DE102004049538A1 - Fully variable lift valve controller for internal combustion engine has intermediate element in form of pivotable rocker arm acted upon by cam or camshaft at first engagement surface with control block at free end - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindungen beschreiben vollvariable Hubventilsteuerungen für Brennkraftmaschinen.The Inventions describe fully variable lift valve controls for internal combustion engines.
Mit einer vollvariablen Hubventilsteuerung lässt sich insbesondere eine fremdgezündete Brennkraftmaschine drosselfrei betreiben, wodurch es gelingt, die bei konventioneller Drosselung über weite Lastzustände auftretenden Ladungswechselverluste zu minimieren. Hierdurch lässt sich die Leistungs- und Drehmomentcharakteristik verbessern sowie Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen reduzieren.With a fully variable lift valve control can be in particular a spark ignition Operate engine throttle free, which manages the with conventional throttling over wide load conditions to minimize occurring charge exchange losses. This is possible improve the performance and torque characteristics as well as fuel consumption and reduce pollutant emissions.
Darüber hinaus zeichnet sich eine derart ausgestattete Brennkraftmaschine im unteren Drehzahlbereich durch ein verbessertes Ansprechverhalten sowie eine erhöhte Laufruhe aus.Furthermore is characterized by such a fitted internal combustion engine in the lower Speed range through improved response and a increased Smooth running out.
Vollvariable
Hubventilsteuerungen sind in der Regel als sogenannte Rastkurvengetriebe
konzipiert, welche der Fachwelt durch die einschlägige Patentliteratur
(z.B.
Um einen effektiven drosselfreien Betrieb im Leerlauf und Teillastbereich zu ermöglichen, wird bei solchen Hubventilsteuerungen neben dem Ventilhub auch die Öffnungsdauer (NW-Grad) erheblich reduziert, um eine gewünschte Steuerstrategie des „frühen Einlass schließt" realisieren zu können. Hierbei ist es vorteilhaft, die Nockenwelle mit einer an sich bekannten Phasenverstelleinrichtung zu versehen um den Ventilschließzeitpunkt innerhalb eines Verstellwinkels weitgehendst frei wählen zu können.Around an effective throttle-free operation in idle and part load range to enable is in such Hubventilsteuerungen next to the valve and the opening duration (NW-grade) considerably reduced to a desired Control strategy of the "early intake concludes "to be able to realize It is advantageous, the camshaft with a known per se phase adjustment to provide around the valve closing time Within a Verstellwinkels largely free to choose can.
Die Last wird bei einer vollvariablen Hubventilsteuerung durch den Öffnungsquerschnitt der jeweils eingeregelten Erhebungskurve des Einlassventils bestimmt.The Load is at a fully variable lift valve control through the opening cross-section determines the respectively adjusted elevation curve of the intake valve.
Um ein größtmögliches Potenzial einer drosselfreien Lastregelung zu erschließen, ist es im Teillastbereich erstrebenswert, das Einlassventil möglichst frühzeitig zu schließen. Um dem Zylinder bei sehr kurzen Öffnungszeiten in der Teillast die erforderliche Ladungsmenge zur Verfügung stellen zu können wird es hierbei jedoch notwendig, den Öffnungsquerschnitt durch eine steil ansteigende und abfallende Erhebungskurve mit einer hohen relativen Ventilbeschleunigung zu realisieren.Around a greatest possible Potential of a throttle-free load control is to open it desirable in the partial load range, the intake valve as possible early close. To the cylinder at very short opening times provide the required amount of charge in the partial load to be able to However, it is necessary here, the opening cross-section through a steeply rising and falling survey curve with a high realize relative valve acceleration.
Bei bekannten vollvariablen Hubventilsteuerungen mit einer kinematischen Auslegung für eine maximal zulässige Ventilbeschleunigung bei hohen Drehzahlen nimmt die relative Ventilbeschleunigung an der Teillast dabei in der Regel ab.at known fully variable Hubventilsteuerungen with a kinematic Design for a maximum allowable Valve acceleration at high speeds increases the relative valve acceleration the partial load usually off.
