WO2009053217A1 - Internal combustion engine - Google Patents

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WO2009053217A1
WO2009053217A1 PCT/EP2008/062949 EP2008062949W WO2009053217A1 WO 2009053217 A1 WO2009053217 A1 WO 2009053217A1 EP 2008062949 W EP2008062949 W EP 2008062949W WO 2009053217 A1 WO2009053217 A1 WO 2009053217A1
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WO
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valves
internal combustion
combustion engine
inlet
engine according
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PCT/EP2008/062949
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Inventor
Ralph Engelberg
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/462—Valve return spring arrangements
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    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F01L9/22—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by rotary motors

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of the main claim.
  • the internal combustion engine according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a conventional valve clearance compensation can be used in a simple manner by the coupling element is a rotatably mounted valve lever or mounted in a linear guide Traverse and so with the inlet and exhaust valves coupled, that only compressive forces on the inlet and outlet valves are transferable.
  • valve lever acts on the pair of inlet and outlet valves via a valve play compensation element, since this compensates for manufacturing tolerances be omitted, the setting of the valve clearance can be omitted and thermal expansion and wear during operation can be compensated.
  • valve play compensation element is a rocker arm which is supported at its one end on the intake or exhaust valves and at its other end on a hydraulic tappet, since in this way a conventional clearance compensation from camshaft-controlled engines is achieved.
  • the lash adjuster is a bucket tappet having a hydraulic lash adjuster, since in this way an alternative conventional lash adjuster is achieved from camshaft-controlled engines.
  • a helical torsion spring is provided which is mounted on an axis of rotation of the valve lever and is supported with a portion on the control piston and with two sections on the inlet and outlet valves. In this way, can be dispensed with a support of the spring on the housing and the spring-mass vibration system is easier to control.
  • connection between the actuating piston and the Emiass constitut valves is designed such that of the actuator only compressive forces on the Emiass constitut valves are transmitted because the mechanical connection between the actuator and the gas exchange valve in this way is particularly resilient.
  • FIG. 1 shows a valve control device according to the invention of an internal combustion engine according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a valve control device according to the invention according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a valve control device according to the invention according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a valve control device according to the invention according to a fourth exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows a valve control device according to the invention according to a fifth exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a simplified illustrated, inventive valve control device of an internal combustion engine according to a first embodiment.
  • the internal combustion engine has at least one cylinder 1, to which one, two or more inlet valves 2 and one, two or more exhaust valves 3 are assigned for controlling the gas exchange in the cylinder.
  • At least one actuator 4 is provided which is designed as an electric or hydraulic actuator and controls a pair or triples of intake valves 2 or a pair or triple of exhaust valves 3.
  • the cylinder may, for example, have two intake valves 2 and one exhaust valve 3 or vice versa, or two intake valves 2 and two exhaust valves 3 each.
  • the actuator 4 has a linearly adjustable actuating piston 5 which acts on the intake valves 2 or the exhaust valves 3 via a mechanical coupling element 8.
  • the coupling element 8 is a rotatably mounted valve lever and that the actuator 4 is arranged such that the direction of movement 9 of its actuating piston 5 of the adjustment direction 10 of the intake valves 2 and exhaust valves 3 deviates.
  • the direction of movement 9 of the actuating piston 10 and the adjustment direction 10 of the gas exchange valves 2,3 are angled to each other.
  • the coupling element 8 is fixedly connected to a wall of the internal combustion engine and designed, for example, U-shaped, wherein the two legs 8.1 each acts on one of the two intake valves 2 or the two exhaust valves 3.
  • the Ventilspie laus insectssvoricide 11 is already known from the prior art and designed for example as a rocker arm, which at one end to the two intake valves 2 and exhaust valves 3 and is supported at its other end to a common hydraulic tappet 12.
  • the valve lash adjuster 11 may be a known tappet for lash adjuster.
  • the valve play compensation element 11 may also be a hydraulic valve clearance compensation element integrated directly in the coupling element 8.
  • a return spring 15 is provided on the inlet valves 2 and the outlet valves 3, respectively, and a counter spring 16 acting counter to the return spring 15 is provided on the adjusting piston 5 of the actuator 4.
  • the return spring 15 is supported at one end to a spring plate 14 of the gas exchange valve 2,3 and at its other end to a housing wall of the internal combustion engine.
  • the opposing spring 16 is supported at one end to a housing of the actuator 4 and at the other end to a shoulder 5.1 of the actuating piston 5.
  • the actuating piston 5 extends, whereby the counter-spring 16 of the actuating piston 5 is increasingly relieved and the return springs 15 of the gas exchange valves 2.3 are increasingly biased. If the actuating piston 5 moves back, the gas exchange valves 2, 3 are closed by the spring force of the return springs 15.
  • the intake valves 2 and the exhaust valves 3 are braked by the opposing spring 16 of the actuator 4, wherein the spring energy of the return springs 15 partially stored in the opposing spring 16 of the actuator 4 and used again for the next opening operation becomes.
