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DE10312962A1 - Device for actuating charge exchange valves in reciprocating engines - Google Patents

Device for actuating charge exchange valves in reciprocating engines Download PDF

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DE10312962A1
DE10312962A1 DE10312962A DE10312962A DE10312962A1 DE 10312962 A1 DE10312962 A1 DE 10312962A1 DE 10312962 A DE10312962 A DE 10312962A DE 10312962 A DE10312962 A DE 10312962A DE 10312962 A1 DE10312962 A1 DE 10312962A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cam
valve
curve
area
link
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10312962A
Other languages
German (de)
Inventor
Helmut Dr.-Ing. Schön
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Technologies AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Automotive AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Automotive AG filed Critical ThyssenKrupp Automotive AG
Priority to DE10312962A priority Critical patent/DE10312962A1/en
Priority to PCT/EP2004/002742 priority patent/WO2004085805A1/en
Publication of DE10312962A1 publication Critical patent/DE10312962A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
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Abstract

Vorrichtung zur Betätigung der Ladungswechselventile in Hubkolbenmotoren, bestehend aus einem Gehäuse, einem in einem Drehgelenk in dem Gehäuse umlauffähig gelagerten Nocken, dessen Drehbewegung von einer Kurbelwelle abgeleitet ist, einem von diesem Nocken über ein erstes Kurvengelenk betätigten Zwischenglied und einem Abtriebsglied, welches die Bewegung auf das Ventil überträgt und mit dem Zwischenglied direkt oder über weitere Übertragungsglieder wirkverbunden ist und innerhalb der Wirkverbindung vom ersten Kurvengelenk zum Abtriebsglied mindestens ein weiteres Kurvengelenk vorgesehen ist, mit dessen Hilfe durch eine gezielte Verlagerung eines der Übertragungsglieder eine Dekompression des Hubkolbenmotors durch ein mindestens zeitweises Offenhalten des Gassteuerventils erreicht wird.Device for actuating the charge exchange valves in reciprocating piston engines, consisting of a housing, a cam which is rotatably mounted in a swivel joint in the housing, the rotational movement of which is derived from a crankshaft, an intermediate member actuated by this cam via a first cam joint and an output member which detects the movement the valve transmits and is operatively connected to the intermediate member directly or via further transmission members and at least one further cam joint is provided within the operative connection from the first cam joint to the output member, with the aid of which, by deliberately moving one of the transmission members, decompression of the reciprocating piston engine by at least temporarily keeping the open Gas control valve is reached.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines oder mehrerer Ladungswechselventile nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a device for actuating one or more Charge exchange valves according to the preamble of claim 1.

Derartige Vorrichtungen dienen dazu, die Steuerung von Ladungswechselventilen so zu gestalten, dass es möglich wird, Hubkolbenmotoren ohne die sonst üblichen Gemischaufbereitungsmittel, wie Vergaser oder Einspritzeinrichtungen, zu betreiben.such Devices are used to control charge exchange valves to be designed so that it is possible is, reciprocating engines without the usual mixture preparation, such as Carburetor or injectors to operate.

In der DE-A 101 00 173 wird ein vollvariabler mechanischer Ventiltrieb für eine Kolbenbrennkraftmaschine beschrieben, mit einem Antriebsmittel zur Erzeugung einer gegen die Kraft der Schließfeder am Ladungswechselventil wirkenden Hubbewegung und mit einem zwischen dem Antriebsmittel, beispielsweise ein Nocken, und dem Ladungswechselventil angeordneten Zwischenglied, das auf das Ladungswechselventil in Richtung seiner Bewegungsachse einwirkt und dessen Hubweg in Richtung der Bewegungsachse über ein verstellbares Führungselement veränderbar ist.In the DE-A 101 00 173 describes a fully variable mechanical valve train for a piston internal combustion engine, with a drive means for generating a lifting movement acting against the force of the closing spring on the charge exchange valve and with an intermediate element arranged between the drive means, for example a cam, and the charge exchange valve, which acts on the charge exchange valve in the direction of its movement axis acts and the stroke in the direction of the axis of movement can be changed via an adjustable guide element.

