WO2001069049A1 - Hydraulic play compensation element connected to a hydraulic circuit - Google Patents

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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
    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/245—Hydraulic tappets

Definitions

  • Hydraulic connected to a fluid circuit
  • the invention relates to a hydraulic lash adjuster connected to a fluid circuit for controlling the charge exchange valves of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • the lubricating oil circuit of the internal combustion engine is usually used as the fluid circuit for such hydraulic play compensation elements .
  • Disadvantages of a connection to the lubricating oil circuit are, in addition to a sometimes large lubricating oil refill requirement, especially when starting the engine, a sensitivity of the lash adjuster to contaminated or aerated lubricating oil, which can result in malfunctions, as well as functional differences that arise in a temperature range due to the fluctuations in the lubricating oil viscosity set between minus 40 ° and 150 ° C.
  • a hydraulic lash adjuster connected to the lubricating oil circuit of an internal combustion engine is shown, for example, by DE 198 18 893 AI.
  • the invention is concerned with the problem of improving the function of a generic game compensation element and, in particular, of increasing its operational reliability.
  • the invention is based on the general idea of connecting a hydraulic play compensation element to a fluid circuit which is as suitable as possible for its function and operational safety.
  • This fluid circuit can be one that is created exclusively for operating the lash adjuster or else one that is already present in an internal combustion engine or in a motor vehicle that is driven by the internal combustion engine. For the reasons already mentioned at the beginning, however, no connection to the lubricating oil circuit of the engine should be made.
  • a connection to the fuel supply device of the internal combustion engine is particularly advantageous, for example, since fuel is always available under increased pressure during engine operation and flows back into the tank as a partial return flow when the circuit is circulated at approximately atmospheric pressure. In this fuel circuit, no additional pressure generating device is necessary for connecting the lash adjuster.
  • the pressurized lubricating oil can also be used as pressure generation energy for a fluid circuit separate from the lubricating oil circuit.
  • the invention is particularly suitable for a hydraulic lash adjuster in which
  • the clearance compensation element has opposite clamping areas for clamping between two abutments located outside
  • the clamping areas are formed by parts which can be displaced relative to one another, namely a first and a second part, a pressure space is formed between the first and second part,
  • the volume of the pressure chamber is determined by the mutual position of the first and second parts
  • the pressure chamber can be connected to a supply chamber in a valve-controlled manner
  • a one-way valve which only allows fluid flow from the feed valve in the direction of the pressure chamber is provided for the valve control
  • the two parts are at least temporarily loaded by a force in the direction of an increase in volume of the pressure chamber, at least during the operation of the internal combustion engine,
  • the feed space is connected to a fluid circuit provided outside the play compensation element
  • the fluid circuit comprises areas and different fluid pressure values
  • the supply space is connected to a region of the fluid circuit in which there is an increased fluid pressure compared to the other fluid circuit region,
  • Fig. 1 shows the device according to the invention in an essentially schematic representation.
  • the relatively movable parts of the hydraulic lash adjuster are designated 1 and 2 as first and second parts.
  • the two parts 1 and 2 are telescopically displaceable against one another, with spaces separated from one another, namely a pressure space 3 and a feed space
  • the rooms 3 and 4 are connected via a one-way valve 5, which only allows fluid flow from the feed chamber 4 into the pressure chamber 3, and via a throttle channel 6, which is in the form of an annular gap between regions of the first and second parts.
  • the feed chamber 4 is connected to a fluid circuit 7 via a feed channel 10 in the first part 1.
  • fluid is pumped from a tank 11 into a region 8 of the fluid circuit 7 by means of a pump 12. changed.
  • the region 8 of the fluid circuit there is therefore a higher pressure than in the region 9 which lies within the tank 11.
  • the two pressure ranges 8 and 9 are separated from one another by a throttle 13.
  • a selected hydraulic fluid reaches the feed chamber 4 of the play compensation element as the operating fluid. Due to the pressure of the hydraulic fluid in the supply space 4, the one-way valve 5 opens, as a result of which the fluid flows into the pressure space 3.
  • the flowing into the pressure chamber 3 pressurized hydraulic fluid provides for an increase in volume of the pressure chamber 3 through a mutual displacement of the parts 1 and 2. In this way takes the play compensation element its maximum clamping length between two abutments 14 and 15, the egg ⁇ nehyroid to the first part 1 and on the other hand to the second part 2.

