WO1994004797A1

WO1994004797A1 - Ventiltrieb für zimindest zwei gleichzeitig betätigbare hubventile

Info

Publication number: WO1994004797A1
Application number: PCT/DE1993/000640
Authority: WO
Inventors: Dieter Reitz
Original assignee: Adam Opel Ag; General Motors Espana, S.A.
Priority date: 1992-08-13
Filing date: 1993-07-21
Publication date: 1994-03-03
Also published as: AU4557893A; DE4226760A1; CZ282778B6; ATE134249T1; EP0655102A1; CZ32895A3; CN1083565A; PL170986B1; EP0655102B1; CN1039049C; DE59301651D1; RU95106597A; JPH08500169A; KR100235781B1; AU670111B2; CA2103754A1; PL306091A1; US5337712A; ES2085789T3; KR950702668A

Abstract

Um mehrere Hubventile (5, 6) einer Brennkraftmaschine gleichzeitig über einen Steuernocken (18) betätigen zu können und um dabei mit handelsüblichen Tassenstößeln (7, 8) und Ventilfedern (20, 21) auskommen zu können, wird vorgeschlagen, über die Böden der Tassenstößel (7, 8) einen Querbalken (14) zu legen, auf den zwischen den Achsen der Hubventile (5, 6) der Steuernocken (18) direkt oder unter Zwischenschaltung eines Kipphebels einwirkt. Der Querbalken (14) ist durch eine zwischen die Tassenstößel (7, 8) ragende Kontur (16) gegen Verschieben gesichert.

Description

Beschreibung

Ventiltrieb für zumindest zwei gleichzeitig betätigbare Hubventile

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für zumin- dest zwei gleichzeitig betätigbare Hubventile für den Ladungswechsel einer Brenn raftrαaschine. Ein Ventil¬ trieb dieser Art ist mit DE 40 39 075 beschrieben. Dabei ist für die gemeinsam zu betätigenden Ventile ein gemeinsamer im Zylinderkopf geführter Tassen- stößel vorgesehen, der für jedes der ihm zugeordneten Ventile ein Ventilspielausgleichselement enthält. Die Ventilspielausgleichsele ente sind durch Bohrungen hydraulisch miteinander verbunden und werden von einer zentralen Druckmittelkammer versorgt.

Ein derartiger sich über mehrere Ventile erstrecken¬ der Tassenstößel ist in der Herstellung sehr aufwen¬ dig. Auf fertig konfektionierte Teile kann dabei nicht zurückgegriffen werden. Aus Raumgründen kann ein solcher Tassenstößel auch nicht mit einer kreis¬ runden Führung versehen sein. Es muß vielmehr auf eine ovale Form der Führung zurückgegriffen werden, was sowohl die Fertigung des Zylinderkopfes als auch die des Ventilstößels verteuert.

Einen weiteren bekannten Ventiltrieb der genannten Art beschreibt DE-OS 33 44 324, bei dem zwecks Ver¬ ringerung der Abmessungen für mehrere Ventile ein gemeinsamer jochartiger Ventilstößel vorgeschlagen wird, der von einer den Ventilen gemeinsamen, ihre Schäfte umschließenden Rückstellfeder beaufschlagt ist. Zur Führung dieses Ventilstößels ist ein beson¬ derer Bolzen im Zylinderkopf vorgesehen. Auch hier bedarf es besonderer Fertigungsaufwendungen sowohl für den Ventilstößel als auch für den Zylinderkopf. Auf standardisierte Tassenstößel kann bei einer der¬ artigen Konstruktion nicht zurückgegriffen werden, so daß der Fertigungsaufwand einen solchen Ventiltrieb stark verteuert. Die für mehrere Ventile gemeinsame Ventilfeder versperrt darüber hinaus den Bauraum, der z. B. bei einem Dieselmotor mit Direkteinspritzung für die Einspritzdüse erforderlich ist, d. h. daß dieser Ventiltrieb nicht für jede Brennkraftmaschi¬ nenart anwendbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ven¬ tiltrieb der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welchem weitestgehend standardisierte Bauteile Anwendung finden können und der ausreichend Bauraum für eine zentral zum Zylinder anzuordnende Einspritz¬ düse oder dergleichen freiläßt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedem Ventil der gleichzeitig zu betätigenden Ventilgruppe ein eigener Tassenstößel und eine eigene Ventilfeder zugeordnet sind und auf dem Boden der Tassenstößel ein gemeinsamer, gegen Verschieben gesi¬ cherter Querbalken aufliegt, auf dessen den Tassen¬ stößeln abgewandten Seite ein Steuernocken einer Nockenwelle zwischen den Ventilachsen einwirkt.