Grundsätzlich ist es zur weiteren Reduzierung der Ladungswechselverluste durch möglichst kurze Öffnungszeiten jedoch erstrebenswert, bei niedrigen Motordrehzahlen und Teilhüben eine relative Ventilbeschleunigung zu erzielen, welche wesentlich höher ist als an der Volllast.Basically to further reduce charge cycle losses through shortest possible opening times however desirable, at low engine speeds and partial strokes one to achieve relative valve acceleration, which is much higher as at full load.
Aufgabe der Erfindungen ist es daher insbesondere, vollvariable Hubventilsteuerungen zu schaffen, mit welchen sich eine möglichst hohe relative Ventilbeschleunigung an der Teillast kinematisch generieren lässt.task Therefore, it is the inventions in particular, fully variable Hubventilsteuerungen to create, with which the highest possible relative valve acceleration kinematically generated at the partial load.
Hierbei sollen die Hubventilsteuerungen möglichst steif und kompakt ausgeführt sein, eine geringe Toleranzempfindlichkeit aufweisen und kostengünstig zu fertigen sein. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Patentansprüche 1 oder 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.in this connection should the Hubventilsteuerungen be made as stiff and compact as possible, have a low tolerance sensitivity and cost-effective too be finished. According to the invention, the task by the claims 1 or 2 solved. advantageous Embodiments are shown in the subclaims.
Die
Erfindungen sollen in Ausführungsbeispielen
mit Hilfe der Zeichnung
Es
wird der Steuermechanismus von einem einzelnen Einlassventil
Hierbei
ist das Ventilbetätigungsglied
Funktionsgleiche Bauteile oder Bauteilabschnitte sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.functionally identical Components or component sections are the same in both figures Provided with reference numerals.
Die
Rückstellfedern
Zunächst soll
die Hubventilsteuerung gemäß
In
einem Zylinderkopf ist die, um eine ortsfeste Achse C1 rotierende
Nockenwelle
Des
weiteren ist der Schlepphebel
Die Ölversorgung
des Ventilspielausgleichelements
Um
eine Montage des Schlepphebels
Zwischen
dem Schlepphebel
An
seinem unteren Ende ist der Kulissenhebel
Der
Kulissenhebel
Die
Rückstellfeder
Der
Achsbolzen mit dem Zentrum C2 ragt beidseitig axial über den
Kulissenhebel
Hierbei
können
die Langlöcher
im unteren Bereich auch durch seitlich nach außen abstehende Nasen verbreitert
sein, um eine breitere Druckfläche
Alternativ
zu den Gleitlagerrollen
Die
Druckfläche
Alternativ
zu einer Steckachse
An
der Zylindermantelfläche
der Abtastrolle
Des
weiteren kann die Verstellwelle
Im
folgenden wird angenommen, das sich die Hubventilsteuerung in einer
Position gemäß
Wird
nun die Nockenwelle
Hierbei
wirkt der Kulissenhebel
Hierbei
wälzt sich
die untere Laufrolle
Im
weiteren Verlauf folgt die Abgriffrolle
Hierbei
wird das Hubventil
Im
folgenden wird angenommen, das die Verstellwelle
Hierbei
wälzt sich
die ortsfeste Abtastrolle
Nach
dem Verlagern steht der Kulissenhebel
Wird
nun die Nockenwelle
Erst
im weiteren Bewegungsablauf läuft
die Steuerkulisse
Hierbei
wird dem Kulissenhebel
Mit der erfindungsgemäßen Hubventilsteuerung lässt sich selbstverständlich auch ein Nullhub darstellen. (Ventilabschaltung)With the stroke valve control according to the invention let yourself Of course also represent a zero stroke. (Valve deactivation)
Hierzu wird die Verstellwelle um weitere 90 Grad im Uhrzeigersinn verdreht, wobei der Kulissenhebel nochmals weiter im Uhrzeigersinn abkippt.For this the adjusting shaft is rotated by a further 90 degrees clockwise, where the crank lever tilts further in a clockwise direction.