In der DE-A 100 06 018 wird ein variabler Ventiltrieb zur Laststeuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine beschrieben. Der Ventiltrieb wird gebildet aus einem Nocken, einer Nockenwelle und zumindest einem Einlassventil, mit einem unmittelbaren Ventilbetätigungsglied, dem Abtriebsglied, einem Übertragungsglied und einem Verstellmittel zur Beeinflussung der Hubfunktion des Übertragungsgliedes. Das Übertragungsglied ist trieblich zwischen dem Nocken und dem Abtriebsglied eingebaut und hat eine erste, von dem Nocken beaufschlagte sowie eine zweite, auf das Abtriebsglied einwirkende Angriffsfläche.In the DE-A 100 06 018 describes a variable valve train for load control of a spark ignition internal combustion engine. The valve train is formed from a cam, a camshaft and at least one inlet valve, with a direct valve actuating member, the output member, a transmission member and an adjusting means for influencing the lifting function of the transmission member. The transmission member is installed between the cam and the output member and has a first, acted upon by the cam and a second surface acting on the output member.

Im Stand der Technik gibt es eine Vielzahl von mechanisch variablen Ventilgetrieben zur Steuerung bzw. Laststeuerung von Hubkolbenmotoren. Die vorab zitierten Druckstellen sind daher lediglich als beispielhaft anzusehen. Den genannten Systemen ist gemeinsam, dass durch die Drehbewegung des Nockens einer Nockenwelle über die weiteren Getriebeglieder des Ventilgetriebes eine Hubbewegung auf das Ladungswechselventil übertragen wird. Die resultierende Erhebungskurve dieser Ladungswechselventile ist durch Verlagerung von mindestens einem der im Kraftfluss befindlichen Getriebeglieder während des Betriebes veränderbar. Dabei werden sowohl der Ventilhub als auch der Ventilöffnungswinkel verändert. Damit die Verlagerung realisiert werden kann, wird bei den genannten Ventilgetrieben mindestens ein Getriebeglied zwischen dem antreibenden Nocken und dem das Ladungswechselventil betätigenden Abtriebsglied eingefügt. Dadurch entsteht mindestens ein zusätzlicher Freiheitsgrad in der Bewegung, sodass die jeweils gewünschte Verlagerung möglich wird.in the State of the art there are a variety of mechanically variable Valve gearboxes for the control or load control of reciprocating engines. The printing points cited above are therefore only exemplary to watch. The systems mentioned have in common that the Rotary movement of the cam of a camshaft via the other transmission elements of the valve gear transmit a stroke movement to the charge exchange valve becomes. The resulting elevation curve of these charge exchange valves is by relocating at least one of those in the power flow Transmission links during of the company changeable. Both the valve lift and the valve opening angle changed. So that the relocation can be realized, the above mentioned Valve gears at least one gear link between the driving Cam and the output member actuating the charge exchange valve inserted. Thereby there is at least one additional one Degree of freedom in the movement, so that the desired shift possible becomes.

Die Kraft- und Momentenübertragung zwischen den Gliedern des Ventiltriebes erfolgt über Kurven-, Schub- und Drehgelenke. Die bewegten Getriebeglieder sind direkt oder indirekt im Gehäuse abgestützt. Die Verstellung der Hubbewegung des Ladungswechselventils erfolgt beispielsweise durch die Verlagerung von Gelenken oder Kulissenbahnen im Gehäuse, an denen sich im Kraftfluss befindliche Getriebeglieder abstützen.The Power and torque transmission between the links of the valve train takes place via cam, thrust and rotary joints. The moving gear links are supported directly or indirectly in the housing. The The stroke movement of the charge exchange valve is adjusted, for example by relocating joints or slide tracks in the housing which are supported by gear elements in the power flow.

Wichtige Kriterien derartiger Ventilgetriebe bestehen darin, dass mit der Veränderung des Ventilhubes auch der Öffnungswinkel, d.h. die Dauer der Ventilrast verändert wird und dass der Kontakt zwischen Nocken und Zwischenglied ständig erhalten bleibt.Important Criteria of such a valve transmission are that with the change the valve stroke and the opening angle, i.e. the duration of the valve lock is changed and that the contact between cam and intermediate link is constantly maintained.