Abstract

The aim of the invention is to improve the function and operating reliability of a hydraulic play compensation element connected to a hydraulic circuit, for the control of the gas exchange valves in an internal combustion engine. Said aim is achieved whereby the fluid circuit is other than the lubricating oil circuit of the internal combustion engine.

Description

An einen Fluidkreislauf angeschlossenes hydraulisches Hydraulic connected to a fluid circuit
SpielausgleichselementLash adjuster
Die Erfindung betrifft ein an einen Fluidkreislauf angeschlossenes hydraulisches Spielausgleichselement für die Steuerung der Ladungswechselventile eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hydraulic lash adjuster connected to a fluid circuit for controlling the charge exchange valves of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Als Fluidkreislauf für derartige hydraulische Spielaus¬ gleichselemente wird üblicherweise der Schmierölkreislauf des Verbrennungsmotors herangezogen.The lubricating oil circuit of the internal combustion engine is usually used as the fluid circuit for such hydraulic play compensation elements .
Nachteile eines Anschlusses an den Schmierölkreislauf sind neben einem zum Teil großen Schmierölnachfüllbedarf, besonders beim Motorstart, eine Empfindlichkeit des Spielausgleichselementes auf verschmutztes oder mit Luft versetztes Schmieröl, wodurch sich Funktionsstörungen ergeben können, sowie Funktionsunterschiede, die sich aufgrund der Schwankungen in der Schmierölviskosität in einem Temperaturbereich zwischen minus 40° und 150°C einstellen. Ein an den Schmierölkreislauf eines Verbrennungsmotors angeschlossenes hydraulisches Spielausgleichselement zeigt beispielsweise DE 198 18 893 AI.Disadvantages of a connection to the lubricating oil circuit are, in addition to a sometimes large lubricating oil refill requirement, especially when starting the engine, a sensitivity of the lash adjuster to contaminated or aerated lubricating oil, which can result in malfunctions, as well as functional differences that arise in a temperature range due to the fluctuations in the lubricating oil viscosity set between minus 40 ° and 150 ° C. A hydraulic lash adjuster connected to the lubricating oil circuit of an internal combustion engine is shown, for example, by DE 198 18 893 AI.
Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, die Funktion eines gattungsgemäßen Spielausgleichselementes zu verbessern und dabei insbesondere dessen Betriebssicherheit zu erhöhen.The invention is concerned with the problem of improving the function of a generic game compensation element and, in particular, of increasing its operational reliability.
Gelöst wird dieses Problem durch eine Ausgestaltung der gattungsgemäßen Einrichtung nach dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1.This problem is solved by designing the generic device according to the characterizing feature of patent claim 1.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous and expedient refinements are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein hydraulisches Spielausgleichselement an einen für dessen Funktion und Betriebssicherheit möglichst geeigneten Fluidkreislauf anzuschließen. Bei diesem Fluidkreislauf kann es sich um einen solchen handeln, der ausschließlich zum Betrieb des Spielausgleichselementes geschaffen ist oder auch um einen solchen, der bei einem Verbrennungsmotor oder in einem Kraftfahrzeug, das von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird, ohnehin bereits vorhanden ist. Aus den bereits eingangs genannten Gründen soll allerdings kein Anschluß an den Schmierölkreislauf des Motors erfolgen.The invention is based on the general idea of connecting a hydraulic play compensation element to a fluid circuit which is as suitable as possible for its function and operational safety. This fluid circuit can be one that is created exclusively for operating the lash adjuster or else one that is already present in an internal combustion engine or in a motor vehicle that is driven by the internal combustion engine. For the reasons already mentioned at the beginning, however, no connection to the lubricating oil circuit of the engine should be made.
Für die Auswahl des Fluidkreislaufes, der für das Spielausgleichselement entweder als solcher geschaffen werden soll oder der bereits bei einem Verbrennungsmotor in einem Kraftfahrzeug vorhanden ist, ist darauf zu achten, daß der erforderliche Fluiddruck insbesondere bei einem Motorstart bereits möglichst frühzeitig in der erforderlichen Höhe zur Verfügung steht und während des gesamten Motorbetriebs sicher aufrechterhalten bleibt.For the selection of the fluid circuit that is to be created as such for the play compensation element or which is already present in an internal combustion engine in a motor vehicle, care must be taken to ensure that the required fluid pressure, in particular when starting the engine, is available as early as possible in the required amount and is reliably maintained during the entire engine operation.
Von besonderem Vorteil ist beispielsweise ein Anschluß an die Kraftstoffversorgungseinrichtung des Verbrennungsmotors, da bei Motorbetrieb Kraftstoff stets unter erhöhtem Druck zur Verfügung steht und bei einer Kreislaufführung unter etwa Atmosphärendruck als Rücklaufteilstrom in den Tank zurückfließt. Bei diesem Kraftstoffkreislauf ist für den Anschluß des Spielausgleichselementes keine zusätzliche Druk- kerzeugungsVorrichtung notwendig.A connection to the fuel supply device of the internal combustion engine is particularly advantageous, for example, since fuel is always available under increased pressure during engine operation and flows back into the tank as a partial return flow when the circuit is circulated at approximately atmospheric pressure. In this fuel circuit, no additional pressure generating device is necessary for connecting the lash adjuster.
Grundsätzlich kann als Druckerzeugungsenergie für einen von dem Schmierölkreislauf getrennten Fluidkreislauf auch das unter Druck stehende Schmieröl verwendet werden.In principle, the pressurized lubricating oil can also be used as pressure generation energy for a fluid circuit separate from the lubricating oil circuit.
Die Erfindung ist insbesondere geeignet für ein hydraulisches Spielausgleichselement, bei demThe invention is particularly suitable for a hydraulic lash adjuster in which
- das Spielausgleichselement gegenüberliegende Einspannbereiche zum Einspannen zwischen zwei außerhalb liegende Widerlager besitzt,the clearance compensation element has opposite clamping areas for clamping between two abutments located outside,
- die Einspannbereiche von abstandsmäßig gegeneinander verschiebbaren Teilen, nämlich einem ersten und einem zweiten Teil gebildet sind, - zwischen dem ersten und zweiten Teil ein Druckraum ausgebildet ist,the clamping areas are formed by parts which can be displaced relative to one another, namely a first and a second part, a pressure space is formed between the first and second part,
- das Volumen des Druckraumes von der gegenseitigen Lage des ersten und zweiten Teiles bestimmt ist,the volume of the pressure chamber is determined by the mutual position of the first and second parts,
- der Druckraum ventilgesteuert mit einem Zuführraum verbindbar ist,the pressure chamber can be connected to a supply chamber in a valve-controlled manner,
- für die Ventilsteuerung ein lediglich eine Fluidströmung von dem Zuführ- in Richtung des Druckraumes zulassendes Einwegeventil vorgesehen ist,a one-way valve which only allows fluid flow from the feed valve in the direction of the pressure chamber is provided for the valve control,
- zwischen dem Druckraum und einem anderen Raum eine zusätzliche Verbindung über einen Drosselkanal mit hohem Strömungswiderstand besteht,- there is an additional connection between the pressure chamber and another room via a throttle channel with high flow resistance,
- die beiden Teile zumindest während des Betriebs des Verbrennungsmotors zumindest zeitweise durch eine Kraft in Richtung einer Volumenvergrößerung des Druckraumes belastet sind,the two parts are at least temporarily loaded by a force in the direction of an increase in volume of the pressure chamber, at least during the operation of the internal combustion engine,
- der Druck- und der Zuführraum mit einem Fluid beaufschlagt sind,a fluid is applied to the pressure and feed spaces,
- der Zuführraum mit einem außerhalb des Spielausgleichselementes vorgesehenen Fluidkreislauf verbunden ist,the feed space is connected to a fluid circuit provided outside the play compensation element,
- der Fluidkreislauf Bereiche und unterschiedlicher Fluid- druckwerte umfaßt,the fluid circuit comprises areas and different fluid pressure values,
- der Zuführraum mit einem Bereich des Fluidkreislaufes verbunden ist, in dem ein gegenüber dem anderen Fluidkreis- laufbereich erhöhter Fluiddruck vorliegt,the supply space is connected to a region of the fluid circuit in which there is an increased fluid pressure compared to the other fluid circuit region,
- daß der Fluidkreislauf ein anderer als der Schmierölkreislauf des Verbrennungsmotors ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt .- That the fluid circuit is different from the lubricating oil circuit of the internal combustion engine. An embodiment of the invention is shown in the drawing.
In dieser zeigt die einzigeIn this shows the only one
Fig. 1 die erfindungsgemäße Einrichtung in einer im wesentlichen schematischen Darstellung.Fig. 1 shows the device according to the invention in an essentially schematic representation.
Die relativ gegeneinander bewegbaren Teile des hydraulischen Spielausgleichselementes sind mit 1 und 2 als erste und zweite Teile bezeichnet.The relatively movable parts of the hydraulic lash adjuster are designated 1 and 2 as first and second parts.
Die beiden Teile 1 und 2 sind teleskopartig gegeneinander verschiebbar, wobei zwischen diesen voneinander getrennte Räume liegen, nämlich ein Druckraum 3 sowie ein ZuführraumThe two parts 1 and 2 are telescopically displaceable against one another, with spaces separated from one another, namely a pressure space 3 and a feed space
Die Räume 3 und 4 sind verbunden über ein Einwegeventil 5, das lediglich eine Fluidströmung von dem Zuführraum 4 in den Druckraum 3 zuläßt sowie über einen Drosselkanal 6, der in der Form eines Ringspaltes zwischen Bereichen des ersten und zweiten Teiles vorliegt.The rooms 3 and 4 are connected via a one-way valve 5, which only allows fluid flow from the feed chamber 4 into the pressure chamber 3, and via a throttle channel 6, which is in the form of an annular gap between regions of the first and second parts.
Der Zuführraum 4 ist verbunden mit einem Fluidkreislauf 7 über einen Zuführkanal 10 in dem ersten Teil 1. In dem Fluidkreislauf 7 wird aus einem Tank 11 Fluid mittels einer Pumpe 12 in einen Bereich 8 des Fluidkreislaufes 7 geför- dert. In dem Bereich 8 des Fluidkreislaufes liegt damit ein höherer Druck als in dem Bereich 9 vor, der innerhalb des Tankes 11 liegt. Die beiden Druckbereiche 8 und 9 sind durch eine Drossel 13 voneinander getrennt.The feed chamber 4 is connected to a fluid circuit 7 via a feed channel 10 in the first part 1. In the fluid circuit 7, fluid is pumped from a tank 11 into a region 8 of the fluid circuit 7 by means of a pump 12. changed. In the region 8 of the fluid circuit there is therefore a higher pressure than in the region 9 which lies within the tank 11. The two pressure ranges 8 and 9 are separated from one another by a throttle 13.
Die Funktion des erfindungsgemäß arbeitenden hydraulischen Spielausgleichselementes ist wie folgt.The function of the hydraulic lash adjuster working according to the invention is as follows.
Bei einem Fluidkreislauf 7 mit einer sich in Betrieb befindlichen Pumpe 12 gelangt eine ausgewählte Hydraulikflüssigkeit als Betriebsfluid in den Zuführraum 4 des Spielausgleichselementes. Aufgrund des Druckes der Hydraulikflüssigkeit in dem Zuführraum 4 öffnet sich das Einwegeventil 5, wodurch die Flüssigkeit in den Druckraum 3 einströmt. Die unter Druck in den Druckraum 3 einströmende Hydraulikflüssigkeit sorgt für eine Volumenvergrößerung des Druckraumes 3 durch ein gegenseitiges Verschieben der Teile 1 und 2. Auf diese Weise nimmt das Spielausgleichselement seine maximale Einspannlänge zwischen zwei Widerlagern 14 und 15, die ei¬ nerseits an dem ersten Teil 1 und andererseits an den zweiten Teil 2 anliegen, ein.In the case of a fluid circuit 7 with a pump 12 that is in operation, a selected hydraulic fluid reaches the feed chamber 4 of the play compensation element as the operating fluid. Due to the pressure of the hydraulic fluid in the supply space 4, the one-way valve 5 opens, as a result of which the fluid flows into the pressure space 3. The flowing into the pressure chamber 3 pressurized hydraulic fluid provides for an increase in volume of the pressure chamber 3 through a mutual displacement of the parts 1 and 2. In this way takes the play compensation element its maximum clamping length between two abutments 14 and 15, the egg ¬ nerseits to the first part 1 and on the other hand to the second part 2.
Wird von den Widerlagern 14, 15, an denen die Teile 1 und 2 anliegen, eine Kraft in Richtung auf eine Einspannlängenverkürzung des Spielausgleichselementes ausgeübt, so strömt bei geschlossenem Einwegeventil 5 Hydraulikflüssigkeit durch den Drosselkanal 6 aus dem Druckraum 3 in den Bereich 9 im Fluidkreislauf 7, wodurch sich die Einspannlänge des Hydrau¬ likausgleichselementes verringert . Es ist ebenfalls möglich, die durch den Drosselkanal 6 aus dem Druckraum 3 ausströmende Hydraulikflüssigkeit in den unter Versorgungsdruck stehenden Zuführraum 4 zu leiten. If a force is exerted by the abutments 14, 15, against which the parts 1 and 2 abut, in order to shorten the clamping length of the play compensation element, then when the one-way valve 5 is closed, hydraulic fluid flows through the throttle channel 6 from the pressure chamber 3 into the area 9 in the fluid circuit 7 , the clamping of the Hydrau ¬ likausgleichselementes thereby reduced. It is also possible to direct the hydraulic fluid flowing out of the pressure chamber 3 through the throttle duct 6 into the feed chamber 4 which is under supply pressure.