Wird
in dieser Stellung der Nocken der Nockenwelle erneut auf den Kulissenhebel
Durch
ein beliebiges Verdrehen der Verstellwelle
Im
wesentlichen Unterschied zum bekannten Stand der Technik sind hierbei
insbesondere die für eine
relative Ventilbeschleunigung relevanten Hebelverhältnisse
durch den veränderten
Berührpunkt
zwischen einem Zwischenglied (Kulissenhebel
Durch
das Verlagern des Achszentrums C2 der Gleitlagerrollen
Hierbei
ist die Hubventilsteuerung sehr steif und kompakt mit direkten Kraftwegen
ausgeführt.
Die Ventilrast während
der Nockenphase wird hierbei ausschließlich durch die einfach zu
fertigende Radiuskontur R1 der Ventilrastsektion
Ebenfalls
ist bei der erfindungsgemäßen Hubventilsteuerung
die Option gegeben, in einer Ausführung mit zwei benachbart angeordneten Schlepphebeln
Hierzu
können
Steuerkonturen zwei benachbarter Steuerexzenter eines Zylinders
an der Verstellwelle
Hierdurch lässt sich beispielsweise eine verbesserte Ladungsvermischung durch einen generierten Drall realisieren, was zu einer schnelleren und damit zu einer effektiveren Verbrennung führt.hereby let yourself For example, improved charge mixing by a generated Realizing a twist, resulting in a faster and thus more effective one Burning leads.
Ebenso
kann abweichend vom Ausführungsbeispiel
Hierbei
ist bevorzugt ein einzelner Kulissenhebel
In
einer derartigen Ausgestaltung ist diese weitere Gleitfläche ebenfalls
durch eine Zylindermantelfläche
gebildet, welche ebenfalls konzentrisch zu einer Schwenkachse C2
des Kulissenhebels
Dies stellt die einfachste und kostengünstigste Ausgestaltung der Hubventilsteuerung dar. Hierdurch wird die Bauteilanzahl und die bewegte Masse auf ein Minimum reduziert, wobei jedoch eine erhöhte Reibung in Kauf genommen werden muss.This represents the simplest and least expensive embodiment of the Hubventilsteuerung. As a result, the number of components and the Moving mass reduced to a minimum, but with increased friction must be accepted.
Um
eine, durch Fertigungstoleranzen verursachte Abweichung der Hubkurven
mehrerer Ventile und/oder Zylinder zu kompensieren, kann die Achse der
Nockenabgriffrolle
Die
Lagerachse der Abgriffrolle
Alternativ
hierzu kann auch der Steuerexzenter als einzelnes Bauteil ausgeführt und
auf der Verstellwelle
In
der
Im
wesentlichen Unterschied zu einer Hubventilsteuerung gemäß
Die
Führungsschwinge
Mit
ihrem anderen Ende ist die Führungsschwinge
Der
Kulissenhebel
Der
Kulissenhebel
Alternativ
kann die Druckrolle
Diese Gleitfläche ist hierbei als Zylindermantelfläche ausgestaltet, welche konzentrisch zur Koppelachse C2 angeordnet liegt.These sliding surface is here as a cylinder surface designed, which arranged concentric to the coupling axis C2 lies.
Diese Gleitfläche kann hierbei wahlweise am Kulissenhebel oder an der Führungsschwinge ausgebildet sein.These sliding surface This can optionally be on the crank lever or on the guide rocker be educated.
Auch
bei dieser Hubventilsteuerung wird die Schwenkachse C2 des Kulissenhebels
Bei
einer, durch den Kulissenhebel
Der
Vorteil dieser Hubventilsteuerung zu einer Steuerung gemäß
Bei
der alternativen Ausgestaltung mit einem Gleitkontakt an der Druckfläche
Ebenso
kann durch eine axiale Lage des Nockens in der Hubventilebene die
Gesamtbauhöhe weiter
reduziert werden, da sich die hydraulischen Ventilspielausgleichelemente
Da
die grundlegenden kinematischen Anordnungen der Lagerachsen, der
Druckfläche,
der Steuerkulisse u.s.w. mit denen einer Hubventilsteuerung gemäß
Daher wird hier, im Interesse einer kurzen Fassung der Beschreibung, auf weitere sich wiederholende Erläuterungen verzichtet.Therefore is here, in the interest of a brief version of the description, on further repetitive explanations waived.
