WO2013091744A1 - Ventiltrieb für eine brennkraftmaschine - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a valve drive for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
- the invention has for its object to provide a valve train with optimum utilization of space with increased displacement and optimized bearing width.
- valve drive consists of at least one camshaft, which has at least one cam carrier per cylinder which can be displaced axially on the camshaft, and at least one gas exchange valve. On the cam carrier different cams with different cam contours per gas exchange valve are arranged in
- the cam carrier is mounted in at least one camshaft bearing, which is arranged according to the invention with an offset to the cylinder center. This makes it possible to optimally utilize the space, resulting in an enlarged
- camshaft bearing can be made wider, resulting in less wear of the components and lower operating forces.
- a cam contour has the configuration of a zero stroke for provided valve and / or cylinder shutdown of the internal combustion engine.
- the cam contour corresponding to the zero stroke in the camshaft bearing itself and thus is part of the bearing surface of the cam carrier.
- Fig. 1 detail of the valve train for an internal combustion engine in partial
- FIG. 2 shows a detail of the valve drive of FIG. 1 in a second
- FIG. 3 in part the valve train of FIG. 1 in a third
- the valve train according to the invention comprises a camshaft 1 which has at least one cam carrier 2 per cylinder of an internal combustion engine and at least one gas exchange valve.
- the cam carrier 2 consists of a central part 3 and on each of the left and right end subsequent cam sections 4, 5.
- the cam carrier 2 is displaceable on the camshaft 1 in the axial direction by an actuator, not shown.
- the actuator can be actuated electromagnetically or electrically, for example.
- the cam sections 4, 5 each have three different cam contours 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c.
- the cam contours 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c have different outer contours and thus cause different operating characteristics for the associated gas exchange valve, wherein the cam contours 4a, 5a have the outer diameter of the central part 3.
- the cam contours 4a, 5a have the outer diameter of the central part 3.
- follower levers 6a, 6b which actuate correspondingly provided gas exchange valves, engage the cam sections 4, 5.
- the exemplary embodiments are intake valves, but it is also possible to connect exhaust valves with the valve drive according to the invention. be. Due to the different operating characteristics of the gas exchange valves can be adjusted depending on the power requirements of the engine different valve strokes.
- cam carrier 2 This is done by axial displacement of the cam carrier 2 with its cam contours 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c on the camshaft 1.
- the three cam contours 4a, 4b, 4c of the one cam section 4 are alternately connected to a first inlet-side gas exchange valve, the three cam contours 5a, 5b, 5c of the other Cam section 5 with a second inlet-side gas exchange valve via the associated cam followers 6a; 6b in operative connection.
- the cam carrier 2 is rotatably connected to the camshaft 1 and axially displaceable by means of a spline, not shown.
- the cam carrier 2 is supported by a camshaft bearing 7 (radial bearing) in the central part 3, which according to the invention to the cylinder center M has a defined offset a in the direction of lying in Fig. 1 right cam portion 5, thus cylinder is arranged eccentrically.
- the cam carrier 2 is in a first operating position.
- the cam contour 4c of the cam portion 4 bears against the left side of the camshaft bearing 7.
- the drag lever 6a is in operative connection with the cam contour 4a, the drag lever 6b in operative connection with the cam contour 5a. Since the outer diameter of the cam contours 4 a, 5 a to the outer diameter of the central part 3 of the
- Cam carrier 2 corresponds, the drag levers 6a, 6b are not actuated and thus the gas exchange valves are not actuated. This leads to a zero stroke of the gas exchange valves and thus to a shutdown of the corresponding cylinder.
- the cam carrier 2 is in a second operating position.
- the cam carrier 2 is about the width of a cam contour 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c compared to Fig. 1 by operating the actuator shifted to the left.
- the drag lever 6a is in operative connection with the cam contour 4b, the drag lever 6b in
- the cam carrier 2 is in a third operating position.
- the cam carrier 2 is again about the width of a cam contour 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c im Compared to Fig. 2 by pressing the actuator further shifted to the left.
- the cam contour 5a thereby moves into the camshaft bearing 7 and thus is part of the cylindrical bearing surface 8 with the central part 3 of the cam carrier 2.
- Drag lever 6a is in operative connection with the cam contour 4c, the drag lever 6b in operative connection with the cam contour 5c.
- the offset a is on the order of 1, 8 mm to 6.2 mm. In a particularly preferred embodiment, the offset is 3.2 +/- 0.2 mm.
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Abstract
Es ist bekannt unterschiedliche Nockenkonturen (4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c) durch axiales Verschieben von Nockenträgern (2) auf der Nockenwelle (1) einzustellen. Dabei sind die Nockenträger (2) zylindermittig durch ein Nockenwellenlager (7) gelagert. Nachteilig ist dabei, dass der Verschiebeweg und somit die Anzahl der Nockenkonturen (4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c) begrenzt ist und die Lagerbreite nicht optimal ausgelegt werden kann. Zur Verbesserung hinsichtlich der oben genannten Nachteile wird vorgeschlagen, dass die Nockenträger (2) durch ein Nockenwellenlager (7), welches einen zur Zylindermitte (M) definierten Versatz (a) hat, gelagert werden. Die Erfindung ist für Ventiltriebe für Brennkraftmaschinen vorgesehen.