Der Querbalken ist vorzugsweise derart gestaltet, daß er mit ebenen Auflageflächen auf den ebenen Böden der Tassenstößel aufliegt und mit einer sich aus der Ebene der Auflageflächen abhebenden Kontur zwischen die äußeren Umfange der Tassenstößel greift.

Der Steuernocken kann unmittelbar auf den Querbalken einwirken, indem die Nockenwelle oberhalb der Hubven- tile angeordnet wird; er kann jedoch auch unter Zwi¬ schenschaltung eines Kipphebels auf den Querbalken einwirken, wenn die Nockenwelle seitlich neben den Hubventilen angeordnet ist.

Bei einem Ventiltrieb dieser Art können handels¬ übliche Tassenstößel mit den üblichen hydraulischen Ventilspielausgleichsele enten sowie handelsübliche Ventilfedern verwendet werden. Der über den Tassen¬ stößeln liegende Querbalken kann in einfacher Weise so geformt werden, daß ausreichend Bauraum für eine zentrale Einspritzdüse oder dergleichen verbleibt. Es hat sich gezeigt, daß der Querbalken lediglich gegen seitliches Verschieben auf den Tassenstößeln gesichert werden muß, um die Funktion zu gewähr- leisten. Ein Kippen oder Kanten des Querbalkens auf den Tassenstößeln, z. B. infolge des Auswanderns der Nockenberührungslinie, tritt im Motorbetrieb nicht ein. Damit kann überraschenderweise auf jede Art Führung des Querbalkens in Betätigungsrichtung ver- ziehtet werden. Da der Zylinderkopf somit lediglich mit den üblichen kreisrunden Führungen für die Tas¬ senstößel versehen werden muß, die Tassenstößel selbst sowie die Ventilfedern aus vorhandenen großen Serien entnommen werden können und die Querbalken sehr einfach herstellbar sind, ist der erfindungs¬ gemäße Ventiltrieb auch sehr wirtschaftlich herstellbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungs¬ gemäßen Ventiltrieb;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Ventiltrieb nach Figur 1;

Fig. 3 einen Querbalken des Ventiltriebes nach Figur 1, aufliegend auf zwei Tas- senstößeln, in perspektivischer

Ansicht;

Fig. 4 ein Schema der auf den Querbalken wirkenden Kräfte während des Motor-- betriebes.

Ein Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine ist auf einem nicht dargestellten Zylinderblock aufgesetzt, in welchem Hubkolben 2 innerhalb von Zylindern glei- ten und einen Arbeitsraum unterschiedlichen Volumens abdichten. Zu dem Arbeitsraum führen Gaswechsel¬ kanäle, nämlich jeweils Einlaßkanäle 3, 4 sowie nicht dargestellte Abgaskanäle. Die Einlaßkanäle 3, 4 wer¬ den von zwei Hubventilen 5, 6 verschlossen oder frei- gegeben. Gleichfalls von zwei Hubventilen wird der nicht dargestellte Abgaskanal gesteuert. Jedem der Hubventile 5, 6 ist ein Tassenstößel 7, 8 bzw. 7¹, 8' zugeordnet, in welchem in an sich bekannter Weise ein hydraulisch wirkendes Ausgleichselement 9, 10 zum Ausgleich des Ventilspiels vorgesehen ist. Den Aus¬ gleichselementen 9, 10 wird von einem Ölkanal 11 im Zylinderkopf 1 durch Bohrungen 12, 13 Öl zugeführt. Über den Tassenstößeln 7, 8 der beiden den Einlaß¬ kanal 3, 4 steuernden Hubventile 5, 6 sowie über den Tassenstößeln 7¹, 8¹ der nicht dargestellten Hubven- tile des Auslaßkanals liegt jeweils ein Querbalken 14. Jeder der Querbalken 14 liegt mit ebenen Auflage¬ flächen 15 auf den Böden von gemeinsam zu betätigen¬ den Tassenstößeln 7 und 8 bzw. 7¹ und 8' auf. Zwischen den Auflageflächen 15 eines jeden Querbal¬ kens 14 befindet sich eine hervorspringende Kontur 16, welche zwischen die von einem Querbalken 14 be¬ aufschlagten Tassenstößel 7, 8 bzw. 7', 8' greift. Die den Tassenstößeln 7, 8; 7• , 8' abgewandte Seite der Querbalken 14 bildet eine durchgehend ebene Fläche 17, auf welche ein Steuernocken 18 einer Nockenwelle 19 einwirkt. Ventilfedern 20, 21, welche die Hubventile 5, 6 in Schließstellung bringen, hal¬ ten die Hubventile 5, 6, die dazugehörigen Tassen- Stößel 7, 8 sowie den darauf liegenden Querbalken 14 mit dem Steuernocken 18 in Wirkverbindung.

