vorverriegelungskolben 16 ist verschiebbar in einer Sacklochbohrung 17, die im Bereich des Grundkreises 14 des Nockens 2 vorzugsweise in dessen Randbereich und somit ca. 90 °gegenüber dem Hauptverriegelungskolben 6 angeordnet ist, gelagert. Im Bereich des Grundkreises 15 des drehbar auf der Nockenwelle 1 gelagerten Nockens 3 ist eine nutförmige Führung 8 angeordnet, mit der der gesteuert verschiebbare Vorverriegelungskolben 16 in und außer Eingriff bringbar ist. Die nutförmige Führung 8 erstreckt sich um ca. 180° im Bereich des Grundkreises 15 des Nockens 3.The pre-locking piston 16 shown in unlocked position in FIG. 4 is displaceable in a blind bore 17, which is arranged in the region of the base circle 14 of the cam 2, preferably in its edge region and thus approximately 90 ° relative to the main locking piston 6. In the region of the base circle 15 of the rotatably mounted on the camshaft 1 cam 3, a groove-shaped guide 8 is arranged, with which the controllably displaceable Vorverriegelungskolben 16 in and disengageable. The groove-shaped guide 8 extends by approximately 180 ° in the region of the base circle 15 of the cam 3.
Die Verschiebung des Vorverriegelungskolbens 16 in Richtung der nutförmigen Führung 8 erfolgt regelbar durch Öldruck von dem Druckumlauf-Schmierölsystem der Brennkraftmaschine. Dazu mündet in die Sacklochbohrung 17 ein Zuführungskanal 22, der mit einer in Längsrichtung der Nockenwelle 1 verlaufenden Bohrung 12 verbunden ist. Über einen von der Bohrung 12 abzweigenden, radialen Kanal ist somit die Sacklochbohrung 17 mit einem in einem Lager 5 der Nockenwelle 1 angeordneten Steuerkanal 11b verbunden. Die Druckölzufuhr zu den Steuerkanälen 11a und 11b erfolgt über nicht dargestellte regelbare Sperrventile. Dabei dient der zu- und abschaltbare Steuerkanal 11a zum Entriegeln des Nockens 3 und der zu- und abschaltbare Steuerkanal 11 b zum Verriegeln des Nockens 3. An dem Boden des Vorverriegelungskolbens 16 ist eine Feder 18 angeordnet, die entgegen des zum Verschieben des Vorverriegelungskolbens 16 in Richtung der nutförmigen Führung 8 wirkenden Öldrucks wirkt.The displacement of the Vorverriegelungskolbens 16 in the direction of the groove-shaped guide 8 is controlled by oil pressure from the pressure circulation lubricating oil system of the internal combustion engine. For this purpose, a feed channel 22, which is connected to a bore 12 extending in the longitudinal direction of the camshaft 1, opens into the blind bore 17. The blind hole 17 is thus connected to a control channel 11b arranged in a bearing 5 of the camshaft 1 via a radial channel branching off from the bore 12. The pressure oil supply to the control channels 11a and 11b via not shown controllable check valves. At the bottom of the Vorverriegelungskolbens 16, a spring 18 is disposed opposite to the displacement of the Vorverriegelungskolbens 16 in Direction of the groove-shaped guide 8 acting oil pressure acts.
Der in Figur 3 in entriegelter Stellung dargestellte Hauptverriegelungskolben 6 ist in einer im Bereich des Nockens 2 angeordneten Sacklochbohrung 20 verschiebbar gelagert. Die gesteuerte Verschiebung des Hauptverriegelungskolbens 6 in Richtung des Nockens 3 erfolgt durch eine zwischen dem Boden des Hauptverriegelungskolbens 6 und dem Boden der Sacklochbohrung 20 angeordnete Feder 7 und ebenfalls durch den regelbaren Öldruck von dem Druckumlauf-Schmierölsystem der Brennkraftmaschine. Dazu ist die Sacklochbohrung 20 im Bereich des Nockens 2 über einen radialen Kanal 21 , eine in der Nockenwelle 1 angeordnete, axiale Bohrung 12 und einen weiteren in der Nockenwelle 1 angeordneten, radialen Kanal mit einem im Lager 5 angeordneten Steuerkanal 11b verbunden.The main locking piston 6 shown in Figure 3 in the unlocked position is slidably mounted in a arranged in the region of the cam 2 blind hole 20. The controlled displacement of the main locking piston 6 in the direction of the cam 3 is effected by a spring 7 arranged between the bottom of the main locking piston 6 and the bottom of the blind hole 20 and also by the controllable oil pressure from the pressure circulation lubricating oil system of the internal combustion engine. For this purpose, the blind bore 20 is connected in the region of the cam 2 via a radial channel 21, an arranged in the camshaft 1, axial bore 12 and another arranged in the camshaft 1, radial channel with a bearing 5 arranged in the control channel 11b.