Ein bekanntes Problem, auch für nichtvariable Ventilgetriebe, besteht nun darin, dass beim Starten des Motors eine Kompression in den Zylindern erfolgt, obwohl die Anlassdrehzahl noch nicht erreicht wird. Dadurch ist ein erheblicher Mehrbedarf an Energie zum Starten des Motors erforderlich. Im Stand der Technik sind Mittel bekannt, mit deren Hilfe bis zum Erreichen der Startdrehzahl des Motors die Dekompression in den Zylindern durch Offenhalten der Ladungswechselventile erreicht wird. Nachdem die Startdrehzahl erreicht ist, werden die Ladungswechselventile normal geöffnet und geschlossen und die Zündung ausgelöst, sodass der Motor direkt startet.On known problem, also for non-variable valve gear, is now that when starting the engine compression occurs in the cylinders, although the Starting speed is not yet reached. This is a significant one More energy required to start the engine. In the state of Techniques are known with the help of which are achieved until Starting speed of the engine through the decompression in the cylinders Keeping the charge exchange valves open is achieved. After the starting speed is reached, the charge exchange valves are opened normally closed and the ignition fires so that the engine starts immediately.

In der EP 0 176 001 wird zur Lösung des Problems eine Methode vorgestellt, bei der ein zusätzlicher Hilfskipphebel den Kipphebel während der Startphase so hält, dass das Ladungswechselventil nicht geschlossen wird, wobei der Kontakt zwischen Nocken und Kipphebel verloren geht.In the EP 0 176 001 To solve the problem, a method is presented in which an additional auxiliary rocker arm holds the rocker arm during the starting phase in such a way that the charge exchange valve is not closed, and contact between the cam and the rocker arm is lost.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im gattungsbildenden Teil des ersten Patentanspruches beschriebene Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass eine Dekompression der Zylinder des Motors beim Starten möglich wird, ohne zusätzliche aufwändige und teure Komponenten zu verwenden.The Invention is based on the object in the generic part to further develop the device described in the first claim, that decompression of the cylinders of the engine is possible when starting, without additional complex and to use expensive components.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2, 3 und 4 bis 10 beschrieben. Anspruch 11 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Hubkolbenmotors mit den Mitteln der Ansprüche 1 bis 10.This Task with the features of claim 1 or claim 4 solved. Advantageous training and further training are in claims 2, 3 and 4 to 10 described. Claim 11 describes a method for operating a reciprocating piston engine with the means of claims 1 to 10th

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Gestaltung des variablen Ventiltriebs besteht in der Verringerung des zusätzlichen Aufwandes für die Steuerung und der Verringerung der Anzahl Teile. Darüber hinaus kann vorteilhaft die bereits vorhandene Variabilität des Ventiltriebs dahingehend genutzt werden, die Dekompression zu erreichen.The Advantage of the design according to the invention of the variable valve train consists in reducing the additional Effort for controlling and reducing the number of parts. Furthermore can advantageously the already existing variability of the valve train be used to achieve decompression.

Die prinzipielle Wirkungsweise von variablen Ventiltriebssystemen, bei denen die Verstellung der Ventilhubscharakteristik durch Verlagerung von einem oder mehrerer im Kraftfluss stehender Getriebeglieder erfolgt, lässt sich in folgender Weise charakterisieren. Der umlaufende Nocken betätigt ein erstes Zwischenglied. Das Zwischenglied betätigt das Abtriebsglied oder ein oder mehrere weitere Zwischenglieder. Das Ladungswechselventil ist unmittelbar mit dem Abtriebsglied wirkverbunden. Die Übertragung der Bewegung erfolgt dabei mindestens über zwei Kurvengelenke. Mindestens eines der Zwischenglieder kann verlagert werden, sodass eine Verstellung der Ventilerhebungskurve ermöglicht wird. Dabei durchläuft die Ventilerhebung während des Nockenumlaufes einen Steuerbereich, in dem das Ladungswechselventil mit einer entsprechend vorgegebenen Erhebungskurve geöffnet ist, und einen Rastbereich, in dem das Ladungswechselventil geschlossen ist. Das bedeutet, dass im Kraftfluss zwischen dem Kurvengelenk, das zwischen Nocken und dem mit dem Nocken in Kontakt stehenden Zwischenglied angeordnet ist, und dem Kurvengelenk, das zwischen Ladungssteuerventil und Abtriebsglied angeordnet ist, ein weiteres Kurvengelenk angeordnet ist, das einen den Rastbereich bildenden und einen den Steuerbereich bildenden Kurvenabschnitt aufweist. Dabei werden die Bereiche durch entsprechende Bereiche in der Kontaktfläche der Kurvengelenke der Getriebeglieder oder der Gehäusekurven, in denen sich die Getriebeglieder abstützen, dargestellt. Es sind dabei auch Kombinationen möglich, bei denen der Rastbereich durch einen Flächenbereich im Kurvengelenk des Zwischengliedes und der Steuerbereich durch einen Flächenbereich in der Gehäusekurve oder umgekehrt dargestellt sind. In der Regel ist im Ventilgetriebe mindestens eine Feder angeordnet, die den ständigen Kontakt aller Kurvengelenke zwischen den Zwischengliedern und dem Zwischenglied und dem Nocken sicherstellt.The principle of operation of variable valve train systems, at which the adjustment of the valve lift characteristics by shifting of one or more transmission elements in the power flow done, lets characterize themselves in the following way. The rotating cam actuated a first intermediate link. The intermediate link actuates the output link or one or more additional links. The charge exchange valve is directly connected to the output element. The transfer of the Movement takes place via at least two curved joints. At least one of the intermediate links can be relocated so that an adjustment of the Valve lift curve enables becomes. It goes through the valve lift during of the cam circulation a control area in which the charge exchange valve is opened with a corresponding predefined survey curve, and a rest area in which the charge exchange valve is closed is. This means that in the flow of force between the curve joint, that between the cam and the one in contact with the cam Intermediate member is arranged, and the curve joint, which between Charge control valve and output member is arranged, another Curve joint is arranged, which forms the rest area and has a curve portion forming the control area. there the areas are identified by corresponding areas in the contact area of the Curve joints of the transmission links or the housing curves in which the Support transmission links, shown. Combinations are also possible in which the rest area through a surface area in the curve joint of the intermediate link and the control area an area in the housing curve or vice versa. Usually in the valve gear at least one spring arranged, the constant contact of all cam joints between the links and the link and the cam ensures.