Description
Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 102007010156 A1 ist bereits ein gattungsgemäßer Ventiltrieb bekannt. Die Nockenträger werden dabei zwischen zwei Gaswechselventilen mittels Wälz- oder Gleitlagern in zylinderkopffesten Lagerböcken gelagert. Diese Lager sind dabei zylindermittig angeordnet. Dadurch ist der Verschiebeweg des Nockenträgers, vor allem bei drei unterschiedlichen Nockenformen, begrenzt bzw. die resultierende Lagerbreite kann nicht mehr ausreichend dimensioniert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb mit optimaler Ausnutzung des Bauraumes mit erhöhtem Verschiebeweg und optimierter Lagerbreite zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Der Ventiltrieb besteht aus mindestens einer Nockenwelle, die mindestens einen auf der Nockenwelle axial verschiebbaren Nockenträger pro Zylinder besitzt, sowie zumindest einem Gaswechselventil. Auf dem Nockenträger sind verschiedene Nocken mit unterschiedlichen Nockenkonturen je Gaswechselventil angeordnet, die in
Wirkverbindung mit dem zugehörigen Gaswechselventil stehen und zu unterschiedlichen Ventilhüben führen. Der Nockenträger ist in mindestens einem Nockenwellenlager gelagert, welches erfindungsgemäß mit einem Versatz zur Zylindermitte angeordnet ist. Dies ermöglicht, den Bauraum optimal auszunutzen, was zu einem vergrößerten
Verschiebeweg führt. Außerdem kann das Nockenwellenlager breiter ausgelegt werden, was zu geringerem Verschleiß der Bauteile und geringeren Betätigungskräften führt.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Besonders vorteilhaft ist, dass so mehr als zwei verschiedene Nockenkonturen auf dem Nockenträger angeordnet werden können.
Vorzugsweise besitzt eine Nockenkontur die Ausgestaltung eines Nullhubs für vorgesehende Ventil- und/oder Zylinderabschaltungen der Brennkraftmaschine.
In einer bevorzugten Ausgestaltung befindet sich in einer bestimmten Betätigungsstellung die Nockenkontur, die dem Nullhub entspricht, im Nockenwellenlager selbst und ist somit Teil der Lagerfläche des Nockenträgers.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Dabei zeigt:
Fig. 1 ausschnittsweise den Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine in teilweiser
Schnittdarstellung in einer ersten Betriebsstellung (Zylinderabschaltung),
Fig. 2 ausschnittsweise den Ventiltrieb nach Fig. 1 in einer zweiten
Betriebsstellung und
Fig. 3 ausschnittsweise den Ventiltrieb nach Fig. 1 in einer dritten
Betriebsstellung.
Der erfindungsgemäße Ventiltrieb umfasst eine Nockenwelle 1 , die wenigstens einen Nockenträger 2 pro Zylinder einer Brennkraftmaschine und zumindest ein Gaswechselventil aufweist. Der Nockenträger 2 besteht aus einem mittigen Teil 3 und daran jeweils links und rechts endseitig anschließenden Nockenabschnitten 4, 5. Der Nockenträger 2 ist auf der Nockenwelle 1 in axialer Richtung durch einen nicht dargestellten Aktuator verschiebbar. Der Aktuator kann beispielsweise elektromagnetisch oder elektrisch betätigt werden. Die Nockenabschnitte 4, 5 weisen jeweils drei verschiedene Nockenkonturen 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c auf. Die Nockenkonturen 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c weisen unterschiedliche Außenkonturen auf und bewirken so verschiedene Betätigungscharakteristiken für das zugehörige Gaswechselventil, wobei die Nockenkonturen 4a, 5a den Außendurchmesser des mittigen Teils 3 besitzen. An die Nockenabschnitte 4, 5 greifen Abnehmer bzw. No- ckenfolger z.B. in Form von Schlepphebeln 6a, 6b an, die entsprechend vorgesehende Gaswechselventile betätigen. Es handelt sich beim Ausführungsbeispiel um Einlassventile, es können aber auch Auslassventile mit dem erfindungsgemäßen Ventiltrieb geschal-
tet werden. Durch die verschiedenen Betätigungscharakteristiken der Gaswechselventile lassen sich je nach Leistungsbedarf der Brennkraftmaschine unterschiedliche Ventilhübe einstellen. Dies erfolgt durch axiales Verschieben des Nockenträgers 2 mit seinen Nockenkonturen 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c auf der Nockenwelle 1. Die drei Nockenkonturen 4a, 4b, 4c des einen Nockenabschnitts 4 stehen je nach Position des Nockenträgers 2 auf der Nockenwelle 1 abwechselnd mit einem ersten einlassseitigen Gaswechselventil, die drei Nockenkonturen 5a, 5b, 5c des anderen Nockenabschnitts 5 mit einem zweiten einlassseitigen Gaswechselventil über die zugehörigen Schlepphebel 6a; 6b in Wirkverbindung. Der Nockenträger 2 ist auf der Nockenwelle 1 drehfest und axial verschiebbar mittels einer nicht dargestellten Längsverzahnung verbunden. Die innenseitig vorgesehende Längsverzahnung des Nockenträgers 2 greift dabei in eine korrespondierende Außenverzahnung der Nockenwelle 1 ein, so dass Längsverschiebungen des Nockenträgers 2 auf der Nockenwelle 1 möglich sind, aber in Umfangsrichtung eine drehfeste Verbindung erfolgt. Der Nockenträger 2 ist durch ein Nockenwellenlager 7 (Radiallager) im mittigen Teil 3 gelagert, welches erfindungsgemäß zur Zylindermitte M einen definierten Versatz a in Richtung des in Fig. 1 rechts liegenden Nockenabschnitts 5 aufweist, somit Zylinder außermittig angeordnet ist.