  • Gas exchange valve actuator intended a little stroke.
  • the actuator 4 can still go to its defined closed position. At this time, the
  • Lash adjuster 11 the missing stroke, so that is opened again from the defined starting position at the next opening operation.
  • connection between the actuating piston 5 and the inlet and outlet valves 2, 3 is designed in such a way that only compressive forces are transmitted to the inlet and outlet valves 2, 3 by the actuator 4.
  • Between the adjusting piston 5 and the inlet and outlet valves 2,3 may be provided for the translation or reduction of Stellgliedhubs.
  • FIG. 2 shows a valve control device according to the invention according to a second exemplary embodiment.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that the return spring 15 and the counter-spring 16 is replaced by a single biasing spring 17.
  • the biasing spring 17 is designed for example as a helical torsion spring, which is mounted on a rotational axis of the valve lever 8 and is supported with a first spring portion 18 on the actuating piston 5 and two second spring portions 19 on the two intake valves 2 and exhaust valves 3.
  • FIG 3 shows a valve control device according to the invention according to a third embodiment.
  • the third embodiment differs from the second embodiment in that the biasing spring 17 is replaced by a rigid coupling lever 22 which is rotatably mounted on the axis of rotation of the valve lever 8 and at its the actuating piston 5 facing end is coupled to the actuating piston 5, that he is taken in closing the gas exchange valve 2.3 of the shoulder 5.1 of the actuating piston 5 in the direction of movement of the actuating piston 5 and thereby acts with the gas exchange valve 2.3 end facing the gas exchange valve 2,3.
  • the end facing the gas exchange valves 2, 3 cooperates with the gas exchange valves 2, 3. It has two passage openings 23, which are penetrated by the intake valves 2 and exhaust valves 3.
  • a respective spring element 24, for example a plate spring is provided, which fulfills the function of the pretensioning spring 17 according to FIG.
  • FIG. 4 shows a valve control device according to the invention according to a fourth embodiment.
  • the invention provides that the coupling element 8 is mounted in a linear guide 7 Traverse.
  • the traverse is designed, for example, T-shaped, wherein a longitudinal section 8.1 is guided in the linear guide 7 and a cross section 8.2 acts on the pair or triple of gas exchange valves 2.3.
  • the linear guide 7 is fixedly provided on the housing of the internal combustion engine. Between the transverse section 8.2 and the gas exchange valves 2, 3, for example, a valve clearance compensation element 11 is provided.
  • the traverse is not firmly connected to the gas exchange valves 2.3, so that in this example between the actuating piston 5, the coupling element 8, the lash adjuster 11,12 and the gas exchange valve 2,3 only compressive forces are transmitted.
  • the return springs 15 are as shown in Fig.l each supported at one end on the spring plate 14 of the gas exchange valve 2,3 and with its other end to a housing wall of the engine and at least partially force compensated with a counter-spring 16.
  • the actuator 4 is arranged according to this fourth embodiment such that the direction of movement 9 of the actuating piston 5 in the adjustment direction 10 of the intake valves 2 and the exhaust valves 3 runs.
  • FIG. 5 shows a valve control device according to the invention according to a fifth embodiment.
  • the fifth embodiment differs from the third embodiment according to FIG. 3 in that the spring elements 24 are supported with their end facing away from the spring plate 14 against a coupling lever 22, which is coupled to the coupling element 8 and formed as a crosspiece 25.
  • the further traverse 25 is supported on a shoulder 26 of the longitudinal section 8.1 of the coupling element 8 and mounted movably in the direction of the linear guide 7.
  • valve clearance compensation element 11 is integrated in the coupling element 8.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Internal combustion engines comprising at least one cylinder having one or two admission valves and one or two outlet valves for controlling the gas exchange, and at least one electric or hydraulic actuator provided with a regulating piston, by which means a pair of admission valves or a pair of outlet valves can be actuated via a coupling element, are known. The coupling element is a plate which is rotatably mounted on the regulating piston, and to which the gas exchange valves are rigidly fixed. The rigid connection enables the gas exchange valves to be actively opened by the pressure forces of the actuator, and actively closed by the traction forces of the actuator. It is disadvantageous that there is no precise play and tolerance compensation with said arrangement, which would ensure a uniform movement of the gas exchange valves. The rotating mounting of the coupling element allows a slightly different course of the two gas exchange valves, such that they cannot be precisely actuated and valve play compensation is not possible or only in a very costly manner. The internal combustion engine according to the invention enables conventional valve play compensation to be easily implemented. According to the invention, the coupling element (8) is a rotatably mounted valve lever or a cross member mounted in a linear guide (7), and is coupled to the admission or outlet valves (2, 3) in such a way that only pressure forces can be transmitted to the admission or outlet valves (2, 3).

Description

Beschreibung description
Titeltitle
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of the main claim.