Claims

Ansprüche Expectations
1. An einen Fluidkreislauf angeschlossenes hydraulisches Spielausgleichselement für die Steuerung der Ladungswechselventile eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidkreislauf (7) ein anderer als der Schmierölkreislauf des Verbrennungsmotors ist.1. Connected to a fluid circuit hydraulic lash adjuster for controlling the charge exchange valves of an internal combustion engine, characterized in that the fluid circuit (7) is different from the lubricating oil circuit of the internal combustion engine.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluid eine Hydraulikflüssigkeit mit einer in einem Temperaturbereich von minus 40° bis plus 150°C gegenüber Mo¬ torschmieröl niedrigeren Viskosität eingesetzt ist.2. Device according to claim 1, characterized in that a hydraulic fluid with a lower viscosity in a temperature range of minus 40 ° to plus 150 ° C compared to Mo ¬ oil is used as the fluid.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Druckunterschiedes in dem Fluidkreislauf (7) eine elektrische Energie eingesetzt wird.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that an electrical energy is used to generate a pressure difference in the fluid circuit (7).
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Druckunterschiedes in dem Fluidkreislauf (7) unter Druck stehendes Motorschmieröl eingesetzt ist . 4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that pressurized engine lubricating oil is used to generate a pressure difference in the fluid circuit (7).
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsfluid des Spielausgleichselementes dem Kraftstoffförderstrom des Verbrennungsmotors entnommen wird.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the operating fluid of the play compensation element is removed from the fuel delivery flow of the internal combustion engine.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsfluid des Spielausgleichselementes dem Bremsmittelkreislauf eines von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Fahrzeuges entzogen wird.6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the operating fluid of the play compensation element is withdrawn from the brake medium circuit of a vehicle driven by the internal combustion engine.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsfluid des Spielausgleichselementes dem Kühlmittelkreislauf des Verbrennungsmotors entnommen wird. 7. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the operating fluid of the play compensation element is removed from the coolant circuit of the internal combustion engine.
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