In Fig. 1 befindet sich der Nockenträger 2 in einer ersten Betriebsstellung. Dabei liegt die Nockenkontur 4c des Nockenabschnitts 4 an der linken Seite des Nockenwellenlagers 7 an. Der Schlepphebel 6a befindet sich in Wirkverbindung mit der Nockenkontur 4a, der Schlepphebel 6b in Wirkverbindung mit der Nockenkontur 5a. Da der Außendurchmesser der Nockenkonturen 4a, 5a dem Außendurchmesser des mittigen Teils 3 des
Nockenträger 2 entspricht, werden die Schlepphebel 6a, 6b nicht betätigt und damit auch die Gaswechselventile nicht betätigt. Dies führt zu einem Nullhub der Gaswechselventile und damit zu einer Abschaltung des entsprechenden Zylinders.
In Fig. 2 befindet sich der Nockenträger 2 in einer zweiten Betriebsstellung. Dabei ist der Nockenträger 2 um die Breite einer Nockenkontur 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c im Vergleich zu Fig. 1 durch Betätigen des Aktuators nach links verschoben. Der Schlepphebel 6a befindet sich in Wirkverbindung mit der Nockenkontür 4b, der Schlepphebel 6b in
Wirkverbindung mit der Nockenkontur 5b. Die Gaswechselventile führen so einen mittlem Hub aus.
In Fig. 3 befindet sich der Nockenträger 2 in einer dritten Betriebsstellung. Dabei ist der Nockenträger 2 wiederum um die Breite einer Nockenkontur 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c im
Vergleich zu Fig. 2 durch Betätigen des Aktuators weiter nach links verschoben. Die Nockenkontur 5a bewegt sich dabei ins Nockenwellenlager 7 und ist somit Teil der zylindrischen Lagerfläche 8 mit dem mittleren Teil 3 des Nockenträgers 2. Der
Schlepphebel 6a befindet sich in Wirkverbindung mit der Nockenkontur 4c, der Schlepphebel 6b in Wirkverbindung mit der Nockenkontur 5c. Die beiden
Gaswechselventile führen so einen großen Hub aus.
Der Versatz a liegt in einer Größenordnung von 1 ,8 mm bis 6,2 mm. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt der Versatz 3,2 +/- 0,2 mm.
Claims
1. Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle, die mindestens einen auf der Nockenwelle axial verschiebbaren Nockenträger pro Zylinder besitzt, sowie zumindest einem Gaswechselventil, wobei auf dem
Nockenträger zumindest zwei verschiedene Nocken mit unterschiedlichen
Nockenkonturen je Gaswechselventil angeordnet sind, die in Wirkverbindung mit dem zugehörigen Gaswechselventil stehen, wobei der Nockenträger in mindestens einem Nockenwellenlager gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Nockenwellenlager (7) mit einem Versatz (a) zur Zylindermitte (M) angeordnet ist.
2. Ventiltrieb nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, dass
drei verschiedene Nocken mit unterschiedlichen Nockenkonturen (4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c) pro Gaswechselventil auf dem Nockenträger (2) angeordnet sind.
3. Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2
dadurch gekennzeichnet, dass
eine der zumindest unterschiedlichen Nockenkonturen (4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c) einem Nullhub entspricht.
4. Ventiltrieb nach Anspruch 3
dadurch gekennzeichnet, dass
in einer bestimmten Betätigungsstellung die Nockenkontur (4a; 5a), die dem Nullhub entspricht, sich im Nockenwellenlager (7) befindet und somit Teil der Lagerfläche (8) des Nockenträgers (2) ist.
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