Es ist schon eine Brennkraftmaschine aus der DE 101 47 305 Al bekannt, mit mindestens einem Zylinder, der ein oder zwei Einlassventile und ein oder zwei Auslassventile zur Steuerung des Gaswechsels aufweist, und mit zumindest einem elektrischen oder hydraulischen Aktor, der einen Stellkolben hat, mittels dem über ein Koppelelement ein Paar von Einlassventilen oder ein Paar von Auslassventilen betätigbar ist. Das Koppelelement ist eine am Stellkolben drehbar gelagerte Platte, an der die Gaswechselventile starr befestigt sind. Durch die starre Verbindung werden die Gaswechselventile durch die Druckkräfte des Aktors aktiv geöffnet und durch die Zugkräfte des Aktors aktiv geschlossen. Nachteilig ist, dass mit dieser Anordnung kein präziser Spiel- und Toleranzausgleich möglich ist, der eine gleichförmige Bewegung der Gaswechselventile sicherstellt. Die drehende Lagerung des Koppelelementes lässt einen leicht unterschiedlichen Hub der beidenIt is already an internal combustion engine from DE 101 47 305 Al known, with at least one cylinder having one or two inlet valves and one or two exhaust valves for controlling the gas exchange, and with at least one electric or hydraulic actuator having an actuating piston by means of a pair of inlet valves or a pair of outlet valves is operable via a coupling element. The coupling element is a rotatably mounted on the actuator piston plate to which the gas exchange valves are rigidly secured. Due to the rigid connection, the gas exchange valves are actively opened by the pressure forces of the actuator and actively closed by the tensile forces of the actuator. The disadvantage is that with this arrangement no precise clearance and tolerance compensation is possible, which ensures a uniform movement of the gas exchange valves. The rotating mounting of the coupling element leaves a slightly different stroke of the two
Gaswechselventile zu, wodurch diese nicht präzise betätigbar sind und ein Ventilspielausgleich nicht oder nur sehr aufwendig möglich ist.Gas exchange valves, whereby they are not precisely actuated and a valve clearance compensation is not possible or only very expensive.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass ein herkömmlicher Ventilspielausgleich auf einfache Art und Weise einsetzbar ist, indem das Koppelelement ein drehbar gelagerter Ventilhebel oder eine in einer Linearführung gelagerte Traverse ist und derart mit den Einlass- bzw. Auslassventilen gekoppelt ist, dass nur Druckkräfte auf die Einlass- bzw. Auslassventile übertragbar sind.The internal combustion engine according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a conventional valve clearance compensation can be used in a simple manner by the coupling element is a rotatably mounted valve lever or mounted in a linear guide Traverse and so with the inlet and exhaust valves coupled, that only compressive forces on the inlet and outlet valves are transferable.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Brennkraftmaschine möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the main claim engine are possible.
Besonders vorteilhaft ist, wenn der Ventilhebel über ein Ventilspielausgleichselement auf das Paar von Einlass- bzw. Auslassventilen wirkt, da auf diese Weise Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden, die Einstellung des Ventilspiels entfallen kann und Wärmedehnungen sowie Verschleiß im Betrieb ausgeglichen werden können.It is particularly advantageous if the valve lever acts on the pair of inlet and outlet valves via a valve play compensation element, since this compensates for manufacturing tolerances be omitted, the setting of the valve clearance can be omitted and thermal expansion and wear during operation can be compensated.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn das Ventilspielausgleichselement ein Kipphebel ist, der an seinem einen Ende an den Einlass- bzw. Auslassventilen und an seinem anderen Ende an einem Hydrostößel abgestützt ist, da auf diese Weise ein herkömmlicher Spielausgleich aus Nockenwellen-gesteuerten Motoren erreicht wird.It is furthermore advantageous if the valve play compensation element is a rocker arm which is supported at its one end on the intake or exhaust valves and at its other end on a hydraulic tappet, since in this way a conventional clearance compensation from camshaft-controlled engines is achieved.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn das Ventilspielausgleichselement ein Tassenstößel ist, der einen hydraulischen Ventilspielausgleich aufweist, da auf diese Weise ein alternativer herkömmlicher Spielausgleich aus Nockenwellen-gesteuerten Motoren erreicht wird.It is very advantageous if the lash adjuster is a bucket tappet having a hydraulic lash adjuster, since in this way an alternative conventional lash adjuster is achieved from camshaft-controlled engines.
Auch vorteilhaft ist, wenn an den Einlass- bzw. Auslassventilen eine Rückstellfeder und am Stellkolben des Aktors eine entgegen der Rückstellfeder wirkende Gegenfeder vorgesehen ist, da die Gegenfeder auf diese Weise die Schließgeschwindigkeit des Gaswechselventils bremst und dabei die Federenergie der Rückstellfeder für den nächsten Öffnungsvorgang speichert. Hierdurch wird am Stellglied immer nur die Bewegungsenergie benötigt, die der im momentanen Betriebspunkt erforderlichen Stellgeschwindigkeit entspricht.It is also advantageous if a return spring is provided on the inlet or outlet valves and a counter spring acting against the restoring spring is provided on the control piston of the actuator since the counter spring thus slows down the closing speed of the gas exchange valve and thereby stores the spring energy of the return spring for the next opening operation , As a result, only the kinetic energy which corresponds to the actuating speed required in the instantaneous operating point is always required on the actuator.