Für die Auslegung derartiger Ventilgetriebe wird beispielsweise die maximale Ventilerhebungskurve vorgegeben und daraus unter anderem die Geometrien des Rast- und Steuerbereichs der Flächen des Kurvengelenks, das den Rastbereich und den Steuerbereich bildenden Kurvenabschnitt aufweist, sowie die Verstellkurve für das verlagerbare Getriebeglied und ihre Länge, im Folgenden als Verstellbereich bezeichnet, bestimmt. Der Verstellbereich bestimmt sich als der Bereich zwischen der Position für die größte vorgegebene Ventilerhebung und der Position, bei der kein oder der minimale Ventilhub erzeugt wird.For the interpretation such valve gear becomes, for example, the maximum valve lift curve predetermined and from this, among other things, the geometries of the rest and Control area of the surfaces of the Curve joint that forms the rest area and the control area Has curve section, as well as the adjustment curve for the relocatable Gear link and its length, hereinafter referred to as the adjustment range. The adjustment range determines itself as the area between the position for the largest given Valve lift and the position at which no or the minimum Valve stroke is generated.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabenstellung erfolgt im Wesentlichen dadurch, dass der Verstellbereich des verlagerbaren Getriebegliedes soweit erweitert wird, dass eine Verlagerung ermöglicht wird, bei der sich das ausschlaggebende Kurvengelenk nur oder zumindest für vordefinierte Winkelbereiche des umlaufenden Nockens, in denen beim normalen Betrieb des Hubkolbenmotors das Ladungssteuerventil geschlossen ist, in einem Bereich der Kontaktfläche des Kurvengelenks befindet, bei dem das Ventil geöffnet ist.The solution of the invention The main task is that the adjustment range of the displaceable transmission link is expanded so far that a Relocation enabled is, in which the decisive curve joint only or at least for predefined angular ranges of the rotating cam, in which during normal operation of the reciprocating engine the charge control valve is closed in an area of the contact surface of the Cam joint is located at which the valve is open.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird hierzu ein weiterer Kurvenbereich, der Dekompressionsbereich, neben dem Steuer- und Rastbereich des Kurvengelenks am Zwischenglied ausgebildet. Dabei ist in der bevorzugten Ausführungsform der Dekompressionsbereich als Fortsetzung an dem Ende des Rastbereiches, an dem sich nicht der Steuerbereich anschließt, als zusätzliche Rampe angeordnet. Die Verlagerung des verlagerbaren Zwischengliedes erfolgt dann über den Punkt des minimalen Ventilhubes im Verstellbereich soweit hinaus, bis das entsprechende Kurvengelenk, zumindest zeitweise im Dekompressionsbereich in Kontakt steht. In diesem Fall muss ein elastisches Element, im einfachsten Fall eine Feder, den Kontakt zwischen den beteiligten Zwischengliedern sicherstellen, damit das Ventil in dem Bereich auch tatsächlich geöffnet wird.In a preferred embodiment a further curve area, the decompression area, next to the control and locking area of the curve joint on the pontic educated. The decompression area is in the preferred embodiment as a continuation at the end of the rest area, at which there is no the control area connects as additional Ramp arranged. The relocation of the releasable pontic then takes place via the point of the minimum valve lift in the adjustment range so far, until the corresponding curve joint, at least temporarily in the decompression area is in contact. In this case, an elastic element, in the simplest In the case of a spring, the contact between the pontics involved ensure that the valve in the area is actually opened.