Während des Betriebes der Brennkraftmaschine läuft der Steuernocken 18, 18• der Nockenwelle 19 auf die Fläche 17 des Querbalkens 14 auf. Der Querbalken 14 überträgt die vom Steuernocken 18, 18' übernommene Bewegung auf die Tassenstößel 7, 8 bzw. 7', 8', von denen sie über die Ausgleichselemente 9, 10 in an sich bekannter Weise auf die Hubventile 5, 6 übertra- gen werden. Die Querbalken 14 verbleiben dabei mit ihren Auflageflächen 15 in satter Auflage auf den ebenen Böden der Tassenstößel 7, 8 bzw. 7', 8*. Ein Kippen der Querbalken 14, wie es in Figur 4 angedeu¬ tet ist, kann nicht eintreten, da die von den Ventil- federn 20, 21 aufgebrachten Schließkräfte F_S1 und F_S2 in Verbindung mit der Geometrie der Tassenstößel 7, 8 und des Querbalkens 14 stets so wirken, daß auch bei dem funktionsbedingten seitlichen Auswandern des An¬ griffspunktes der vom Steuernocken 18 wirkenden Nockenkraft F_N stets ein sicheres Gleichgewicht erhalten bleibt. Die stabile Lage des Querbalkens 14 auf den Tassenstößeln 7, 8 bleibt auch dann erhalten, wenn die Schließkräfte F_S1 und F_S2 infolge von Reib- kraftdifferenzen unterschiedlich sein sollten.

Natürlich kann die Erfindung auch Anwendung finden bei Brennkraftmaschinen mit drei Ventilen pro Zylin¬ der, indem dann z. B. lediglich für zwei Einlaßven¬ tile ein Querbalken vorgesehen wird, während das Aus- laßventil in üblicher Weise direkt vom Nocken beauf¬ schlagt ist. Auch für Brennkraftmaschinen mit mehr als vier Ventilen pro Zylinder ist die Erfindung an¬ wendbar, indem dann ein Querbalken über eine Gruppe von drei oder mehr Tassenstößeln und dazugehörige Ventile gelegt ist und dieser von einem Nocken beauf¬ schlagt wird. Auch kann die Einwirkung des Nockens auf den Querbalken über einen Kipphebel erfolgen, so daß die Nockenwelle seitlich neben den Hubventilen angeordnet werden kann.

Es gelingt somit, mit einfachen Mitteln und unter Verwendung handelsüblicher Tassenstößel, die auch mit hydraulischen Ausgleichselementen ausgerüstet sein können, eine Mehrventilbetätigung von einem Nocken her zu realisieren. Damit kann eine Brennkraft¬ maschine mit drei, vier oder mehr Ventilen pro Zylin¬ der relativ kostengünstig hergestellt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Ventiltrieb für zumindest zwei gleichzeitig betätigbare Hubventile für den Ladungswechsel einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeich¬ net, daß jedem Hubventil (5, 6) der gleichzeitig zu betätigenden Ventilgruppe ein eigener Tassen- Stößel (7, 8; 7', 8') und eine eigene Ventil¬ feder (20, 21) zugeordnet sind und auf den Böden dieser Tassenstößeln (7, 8; 7', 8') ein gemein¬ samer gegen Verschieben gesicherter Querbalken (14) aufliegt, auf dessen den Tassenstößeln (7, 8; 7', 8') abgewandten Fläche (17) ein Steuer¬ nocken (18, 18') einer Nockenwelle (19) zwischen den Ventilachsen einwirkt.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Querbalken (14) mit ebenen

Auflageflächen (15) auf den ebenen Böden der Tassenstößel (7, 8; 7', 8*) aufliegt und mit einer sich aus der Ebene der Fläche (17) abhebenden Kontur (16) zwischen die äußeren Umfange der Tassenstößel (7, 8; 7', 8') greift.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 1 und 2 , dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Steuernocken (18, 18') direkt auf den Querbalken (14) einwirkt.

Ventiltrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Steuernocken unter Zwischenschaltung eines Kipphebels auf den Quer¬ balken (14) einwirkt.