Desweiteren vorteilhaft ist, wenn eine Schraubendrehfeder vorgesehen ist, die an einer Drehachse des Ventilhebels gelagert ist und mit einem Abschnitt am Stellkolben und mit zwei Abschnitten an den Einlass- bzw. Auslassventilen abgestützt ist. Auf diese Weise kann auf eine Abstützung der Feder am Gehäuse verzichtet werden und das Feder-Masse-Schwingungssystem wird leichter beherrschbar.Furthermore, it is advantageous if a helical torsion spring is provided which is mounted on an axis of rotation of the valve lever and is supported with a portion on the control piston and with two sections on the inlet and outlet valves. In this way, can be dispensed with a support of the spring on the housing and the spring-mass vibration system is easier to control.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn die Verbindung zwischen dem Stellkolben und den Emiassbzw. Auslassventilen derart ausgebildet ist, dass von dem Aktor nur Druckkräfte auf die Emiassbzw. Auslassventile übertragen werden, da die mechanische Verbindung zwischen dem Aktor und dem Gaswechselventil auf diese Weise besonders belastbar ist.Moreover, it is advantageous if the connection between the actuating piston and the Emiassbzw. Exhaust valves is designed such that of the actuator only compressive forces on the Emiassbzw. Outlet valves are transmitted because the mechanical connection between the actuator and the gas exchange valve in this way is particularly resilient.
Außerdem vorteilhaft ist, wenn zwischen dem Stellkolben und dem Gaswechselventil Mittel zur linearen oder nichtlinearen Übersetzung oder Untersetzung des Aktorhubs vorgesehen sind, da auf diese Weise die am Stellglied erzeugte Kraft und Bewegung an den Bedarf der Brennkraftmaschine anpassbar ist. ZeichnungIt is also advantageous if means for linear or non-linear gear ratio or reduction of Aktorhubs are provided between the actuator piston and the gas exchange valve, as in this way the force and movement generated on the actuator can be adapted to the needs of the internal combustion engine. drawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description.
Fig.1 zeigt eine erfindungsgemäße Ventilsteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,1 shows a valve control device according to the invention of an internal combustion engine according to a first embodiment,
Fig.2 eine erfindungsgemäße Ventilsteuervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig.3 eine erfindungsgemäße Ventilsteuervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, Fig.4 eine erfindungsgemäße Ventilsteuervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, Fig.5 eine erfindungsgemäße Ventilsteuervorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.2 shows a valve control device according to the invention according to a second exemplary embodiment, FIG. 3 shows a valve control device according to the invention according to a third exemplary embodiment, FIG. 4 shows a valve control device according to the invention according to a fourth exemplary embodiment, FIG. 5 shows a valve control device according to the invention according to a fifth exemplary embodiment.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Fig.1 zeigt eine vereinfacht dargestellte, erfindungsgemäße Ventilsteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.1 shows a simplified illustrated, inventive valve control device of an internal combustion engine according to a first embodiment.
Die Brennkraftmaschine weist zumindest einen Zylinder 1 auf, dem ein, zwei oder mehr Einlassventile 2 und ein, zwei oder mehr Auslassventile 3 zur Steuerung des Gaswechsels im Zylinder zugeordnet sind.The internal combustion engine has at least one cylinder 1, to which one, two or more inlet valves 2 and one, two or more exhaust valves 3 are assigned for controlling the gas exchange in the cylinder.
Es ist zumindest ein Stellglied 4 vorgesehen, das als elektrischer oder hydraulischer Aktor ausgeführt ist und ein Paar oder Tripel von Einlassventilen 2 oder ein Paar oder Tripel von Auslassventilen 3 steuert bzw. betätigt. Der Zylinder kann beispielsweise zwei Einlassventile 2 und ein Auslassventil 3 oder umgekehrt haben oder jeweils zwei Einlassventile 2 und zwei Auslassventile 3. Das Stellglied 4 hat einen linear verstellbaren Stellkolben 5, der über ein mechanisches Koppelelement 8 auf die Einlassventile 2 oder die Auslassventile 3 wirkt.At least one actuator 4 is provided which is designed as an electric or hydraulic actuator and controls a pair or triples of intake valves 2 or a pair or triple of exhaust valves 3. The cylinder may, for example, have two intake valves 2 and one exhaust valve 3 or vice versa, or two intake valves 2 and two exhaust valves 3 each. The actuator 4 has a linearly adjustable actuating piston 5 which acts on the intake valves 2 or the exhaust valves 3 via a mechanical coupling element 8.