Grundsätzlich kann
abweichend vom Ausführungsbeispiel
Die Verstellwelle liegt hierbei im wesentlichen auf der gegenüberliegenden Seite der Schlepphebellagerung C3 unterhalb der Nockenwelle angeordnet.The Adjustment is in this case essentially on the opposite Side of the paddle bearing C3 arranged below the camshaft.
Die Führungsschwinge wird in einer derartigen Ausgestaltung bei der Hubventilbetätigung auf Zug belastet. In einer derartigen Ausgestaltung kann der Schlepphebel wahlweise auf einer zusätzlich vorgesehenen ortsfesten Steckachse mit dem Zentrum C3 gelagert sein oder alternativ auf an sich bekannten, gehäusefesten Abstützelementen mit hydraulischem Ventilspielausgleich mit einem Anlenkpunkt C3 aufliegen.The guide rocker is in such an embodiment in the Hubventilbetätigung on train loaded. In such an embodiment, the drag lever optionally on an additional be provided fixed stub axle with the center C3 stored or alternatively on per se known, housing-fixed support elements with hydraulic valve clearance compensation with an articulation point C3 rest.
Eine
derartige Ausgestaltung vereinfacht die Lageranordnung des Schlepphebels
Hier
sei insbesondere angemerkt, das es erfindungsgemäß legendlich notwendig ist,
die Schwenkachse C2 des Kulissenhebels (
Hierzu
gibt es mannigfaltige alternative Möglichkeiten einer Verlagerung
der Achse C2 entlang einer Äquidistanten
zu einer „Druckfläche" (
Solche
Führungsflächen können abweichend
von den Ausführungsbeispielen
auch innen oder außenliegend
an den Seitenteilen eines Schlepphebels (
Daher
sind im weiteren Sinne auch zuvor genannte Führungsflächen selbstverständlich als „Druckfläche" (
Grundsätzlich kann
selbstverständlich
auch die Nockenabgriffrolle
Claims (9)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202004016364U DE202004016364U1 (en) | 2004-10-10 | 2004-10-10 | Fully variable lift valve controller for internal combustion engine has intermediate element in form of pivotable rocker arm acted upon by cam or camshaft at first engagement surface with control block at free end |
DE102004049538A DE102004049538A1 (en) | 2004-10-10 | 2004-10-10 | Fully variable lift valve controller for internal combustion engine has intermediate element in form of pivotable rocker arm acted upon by cam or camshaft at first engagement surface with control block at free end |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004049538A DE102004049538A1 (en) | 2004-10-10 | 2004-10-10 | Fully variable lift valve controller for internal combustion engine has intermediate element in form of pivotable rocker arm acted upon by cam or camshaft at first engagement surface with control block at free end |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102004049538A1 true DE102004049538A1 (en) | 2006-04-13 |
Family
ID=36088892
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102004049538A Withdrawn DE102004049538A1 (en) | 2004-10-10 | 2004-10-10 | Fully variable lift valve controller for internal combustion engine has intermediate element in form of pivotable rocker arm acted upon by cam or camshaft at first engagement surface with control block at free end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102004049538A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012107121A1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Intermediate lever |
DE102013106646A1 (en) * | 2013-06-25 | 2015-01-08 | Pierburg Gmbh | Spring arrangement for a variable valve train of an internal combustion engine |
WO2016005071A1 (en) * | 2014-07-09 | 2016-01-14 | Pierburg Gmbh | Mechanically controllable valve drive |
-
2004
- 2004-10-10 DE DE102004049538A patent/DE102004049538A1/en not_active Withdrawn
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CN103328777B (en) * | 2011-02-10 | 2015-12-09 | 舍弗勒技术股份两合公司 | Intermediate lever |
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US9784142B2 (en) | 2013-06-25 | 2017-10-10 | Pierburg Gmbh | Spring arrangement for a variable valve drive of an internal combustion engine |
WO2016005071A1 (en) * | 2014-07-09 | 2016-01-14 | Pierburg Gmbh | Mechanically controllable valve drive |
US10851683B2 (en) | 2014-07-09 | 2020-12-01 | Pierburg Gmbh | Mechanically controllable valve drive |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8122 | Nonbinding interest in granting licences declared | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |