DE4134657A1 - Ventilsteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilsteuerung mit einer Vorrich­ tung zur Dämpfung der Schließbewegung eines Gaswechselventils an einer Brennkraftmaschine.

In der DE-OS 40 00 531 wird vorgeschlagen, bei einer variablen Ventilsteuereinrichtung am Ventilschaft einen Ventildämpfer vorzusehen. Die Anordnung des Ventildämpfers am Ventilschaft hat den Nachteil, daß die bewegte Masse des Gaswechselventils erhöht wird, was einen negativen Einfluß auf die Bewegung des Gaswechselventils hat.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Ventil­ steuerung zu schaffen, mit der die Schließbewegung der Gas­ wechselventile ohne eine Erhöhung der bewegten Massen des Ven­ tiltriebs und auf einfache Art und Weise gedämpft werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Haupt­ anspruches gelöst.

Durch die Ausgestaltung der Dämpfungsvorrichtung als Bremshy­ draulik können die sehr hohen Kräfte, die zur sicheren Dämpfung der Schließbewegung der Gaswechselventile notwendig sind, pro­ blemlos aufgebracht werden. Außerdem wird durch das Anbringen der Dämpfungsvorrichtung am Zylinderkopfgehäuse verhindert, daß die bewegte Masse der Gaswechselventile erhöht wird. Durch die Anordnung der Dämpfungsvorrichtung auf der der Berührungsfläche von Gaswechselventilschaft und Ventilbetätigungshebel gegen­ überliegenden Seite des Ventilbetätigungshebels kann eine Bie­ gebeanspruchung des Ventilbetätigungshebels durch die Dämp­ fungsvorrichtung vermieden werden.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 bietet den Vorteil, daß auf eine aufwendige Befestigung des nur in einer Richtung ver­ schiebbaren Bremskolbens an dem verschwenkbaren Ventilbetäti­ gungshebel verzichtet werden kann.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen gehen aus den Unteran­ sprüchen und der Beschreibung hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung beschrieben. Bei einer variablen Ventilsteuerung 1 steht ein Nockenantrieb 2, bestehend aus einer Nockenwelle 3 und einem Hocken 4, in Wirkverbindung mit einem Ventilbetätigungshebel 5. Der Ventilbetätigungshebel 5 ist auf der einen Seite auf einem verschiebbaren Widerlager 6 gelagert. Das Widerlager 6 besteht aus einem Kolben 7 mit einer schrägen Steuerkante 8, der in einem mit einer Steuerbohrung 9 versehenen Zylinder 10 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 11 verschiebbar geführt ist. Die Verbindung zwischen Ventilbetätigungshebel 5 und dem Kolben 7 ist als Kugelgelenk 12 ausgebildet. Die Steuerbohrung 9 steht über eine Versorgungsleitung 13 mit der Druckölschmierung der Brennkraftmaschine oder einem nicht dargestellten Druckölspei­ cher in Verbindung.

Die andere Seite des Ventilbetätigungshebels 5 steht in Wirk­ verbindung mit einem in einer Ventilführung 14 gegen eine Ven­ tilfeder 15 geführten Ventilschaft 16 eines Gaswechselventils 17. Auf der der Berührungsfläche 18 von Ventilschaft 16 und Ventilbetätigungshebel 5 gegenüberliegenden Seite wird der Ventilbetätigungshebel 5 durch eine als Bremshydraulik 19 ausgeführte Vorrichtung zur Dämpfung der Schließbewegung des Gaswechselventils 17 beaufschlagt. Die Bremshydraulik 19 be­ steht aus einem im Zylinderkopfgehäuse 32 angeordneten Brems­ zylinder 20 mit Bohrung 21, einer Feder 22 und einem Bremskol­ ben 23, dessen Auflagefläche 24 auf dem Ventilbetätigungshebel 5 mit einer elastischen Schicht 25 versehen ist. Die Bohrung 21 steht über eine Leitung 26 mit der Druckölschmierung der Brennkraftmaschine oder mit einem nicht dargestellten Öldruck­ speicher in Verbindung. Eine Zweigleitung 27, die von der Lei­ tung 26 abzweigt, ist an ihrer Einmündung in die Stirnfläche des Bremszylinders 20 mit einem Rückschlagventil 28 versehen. Außerdem kann an der Stirnfläche des Bremszylinders 20 eine Entlüftungsdrossel 29 mit Ölvorlage vorgesehen werden.

Bei der variablen Ventilsteuerung 1 beaufschlagt der in einer festen Beziehung zur nicht dargestellten Kurbelwelle umlaufende Nockenantrieb 2 den Ventilbetätigungshebel 5. Im Verlauf einer Umdrehung der Nockenwelle 3 drückt der Nocken 4 auf den Ven­ tilbetätigungshebel 5, wodurch sich der Kolben 7 nach unten bewegt und Öl aus dem Zylinder 10 durch die Steuerbohrung 9 in die Versorgungsleitung 13 drückt. Erst wenn die schräge Steu­ erkante 8 des Kolbens 7 die Steuerbohrung 9 verschließt kann kein Öl mehr entweichen, so daß die Lage des Widerlagers 6 des Ventilbetätigungshebels 5 fixiert ist. Durch Verdrehen des Kolbens 7 kann somit, bedingt durch die schräge Steuerkante 8, der Hub des Kolbens 7 variiert werden. Drückt der Nocken 4 den Ventilbetätigungshebel 5 weiter nach unten, so wird dieser ge­ gen das jetzt feste Widerlager 6 verschwenkt, wodurch das Gas­ wechselventil 17 gegen die Kraft der Ventilfeder 15 geöffnet wird. Der Öffnungsgrad des Gaswechselventils 17 hängt dabei von der Stellung, in der das Widerlager 6 fixiert wird, ab.

Bei Entlastung der Ventilsteuerung 1 drückt die Rückstellfeder 11 den Kolben 7 in die Ausgangsstellung zurück, so daß über die Versorgungsleitung 13 Öl von der Druckölschmierung oder einem Druckspeicher in den Zylinder 10 zurückfließt. Außerdem wird das Gaswechselventil 17 durch die Kraft der Ventilfeder 15 in Schließstellung gebracht. Da beim Schließen des Gaswechselven­ tils 17 im mittleren Lastbereich der Brennkraftmaschine, wo das Gaswechselventil 17 nur teilweise geöffnet wird, nur der obere Teil des Nockens 4 wirksam ist, würde das Gaswechselventil 17 hart auf dem Ventilsitz aufschlagen, da sich in diesem Bereich der Nockenradius schneller mit dem Nockenwinkel ändert, als im Bereich der Nockenrampe 31. Um das Gaswechselventil 17 dennoch weich auf den Ventilsitz aufzusetzen, wird die Bremshydraulik 19 verwendet.

Das Gaswechselventil 17 wird immer dann geöffnet, wenn der Ventilbetätigungshebel 5 durch den Nockenantrieb 2 soweit nach unten gedrückt wird, daß das Widerlager 6 fixiert ist. Drückt der Nocken 4 jetzt weiter auf den Ventilbetätigungshebel 5, so wird dieser um das fixierte Widerlager 6 verschwenkt und das Gaswechselventil 17 öffnet sich. Dabei wird durch die Feder 22 der Bremskolben 23, der mit der Auflagefläche 24 auf dem Ven­ tilbetätigungshebel 5 aufliegt, ebenfalls nach unten gedrückt, so daß die Bohrung 21, durch die Öl von der Druckölschmierung oder einem weiteren, nicht dargestellten Druckölspeicher in den Zylinder 20 strömen kann, freigegeben wird. Um den Rückfluß des Öls in den Bremszylinder 20 zu beschleunigen und Lecköl auszu­ gleichen, ist zusätzlich eine Zweigleitung 27, die von der Leitung 26 abzweigt und in die Stirnfläche des Bremszylinders 20 mündet, vorgesehen. Beim Schließen des Gaswechselventils 17 drückt der Ventilbetätigungshebel 5 auf den Bremskolben 23. Dabei kann bereits durch die auf der Auflagefläche 24 des Bremskolbens 23 auf dem Ventilbetätigungshebel 5 aufgebrachte elastische Schicht 25 ein Teil der Bewegungsenergie des Gas­ wechselventils 17 absorbiert werden. Selbstverständlich kann die elastische Schicht 25 auch auf dem Ventilbetätigungshebel 5 angeordnet sein.

Im Verlauf der Schließbewegung wird der Bremskolben 23 in den Bremszylinder 20 gedrückt, wodurch das sich im Bremszylinder 20 befindende Öl komprimiert und das Rückschlagventil 28 ge­ schlossen wird. Das Öl wird nun gegen den Widerstand der Boh­ rung 21 aus dem Bremszylinder 20 gepreßt, wodurch das Gaswech­ selventil 17 weiter abgebremst wird. Im Endbereich der Hubbe­ wegung verschließt schließlich der Bremskolben 23 die Bohrung 21. Durch die dabei auftretende kontinuierliche Verringerung der offenen Querschnittsfläche der Bohrung 21 wird der Brems­ druck ebenfalls kontinuierlich erhöht, wodurch das Gaswechsel­ ventil 17 weich auf dem Ventilsitz aufgesetzt wird.

Um zu verhindern, daß sich im Bremszylinder 20 Luftblasen sam­ meln, kann eine dem Fachmann bekannte Entlüftungsdrossel 29 mit Ölvorlage vorgesehen werden. Dabei ist der Querschnitt der Entlüftungsdrossel 29 so klein gewählt, daß die pro Arbeitstakt entweichende Ölmenge unkritisch ist.

Da die Bewegung des Gaswechselventils 17 nur im Schließbereich gedämpft werden soll, ist es in einer vorteilhaften Ausgestal­ tung der Erfindung möglich, den Hub des Bremskolbens 23 durch einen Anschlag zu begrenzen. In diesem Fall liegt dann der Bremskolben 23 nur im Schließbereich des Gaswechselventils 17 auf dem Ventilbetätigungshebel 5 auf, wobei die elastische Schicht 25 dann zur Dämpfung des Aufschlagens des Ventilbetä­ tigungshebels 5 auf den Bremskolben 23 dient. Weiterhin ist es möglich, die Bremshydraulik 19 nur dann zu aktivieren, wenn das Gaswechselventils 17 nur teilweise geöffnet wurde, da nur in diesem Fall die Nockenrampe 31 nicht aktiv ist. Außerdem ist es weiter denkbar, den Bremskolben 23 anstatt am Ventilbetäti­ gungshebel 5 direkt am Gaswechselventil 17 angreifen zu lassen.

Claims (8)

1. Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine mit von einer Nockenwelle aus über Ventilbetätigungshebel beaufschlagte Gas­ wechselventile und mit einer an je einem Gaswechselventil an­ geordneten Vorrichtung zur Dämpfung der Schließbewegung der Gaswechselventile, welche im Bereich des dem Gaswechselventil zugewandten Ende des Ventilbetätigungshebels angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung aus einem mit dem Zylinderkopfge­ häuse (32) verbundenen Bremszylinder (20) mit einer Bohrung (21), in dem ein mit dem Ventilbetätigungshebel (5) in Wirk­ verbindung stehender Bremskolben (23) verschiebbar geführt ist, besteht.

2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskolben (23) in Verlängerung der Gaswechselventil­ achse (33) an der der Berührungsfläche (18) zwischen Gaswech­ selventil (17) und Ventilbetätigungshebel (5) gegenüberliegen­ den Seite des Ventilbetätigungshebel (5) angeordnet ist.

3. Ventilsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskolben (23) mit einer Auflagefläche (24) auf dem Ventilbetätigungshebel (5) aufliegt.

4. Ventilsteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (24) des Bremskolbens (23) mit einer elastischen Schicht (25) versehen ist.

5. Ventilsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (21) über eine Leitung (26) an die Drucköl­ schmierung der Brennkraftmaschine angeschlossen ist.

6. Ventilsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von der Leitung (26) eine Zweigleitung (27) abzweigt, die in die dem Bremskolben (23) abgewandte Stirnfläche des Brems­ zylinders (20) mündet, wobei an der Einmündung der Zweigleitung (27) in den Bremszylinder (20) ein Rückschlagventil (28) ange­ ordnet ist.

7. Ventilsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Bremszylinder (20) eine Entlüftungsdrossel (29) mit Öl­ vorlage vorgesehen ist.

8. Ventilsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskolben (23) direkt mit dem Gaswechselventil (17) in Wirkverbindung steht.