Gemäß den Ausführungsbeispielen nach Fig.l bis Fig.3 ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Koppelelement 8 ein drehbar gelagerter Ventilhebel ist und dass das Stellglied 4 derart angeordnet ist, dass die Bewegungsrichtung 9 seines Stellkolbens 5 von der Verstellrichtung 10 der Einlassventile 2 bzw. Auslassventile 3 abweicht. Die Bewegungsrichtung 9 des Stellkolbens 10 und die Verstellrichtung 10 der Gaswechselventile 2,3 sind zueinander abgewinkelt. Das Koppelelement 8 ist fest mit einer Wandung der Brennkraftmaschine verbunden und beispielsweise U- förmig ausgeführt, wobei die beiden Schenkel 8.1 jeweils auf eines der beiden Einlassventile 2 oder der beiden Auslassventile 3 wirkt. Der Ventilhebel 8 wirkt über jeweils eine Ventilspielausgleichsvorrichtung 11 auf die einzelnen Einlassventile 2 bzw. Auslassventile 3. Die Ventilspie lausgleichsvorrichtung 11 ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt und beispielsweise als Kipphebel ausgeführt, der an seinem einen Ende an den beiden Einlassventilen 2 bzw. Auslassventilen 3 und an seinem anderen Ende an einem gemeinsamen Hydrostößel 12 abgestützt ist. Alternativ kann die Ventilspielausgleichsvorrichtung 11 ein bekannter Tassenstößel zum Ventilspielausgleich sein. Gemäß einer weiteren Ausführung kann das Ventilspielausgleichselement 11 auch ein direkt im Koppelelement 8 integriertes hydraulisches Ventilspielausgleichselement sein.According to the embodiments according to Fig.l to Fig.3 is provided according to the invention that the coupling element 8 is a rotatably mounted valve lever and that the actuator 4 is arranged such that the direction of movement 9 of its actuating piston 5 of the adjustment direction 10 of the intake valves 2 and exhaust valves 3 deviates. The direction of movement 9 of the actuating piston 10 and the adjustment direction 10 of the gas exchange valves 2,3 are angled to each other. The coupling element 8 is fixedly connected to a wall of the internal combustion engine and designed, for example, U-shaped, wherein the two legs 8.1 each acts on one of the two intake valves 2 or the two exhaust valves 3. The Ventilspie lausgleichsvorrichtung 11 is already known from the prior art and designed for example as a rocker arm, which at one end to the two intake valves 2 and exhaust valves 3 and is supported at its other end to a common hydraulic tappet 12. Alternatively, the valve lash adjuster 11 may be a known tappet for lash adjuster. According to a further embodiment, the valve play compensation element 11 may also be a hydraulic valve clearance compensation element integrated directly in the coupling element 8.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist an den Einlassventilen 2 bzw. den Auslassventilen 3 jeweils eine Rückstellfeder 15 und am Stellkolben 5 des Stellglieds 4 eine entgegen der Rückstellfeder 15 wirkende Gegenfeder 16 vorgesehen. Die Rückstellfeder 15 ist mit ihrem einen Ende an einem Federteller 14 des Gaswechselventils 2,3 und mit ihrem anderen Ende an einer Gehäusewand der Brennkraftmaschine abgestützt. Die Gegenfeder 16 ist mit einem Ende an einem Gehäuse des Stellglieds 4 und mit dem anderen Ende an einer Schulter 5.1 des Stellkolbens 5 abgestützt.According to the first embodiment, a return spring 15 is provided on the inlet valves 2 and the outlet valves 3, respectively, and a counter spring 16 acting counter to the return spring 15 is provided on the adjusting piston 5 of the actuator 4. The return spring 15 is supported at one end to a spring plate 14 of the gas exchange valve 2,3 and at its other end to a housing wall of the internal combustion engine. The opposing spring 16 is supported at one end to a housing of the actuator 4 and at the other end to a shoulder 5.1 of the actuating piston 5.
Zum Öffnen der Einlassventile 2 bzw. der Auslassventile 3 fährt der Stellkolben 5 aus, wodurch die Gegenfeder 16 des Stellkolbens 5 zunehmend entlastet wird und die Rückstellfedern 15 der Gaswechselventile 2,3 zunehmend vorgespannt werden. Bewegt sich der Stellkolben 5 zurück, werden die Gaswechselventile 2,3 durch die Federkraft der Rückstellfedern 15 geschlossen. Beim Schließen der Einlassventile 2 bzw. der Auslassventile 3 werden die Einlassventile 2 bzw. die Auslassventile 3 durch die Gegenfeder 16 des Stellglieds 4 gebremst, wobei die Federenergie der Rückstellfedern 15 teilweise in der Gegenfeder 16 des Stellglieds 4 gespeichert und für den nächsten Öffnungsvorgang wieder genutzt wird.To open the intake valves 2 and the exhaust valves 3, the actuating piston 5 extends, whereby the counter-spring 16 of the actuating piston 5 is increasingly relieved and the return springs 15 of the gas exchange valves 2.3 are increasingly biased. If the actuating piston 5 moves back, the gas exchange valves 2, 3 are closed by the spring force of the return springs 15. When closing the intake valves 2 and the exhaust valves 3, the intake valves 2 and the exhaust valves 3 are braked by the opposing spring 16 of the actuator 4, wherein the spring energy of the return springs 15 partially stored in the opposing spring 16 of the actuator 4 and used again for the next opening operation becomes.
Die hydraulischen Ventilspielausgleichelemente 12 verlieren während derThe hydraulic valve clearance compensation elements 12 lose during the
Gaswechselventilbetätigung bestimmungsgemäß etwas Hub. Wenn die Gaswechselventile 2,3 ihre geschlossene Position erreichen, bevor das Stellglied 4 seine Endposition erreicht, kann das Stellglied 4 noch in seine definierte geschlossene Position fahren. In dieser Zeit stellt dieGas exchange valve actuator intended a little stroke. When the gas exchange valves 2,3 reach their closed position before the actuator 4 reaches its end position, the actuator 4 can still go to its defined closed position. At this time, the
Ventilspielausgleichsvorrichtung 11 den fehlenden Hub nach, so dass beim nächsten Öffnungsvorgang wieder von der definierten Startposition aus geöffnet wird.Lash adjuster 11 the missing stroke, so that is opened again from the defined starting position at the next opening operation.
Die Verbindung zwischen dem Stellkolben 5 und den Einlass- bzw. Auslassventilen 2,3 ist derart ausgebildet, dass von dem Stellglied 4 nur Druckkräfte auf die Einlass- bzw. Auslassventile 2,3 übertragen werden. Zwischen dem Stellkolben 5 und den Einlass- bzw. Auslassventilen 2,3 können Mittel zur Übersetzung oder Untersetzung des Stellgliedhubs vorgesehen sein.The connection between the actuating piston 5 and the inlet and outlet valves 2, 3 is designed in such a way that only compressive forces are transmitted to the inlet and outlet valves 2, 3 by the actuator 4. Between the adjusting piston 5 and the inlet and outlet valves 2,3 may be provided for the translation or reduction of Stellgliedhubs.
Fig.2 zeigt eine erfindungsgemäße Ventilsteuervorrichtung gemäß einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel.2 shows a valve control device according to the invention according to a second exemplary embodiment.
Bei der Vorrichtung nach Fig.2 sind die gegenüber der Vorrichtung nach Fig.l gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the apparatus of Figure 2, the opposite to the device of Fig.l constant or equivalent parts are indicated by the same reference numerals.
Das zweite Ausfuhrungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass die Rückstellfeder 15 und die Gegenfeder 16 durch eine einzige Vorspannfeder 17 ersetzt ist. Die Vorspannfeder 17 ist beispielsweise als Schraubendrehfeder ausgeführt, die an einer Drehachse des Ventilhebels 8 gelagert ist und mit einem ersten Federabschnitt 18 am Stellkolben 5 und mit zwei zweiten Federabschnitten 19 an den beiden Einlassventilen 2 bzw. Auslassventilen 3 abgestützt ist.The second embodiment differs from the first embodiment in that the return spring 15 and the counter-spring 16 is replaced by a single biasing spring 17. The biasing spring 17 is designed for example as a helical torsion spring, which is mounted on a rotational axis of the valve lever 8 and is supported with a first spring portion 18 on the actuating piston 5 and two second spring portions 19 on the two intake valves 2 and exhaust valves 3.
Fig.3 zeigt eine erfindungsgemäße Ventilsteuervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.3 shows a valve control device according to the invention according to a third embodiment.
Bei der Vorrichtung nach Fig.3 sind die gegenüber der Vorrichtung nach Fig.l und Fig.2 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the apparatus according to Figure 3, the parts which are the same or have the same effect as the apparatus according to Figures 1 and 2 are identified by the same reference numerals.
Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel darin, dass die Vorspannfeder 17 durch einen starren Koppelhebel 22 ersetzt ist, der an der Drehachse des Ventilhebels 8 drehbar gelagert ist und an seinem dem Stellkolben 5 zugewandten Ende derart mit dem Stellkolben 5 gekoppelt ist, dass er beim Schließen des Gaswechselventils 2,3 von der Schulter 5.1 des Stellkolbens 5 in Bewegungsrichtung des Stellkolbens 5 mitgenommen wird und dabei mit dem dem Gaswechselventil 2,3 zugewandten Ende rückstellend auf das Gaswechselventil 2,3 wirkt. Das den Gaswechselventilen 2,3 zugewandte Ende wirkt mit den Gaswechselventilen 2,3 zusammen. Es weist zwei Durchgangsöffnungen 23 auf, die von den Einlassventilen 2 bzw. Auslassventilen 3 durchragt werden. Zwischen dem Federteller 14 der Gaswechselventile 2,3 und dem Koppelhebel 22 ist jeweils ein Federelement 24, beispielsweise eine Tellerfeder, vorgesehen, die die Funktion der Vorspannfeder 17 nach Fig.2 erfüllt.The third embodiment differs from the second embodiment in that the biasing spring 17 is replaced by a rigid coupling lever 22 which is rotatably mounted on the axis of rotation of the valve lever 8 and at its the actuating piston 5 facing end is coupled to the actuating piston 5, that he is taken in closing the gas exchange valve 2.3 of the shoulder 5.1 of the actuating piston 5 in the direction of movement of the actuating piston 5 and thereby acts with the gas exchange valve 2.3 end facing the gas exchange valve 2,3. The end facing the gas exchange valves 2, 3 cooperates with the gas exchange valves 2, 3. It has two passage openings 23, which are penetrated by the intake valves 2 and exhaust valves 3. Between the spring plate 14 of the gas exchange valves 2, 3 and the coupling lever 22, a respective spring element 24, for example a plate spring, is provided, which fulfills the function of the pretensioning spring 17 according to FIG.
Fig.4 zeigt eine erfindungsgemäße Ventilsteuervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.4 shows a valve control device according to the invention according to a fourth embodiment.
Bei der Vorrichtung nach Fig.4 sind die gegenüber der Vorrichtung nach Fig.l bis Fig.3 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Gemäß dem vierten Ausfuhrungsbeispiel ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Koppelelement 8 eine in einer Linearführung 7 gelagerte Traverse ist. Die Traverse ist beispielsweise T-förmig ausgeführt, wobei ein Längsabschnitt 8.1 in der Linearführung 7 geführt ist und ein Querabschnitt 8.2 auf das Paar oder Tripel von Gaswechselventilen 2,3 wirkt. Die Linearführung 7 ist fest am Gehäuse der Brennkraftmaschine vorgesehen. Zwischen dem Querabschnitt 8.2 und den Gaswechselventilen 2,3 ist beispielsweise ein Ventilspielausgleichselement 11 vorgesehen.4, the parts which are the same or have the same effect relative to the device according to FIGS. 1 to 3 are identified by the same reference numerals. According to the fourth exemplary embodiment, the invention provides that the coupling element 8 is mounted in a linear guide 7 Traverse. The traverse is designed, for example, T-shaped, wherein a longitudinal section 8.1 is guided in the linear guide 7 and a cross section 8.2 acts on the pair or triple of gas exchange valves 2.3. The linear guide 7 is fixedly provided on the housing of the internal combustion engine. Between the transverse section 8.2 and the gas exchange valves 2, 3, for example, a valve clearance compensation element 11 is provided.
Die Traverse ist nicht fest mit den Gaswechselventilen 2,3 verbunden, so dass auch in diesem Beispiel zwischen dem Stellkolben 5, dem Koppelelement 8, dem Spielausgleich 11,12 und dem Gaswechselventil 2,3 nur Druckkräfte übertragen werden.The traverse is not firmly connected to the gas exchange valves 2.3, so that in this example between the actuating piston 5, the coupling element 8, the lash adjuster 11,12 and the gas exchange valve 2,3 only compressive forces are transmitted.
Die Rückstellfedern 15 sind wie in Fig.l jeweils mit ihrem einen Ende am Federteller 14 des Gaswechselventils 2,3 und mit ihrem anderen Ende an einer Gehäusewand der Brennkraftmaschine abgestützt und mit einer Gegenfeder 16 zumindest teilweise kraftkompensiert.The return springs 15 are as shown in Fig.l each supported at one end on the spring plate 14 of the gas exchange valve 2,3 and with its other end to a housing wall of the engine and at least partially force compensated with a counter-spring 16.
Das Stellglied 4 ist gemäß dieser vierten Ausführung derart angeordnet, dass die Bewegungsrichtung 9 des Stellkolbens 5 in Verstellrichtung 10 der Einlassventile 2 bzw. der Auslassventile 3 verläuft.The actuator 4 is arranged according to this fourth embodiment such that the direction of movement 9 of the actuating piston 5 in the adjustment direction 10 of the intake valves 2 and the exhaust valves 3 runs.
Fig.5 zeigt eine erfindungsgemäße Ventilsteuervorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.5 shows a valve control device according to the invention according to a fifth embodiment.
Bei der Vorrichtung nach Fig.5 sind die gegenüber der Vorrichtung nach Fig.l bis Fig.4 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the apparatus according to Figure 5, compared to the device according to Fig.l to Fig.4 consistent or equivalent parts are indicated by the same reference numerals.
Das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem dritten Ausführungsbeispiel nach Fig.3 darin, dass sich die Federelemente 24 mit ihrem dem Federteller 14 abgewandten Ende an einem mit dem Koppelelement 8 gekoppelten als Traverse 25 ausgebildeten Koppelhebel 22 abstützen. Die weitere Traverse 25 ist an einer Schulter 26 des Längsabschnitts 8.1 des Koppelelementes 8 abgestützt und in Richtung der Linearführung 7 beweglich gelagert.The fifth embodiment differs from the third embodiment according to FIG. 3 in that the spring elements 24 are supported with their end facing away from the spring plate 14 against a coupling lever 22, which is coupled to the coupling element 8 and formed as a crosspiece 25. The further traverse 25 is supported on a shoulder 26 of the longitudinal section 8.1 of the coupling element 8 and mounted movably in the direction of the linear guide 7.
Das Ventilspielausgleichselement 11 ist in dem Koppelelement 8 integriert. The valve clearance compensation element 11 is integrated in the coupling element 8.

Claims

Ansprüche claims
1. Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder, der ein oder zwei Einlassventile und ein oder zwei Auslassventile zur Steuerung des Gaswechsels aufweist, und mit zumindest einem elektrischen oder hydraulischen Stellglied, das einen Stellkolben hat, mittels dem über ein Koppelelement ein Paar von Einlassventilen oder ein Paar von Auslassventilen betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (8) ein drehbar gelagerter Ventilhebel oder eine in einer Linearführung (7) gelagerte Traverse ist und derart mit den Einlass- bzw.An internal combustion engine having at least one cylinder having one or two intake valves and one or two exhaust valves for controlling the gas exchange, and having at least one electric or hydraulic actuator having an actuating piston, by means of a coupling element via a pair of inlet valves or a pair of exhaust valves is actuated, characterized in that the coupling element (8) is a rotatably mounted valve lever or in a linear guide (7) mounted traverse and so with the inlet or
Auslassventilen (2,3) gekoppelt ist, dass nur Druckkräfte auf die Einlass- bzw. Auslassventile (2,3) übertragbar sind.Exhaust valves (2,3) is coupled, that only compressive forces on the inlet and outlet valves (2,3) are transferable.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (4) derart angeordnet ist, dass die Bewegungsrichtung (9) seines Stellkolbens (5) von der Verstellrichtung2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the actuator (4) is arranged such that the direction of movement (9) of its actuating piston (5) of the adjustment direction
(10) der Einlass- bzw. Auslassventile (2,3) abweicht.(10) of the inlet and outlet valves (2,3) deviates.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (8) über ein Ventilspielausgleichselement (11) auf die Einlass- bzw. Auslassventile (2,3) wirkt.3. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the coupling element (8) via a valve clearance compensation element (11) acts on the inlet and outlet valves (2,3).
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilspielausgleichselement (11) ein Kipphebel ist, der an seinem einen Ende an jeweils einem Einlass- bzw. Auslassventil (2,3) und an seinem anderen Ende an einem Hydrostößel (12) abgestützt ist.4. Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the valve clearance compensation element (11) is a rocker arm which is supported at its one end to an inlet or outlet valve (2,3) and at its other end to a hydraulic tappet (12) is.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilspielausgleichselement (11) ein Tassenstößel ist, der einen hydraulischen Ventilspielausgleich aufweist.5. Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the valve clearance compensation element (11) is a bucket tappet having a hydraulic valve clearance compensation.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das6. Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the
Ventilspielausgleichselement (11) direkt im Koppelelement (8) integriert ist.Valve clearance compensation element (11) directly in the coupling element (8) is integrated.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Einlass- bzw.7. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that at the inlet or
Auslassventilen (2,3) jeweils eine Rückstellfeder (15) und am Stellkolben (5) des Stellglieds (4) eine entgegen der Rückstellfeder (15) wirkende Gegenfeder (16) vorgesehen ist. Outlet valves (2,3) each have a return spring (15) and on the actuating piston (5) of the actuator (4) opposite to the return spring (15) acting counter spring (16) is provided.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schraubendrehfeder (17) vorgesehen ist, die an einer Drehachse des Ventilhebels (8) gelagert ist und mit einem ersten Federabschnitt (18) am Stellkolben (5) und mit zwei zweiten Federabschnitten (19) an den Einlass- bzw. Auslassventilen (2,3) abgestützt ist.8. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that a helical torsion spring (17) is provided, which is mounted on a rotational axis of the valve lever (8) and with a first spring portion (18) on the actuating piston (5) and with two second spring portions (19 ) is supported on the intake and exhaust valves (2,3).
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein starrer Koppelhebel (22) mit Federelementen (24) vorgesehen ist, der an dem einen Ende mit dem Stellkolben (5) und an dem anderen Ende mit dem Paar von Einlassventilen (2) oder Auslassventilen (3) wirkverbunden ist.9. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that a rigid coupling lever (22) with spring elements (24) is provided, which at one end with the adjusting piston (5) and at the other end with the pair of inlet valves (2) or Exhaust valves (3) is operatively connected.
10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stellkolben (5) und den Einlass- bzw. Auslassventilen (2,3) Mittel zur Übersetzung oder Untersetzung des Stellgliedhubs vorgesehen sind. 10. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that between the actuating piston (5) and the inlet and outlet valves (2,3) means are provided for the translation or reduction of Stellgliedhubs.
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