Im Bereich des Nockens 3 ist in Richtung Nocken 2 weisend eine Sacklochbohrung 13 angeordnet, in der verschiebbar ein Dichtkolben 19 angeordnet ist. Die Sacklochbohrung 13 ist über eine in der Nockenwelle 1 angeordnete, radiale Bohrung 10 dem in der Nockenwelle 1 angeordneten, axialen Kanal 4 und einer weiteren in der Nockenwelle 1 angeordneten, radialen Bohrung 9 mit einem Steuerkanal 11a der steuerbaren Druckölversorgung verbunden. Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Ventiltriebs für Brennkraftmaschinen ist folgende:In the area of the cam 3, a blind hole 13 is arranged in the direction of the cam 2, in which a sealing piston 19 is displaceably arranged. The blind hole 13 is connected via a disposed in the camshaft 1, radial bore 10 arranged in the camshaft 1, axial channel 4 and another arranged in the camshaft 1, radial bore 9 with a control channel 11a of the controllable pressure oil supply. The mode of operation of the valve drive according to the invention for internal combustion engines is the following:
Beim Volllastbetrieb steht der mit dem größeren Nockenprofil versehene Nocken 3 über beispielsweise einen Schlepphebel mit dem Gaswechselventil in Eingriff. Dabei ist der drehbar auf der Nockenwelle 1 gelagerte Nocken 3 mit dem drehfest auf der Nockenwelle 1 angeordneten Nocken 2 formschlüssig verbunden, so wie in Figur 1 dargestellt. An dem Boden des Vorverriegelungskolbens 16 liegt über den Zuführungskanal 22 ein entsprechender Öldruck an, der den Vorverriegelungskolben 16 in die nutförmige Führung 8 des Nockens 3 verschoben hat. Bei einer verriegelten Stellung des Nockens 3 mit dem Nocken 2 liegt der Vorverriegelungskolben 16 an der in Drehrichtung der Nockenwelle 1 gesehenen äußeren Begrenzung der Führung 8 an. Der Hauptverriegelungskolben 6 wird aufgrund des auf den Hauptverriegelungskolben 6 einwirkenden Öldrucks teilweise in die Sacklochbohrung 13 des Nockens 3 verschoben, so dass über den Hauptverriegelungskolben 6 ein formschlüssiger Kontakt zwischen dem Nocken 3 und dem Nocken 2 besteht.During full load operation, the cam 3 provided with the larger cam profile engages with the gas exchange valve via a drag lever, for example. In this case, the rotatably mounted on the camshaft 1 cam 3 with the rotatably mounted on the camshaft 1 arranged cam 2 is positively connected, as shown in Figure 1. At the bottom of Vorverriegelungskolbens 16 is above the supply passage 22 to a corresponding oil pressure, which has moved the Vorverriegelungskolben 16 in the groove-shaped guide 8 of the cam 3. In a locked position of the cam 3 with the cam 2 of the Vorverriegelungskolben 16 is located on the seen in the direction of rotation of the camshaft 1 outer boundary of the guide 8 at. Due to the oil pressure acting on the main locking piston 6, the main locking piston 6 is partially displaced into the blind bore 13 of the cam 3, so that a form-locking contact between the cam 3 and the cam 2 exists over the main locking piston 6.
Bei einem Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine, mit einem geringen Ventilhub oder einem Nullhub, erfolgt eine Trennung der Verbindung zwischen dem Nocken 3 und dem Nocken 2. Dabei wird durch eine regelbare Steuereinrichtung der auf den Vorverriegelungskolben 16 und auf den Hauptverriegelungskolben 6 über den radialen Kanal 21 wirkende Öldruck abgeschaltet, so dass diese drucklos sind. Durch die Feder 18 wird der Vorverriegelungskolben 16 in die Sacklochbohrung 17 zurückgezogen. Gleichzeitig wird die Sacklochbohrung 13 über die radiale Bohrung 10 mit Drucköl beaufschlagt. Der Öldruck verschiebt den Dichtkolben 19 und somit den Hauptverriegelungskolben 6, bis dieser sich vollständig in der Sacklochbohrung 20 des Nockens 2 befindet. Der Nocken 3 ist somit entriegelt und der Nocken 3 wird nicht mehr indirekt von der Nockenwelle 1 angetrieben.In a partial load operation of the internal combustion engine, with a small valve lift or a zero stroke, there is a separation of the connection between the cam 3 and the cam 2. It is by a controllable control device acting on the Vorverriegelungskolben 16 and the main locking piston 6 via the radial channel 21st Oil pressure switched off, so that they are depressurized. By the spring 18, the Vorverriegelungskolben 16 is retracted into the blind hole 17. At the same time, the blind hole 13 is acted upon via the radial bore 10 with pressure oil. The oil pressure shifts the sealing piston 19 and thus the main locking piston 6 until it is completely in the blind hole 20 of the cam 2. The cam 3 is thus unlocked and the cam 3 is no longer driven indirectly by the camshaft 1.
Wird die Brennkraftmaschine wieder im Volllastbetrieb betrieben, erfolgt in Abhängigkeit von den motorspezifischen Parametern wieder eine Kopplung des Nockens 3 mit dem Nocken 2. Über einen Steuerkanal 11b und den Zuführungskanal 22 wird der Sacklochbohrung 17 und über den radialen Kanal 21 der Sacklochbohrung 20 Drucköl zugeführt. Der Vorverriegelungskolben 16 wird durch den Öldruck in Rieh- tung Nocken 3 verschoben und kann in die nutförmige Führung 8 einspuren. Dadurch, dass sich die Führung 8 um ca. 180° im Bereich des Grundkreises 15 erstreckt, erfolgt ein sicheres Einspuren des Vorverriegelungskolbens 16 beim Verriegelungsvorgang. Nach dem Einspuren des Vorverriegelungskolbens 16 in die Führung 8 wird der Nocken 3 von dem Vorverriegelungskolben 16 mitgenommen. Durch die Kraft der Feder 7 und den am Hauptverriegelungskolben 6 anliegenden Öldruck wird der Hauptverriegelungskolben 6 bei einer axialen Fluchtung der Sacklochbohrung 20 und der Sacklochbohrung 13 teilweise in die Sacklochbohrung 13 verschoben. Der Verriegelungsprozess ist damit beendet und der Nocken 3 ist auf das Gaswechselventil wirksam. If the internal combustion engine is operated again in full load operation, coupling of the cam 3 with the cam 2 takes place again depending on the engine-specific parameters. Via a control channel 11b and the supply channel 22, the blind bore 17 and pressure oil are fed via the radial channel 21 of the blind hole 20. The pre-locking piston 16 is controlled by the oil pressure in tion cams 3 and can engage in the groove-shaped guide 8. The fact that the guide 8 extends by approximately 180 ° in the region of the base circle 15, there is a reliable meshing of the Vorverriegelungskolbens 16 during the locking process. After the tracking of the Vorverriegelungskolbens 16 in the guide 8 of the cam 3 is taken from the Vorverriegelungskolben 16. Due to the force of the spring 7 and the voltage applied to the main locking piston 6 oil pressure of the main locking piston 6 is partially displaced in an axial alignment of the blind hole 20 and the blind hole 13 in the blind hole 13. The locking process is thus completed and the cam 3 is effective on the gas exchange valve.
Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of used reference numbers
1 Nockenwelle1 camshaft
2 Nocken2 cams
3 Nocken3 cams
4 Kanal4 channel
5 Lager5 bearings
6 Hauptverriegelungskolben6 main locking pistons
7 Feder7 spring
8 Führung8 leadership
9 radiale Bohrung9 radial bore
10 radiale Bohrung10 radial bore
11a Steuerkanal, zu- und abschaltbar, zum Entriegeln des Nockens 311a control channel, can be switched on and off, to unlock the cam 3
11b Steuerkanal, zu- und abschaltbar, zum Verriegeln des Nockens 311b control channel, can be switched on and off, to lock the cam 3
11 Bohrung11 bore
12 Sacklochbohrung12 blind hole
13 Grundkreis des Nockens 213 Base circle of the cam 2
14 Grundkreis des Nockens 314 Base circle of the cam 3
15 Vorverriegelungskolben15 pre-locking piston
16 Sacklochbohrung16 blind hole
17 Feder17 spring
18 Dichtkolben18 sealing piston
19 Sacklochbohrung19 blind hole
20 radialer Kanal20 radial channel
21 Zuführungskanal 21 feed channel

Claims

Patentansprüche claims
1. Ventiltriebsanordnung für eine Brennkraftmaschine, mit mindestens zwei auf einer Nockenwelle angeordneten, mit unterschiedlichen Profilen versehenen Nocken, die wahlweise mindestens ein Gaswechselventil betätigen und bei dem ein Nocken drehfest mit der Nockenwelle verbunden und der andere Nocken drehbar auf der Nockenwelle gelagert ist und über einen steuerbaren Verriegelungskolben formschlüssig mit dem drehfest auf der Nockenwelle angeordneten Nocken verbind bar ist, gekennzeichnet dadurch, dass im Bereich des Grundkreises (15) des drehbar auf der Nockenwelle (1) gelagerten Nockens (3) eine nutförmige Führung (8) angeordnet ist, mit der ein in einer Sacklochbohrung (17) des Grundkreises (14) des drehfest mit der Nockenwelle (1) verbundenen Nockens (2) gelagerter und gesteuert verschiebbarer Vorverriegelungskolben (16) in und außer Eingriff bringbar ist.1. Valve train arrangement for an internal combustion engine, with at least two arranged on a camshaft, provided with different profiles cam, which selectively actuate at least one gas exchange valve and in which a cam rotatably connected to the camshaft and the other cam is rotatably mounted on the camshaft and a controllable locking piston positively with the non-rotatably mounted on the camshaft cam bar is bar, characterized in that in the region of the base circle (15) rotatably mounted on the camshaft (1) cam (3) a groove-shaped guide (8) is arranged with the a in a blind hole (17) of the base circle (14) of the non-rotatably connected to the camshaft (1) cam (2) and controlled sliding pre-locking piston (16) is engageable and disengageable.
2. Ventiltriebsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die nutförmige Führung (8) um ca. 180° im Bereich des Grundkreises (15) des Nockens (3) erstreckt.2. Valve drive arrangement according to claim 1, characterized in that extending the groove-shaped guide (8) by approximately 180 ° in the region of the base circle (15) of the cam (3).
3. Ventiltriebsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verschieben des Vorverriegelungskolbens (16) in Richtung der nutförmigen Führung (8) die Sacklochbohrung (17) mit einer steuerbaren Druckölversorgung verbunden ist.3. Valve drive arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that for moving the Vorverriegelungskolbens (16) in the direction of the groove-shaped guide (8), the blind hole (17) is connected to a controllable pressure oil supply.
4. Ventiltriebsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Boden des Vorverriegelungskolbens (16) eine Feder (18) angeordnet ist, die entgegen des zum Verschieben des Vorverriegelungskolbens (16) in Richtung der nutförmigen Führung (8) wirkenden Öldrucks wirkt und beim Abschalten des Öldrucks zum Verschieben des Vorverriegelungskolbens (16) in Richtung der nutförmigen Führung (8) den Vorverriegelungskolben (16) in Richtung des Bodens der Sacklochbohrung (17) verschiebt und die Verbindung des Nockens (3) mit dem Nocken (2) durch den Vorverriegelungskolben (16) entriegelt wird.4. Valve drive arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that at the bottom of Vorverriegelungskolbens (16) a spring (18) is arranged, which counteracts the action of the Vorverriegelungskolbens (16) in the direction of the groove-shaped guide (8) acting oil pressure and when switching off the oil pressure for moving the Vorverriegelungskolbens (16) in the direction of the groove-shaped guide (8) the Vorverriegelungskolben (16) in the direction of Bottom of the blind hole (17) shifts and the connection of the cam (3) with the cam (2) by the Vorverriegelungskolben (16) is unlocked.
5. Ventiltriebsanordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Nockens (2) eine Sacklochbohrung (20) angeordnet ist, in der steuerbar ein verschiebbarer Hauptverriegelungskolben (6) gelagert ist, der mit einer im Bereich des Nockens (3) angeordneten Sacklochbohrung (13) in und außer Eingriff bringbar ist.5. Valve drive arrangement according to claim 1 to 6, characterized in that in the region of the cam (2) has a blind hole (20) is arranged in the controllably a displaceable main locking piston (6) is mounted, with a in the region of the cam (3). arranged blind hole (13) in and out of engagement can be brought.
6. Ventiltriebsanordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verschieben des Hauptverriegelungskolbens (6) die Sacklochbohrung (20) im Nocken (2) und die Sacklochbohrung (13) im Nocken (3) mit einer steuerbaren Druckölversorgung verbunden ist.6. Valve drive arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that for moving the main locking piston (6), the blind hole (20) in the cam (2) and the blind hole (13) in the cam (3) is connected to a controllable pressure oil supply.
7. Ventiltriebsanordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Boden des Hauptverriegelungskolbens (6) und dem Boden der Sacklochbohrung (20) im Nocken (2) eine Feder (7) angeordnet ist.7. Valve drive arrangement according to claim 1 to 6, characterized in that between the bottom of the main locking piston (6) and the bottom of the blind hole (20) in the cam (2) a spring (7) is arranged.
8. Ventiltriebsanordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sacklochbohrung (13) ein Dichtkolben (19) angeordnet ist. 8. Valve drive arrangement according to claim 1 to 7, characterized in that in the blind hole (13) a sealing piston (19) is arranged.
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