Die Rampe zur Bildung des Dekompressionsbereiches kann dabei durch jede stetig differenzierbare Kurve gebildet sein. Kreisbahnen oder Geradenabschnitte sind wegen der einfachen Fertigung jedoch zu bevorzugen.The Ramp for the formation of the decompression area can be used by anyone be continuously differentiable curve formed. Circular tracks or straight sections are preferred because of the simple production.

In einer weiteren Ausführungsform erfolgt zur Dekompression die Verlagerung des verlagerbaren Zwischengliedes über den Punkt des maximalen Ventilhubs im Verstellbereich soweit hinaus, dass sich die Ventilöffnungszeit soweit verlängert, dass zumindest während eines Teils der Kompressionsphase des Zyklusses des Hubkolbenmotors das Ventil geöffnet bleibt. In dieser Ausführungsform wird hierzu ebenfalls ein weiterer Kurvenbereich, der Zusatzbereich, neben dem Steuer- und Rastbereich des Kurvengelenks am Zwischenglied ausgebildet. Dieser Zusatzbereich ist an dem Ende des Steuerbereiches angeordnet, an dem sich nicht der Rastbereich anschließt. Dieser Zusatzbereich kann unmerklich als eine einfache Verlängerung des Steuerbereiches ausgebildet sein. Die Verlagerung kann dabei soweit erfolgen, dass während eines gesamten Nockenumlaufs nur der Zusatzbereich und der Steuerbereich der Kontaktfläche des entsprechenden Kurvengelenks in Kontakt kommen, der Rastbereich jedoch nicht zumindest zeitweise in Kontakt kommt. In diesem Fall bleibt das Ventil während des gesamten Nockenumlaufs geöffnet. Die Dekompression erfolgt in diesem Fall nicht während der Zeiten, während der der Zusatzbereich des Kurvengelenkes in Kontakt steht, sondern während der Zeiten, während der der Steuerbereich des Kurvengelenkes in Kontakt steht.In a further embodiment, the displaceable intermediate element is moved beyond the point of the maximum valve lift in the adjustment range for decompression to such an extent that the valve opening time is extended to such an extent that the valve remains open at least during part of the compression phase of the cycle of the reciprocating piston engine. In this embodiment, a further curve area, the additional area, is also formed on the intermediate member in addition to the control and locking area of the curve joint. This additional area is arranged at the end of the control area, which is not followed by the rest area. This additional area can imperceptibly be designed as a simple extension of the control area. The displacement can take place to such an extent that only the additional area and the control area of the contact surface of the corresponding cam joint come into contact during an entire cam revolution, but the latching area does not come into contact at least temporarily. In the In this case, the valve remains open during the entire cam circulation. In this case, the decompression does not take place during the times during which the additional area of the curve joint is in contact, but during the times during which the control area of the curve joint is in contact.

Es ist völlig klar, daß es ebenso möglich ist, den Dekompressionsbereich bzw. den Zusatzbereich auch an einer Fläche im Gehäuse auszubilden, an der sich ein verlagerbares Zwischenglied des Ventilgetriebes in einem Kurvengelenk abstützt.It is complete clear that it also possible is, the decompression area or the additional area on one area in the housing form on which there is a displaceable intermediate member of the valve gear supported in a curve joint.

Beim Stand der Technik wird der Bereich des Nockens, bei welchem nie ein Ventilhub erzeugt wird, durch einen zu seiner Drehmitte konzentrischen Kreisbogen gebildet. In einer Weiterbildung der Erfindung wird dieser Bereich vorteilhaft derart gestaltet, dass im Zusammenwirken des mit dem vom Nocken betätigten Zwischengliedes dieses ständig in Bewegung bleibt. Durch eine weitere vorteilhafte Gestaltung dieser Kontur wird erreicht, dass das Zwischenglied in diesem Bereich ständig vom Nocken weg beschleunigt wird. Die Größe dieser Beschleunigung ist vorteilhaft so zu wählen, dass einerseits unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen die Beschleunigung tatsächlich immer vom Nocken weg gerichtet ist und andererseits der Abstand der Nockenkontur zu seiner Drehmitte immer möglichst groß bleibt, damit die Nockenwelle nicht unnötig geschwächt wird.At the State of the art is the area of the cam, which never a valve stroke is generated by a circular arc concentric to its center of rotation educated. In a development of the invention, this area advantageously designed such that in cooperation with the operated by the cam Pontic this constantly keeps moving. Through a further advantageous design of this Contour is achieved that the pontic is constantly in this area Cam is accelerated away. The size of this acceleration is advantageous so to choose that taking into account on the one hand of manufacturing tolerances, the acceleration is actually always away from the cam is directed and on the other hand the distance of the cam contour to it Center of rotation always possible stays big, so that the camshaft is not unnecessary weakened becomes.

Durch die beschriebene Gestaltung des Nockens können die Steuerzeiten und der Verlauf des Ventilhubes für die Dekompression vorteilhaft beeinflusst werden.By the described design of the cam can control times and Course of the valve stroke for the decompression can be influenced advantageously.

Am Beispiel eines viergliedrigen mechanischen variablen Ventiltriebssystems soll die Erfindung anhand der 1 bis 6 erläutert werden.Using the example of a four-link mechanical variable valve train system, the invention is based on the 1 to 6 are explained.

In den 1 und 2 ist ein viergliedriges Ventilgetriebe dargestellt. 1 zeigt eine Stellung des Ventilgetriebes für Ventilrast und 2 eine Stellung für Ventilerhebung.In the 1 and 2 a four-part valve gear is shown. 1 shows a position of the valve gear for valve rest and 2 a position for valve lift.

In den 3 und 4 ist das gleiche Ventilgetriebe für eine Variante der Verstellung zur Dekompression dargestellt.In the 3 and 4 the same valve gear is shown for a variant of the adjustment for decompression.

In den 5 und 6 ist das gleiche Ventilgetriebe für eine zweite Variante der Verstellung zur Dekompression dargestellt.In the 5 and 6 the same valve gear is shown for a second variant of the adjustment for decompression.

7 ist eine Vergrößerung der Darstellung in 1. Hier ist der Verstellbereich VB und die Lage der Punkte 91 und 92 beispielhaft dargestellt. 7 is an enlargement of the representation in 1 , Here is the adjustment range VB and the location of the points 91 and 92 shown as an example.

Der Nocken 1 ist umlauffähig im Gehäuse G gelagert. Als Zwischenglied 2 ist ein Schwinghebel drehbar im Drehpunkt 9 gelagert. Der Schwinghebel ist durch ein Kurvengelenk mit dem Abtriebsglied 6, einem Schlepphebel, wirkverbunden. Der Schlepphebel überträgt seine Bewegung direkt auf das Ladungswechselventil 5. Wie in den 1 und 2 gezeigt wird, durchläuft das Ladungswechselventil 5 während der Drehung des umlaufenden Nockens 1 eine Ventilerhebung, dargestellt in 2, und eine Ventilrast, dargestellt in 1. Die Größe der Ventilerhebung ist durch den mit 4 gekennzeichneten Pfeil veranschaulicht. Wird der Drehpunkt 9 entlang der Kurve V, im Beispiel eine Kreisbahn, verschoben, ändern sich die Größe des Ventilhubs 4 und die Winkelbereiche des umlaufenden Nockens 1, während der sich das Ladungswechselventil 5 in der Rast oder in der Ventilerhebung befindet. Je weiter der Drehpunkt 9 des Schwinghebels in Pfeilrichtung innerhalb des Verstellbereiches VB verschoben wird, desto kleiner ist der Maximalwert der Ventilerhebung 4. Der Winkelbereich des umlaufenden Nockens 1, während dem sich das Ladungswechselventil 5 in der Rast befindet, vergrößert sich entsprechend. Am Schwinghebel sind, an der das Kurvengelenk zwischen dem Schlepphebel und dem Schwinghebel bildenden Kontaktfläche, der Kontaktflächenabschnitt für den Rastbereich 7 und der Kontaktflächenabschnitt für den Bereich der Ventilerhebung, den Steuerbereich 10, ausgebildet.The cam 1 is fit for circulation in housing G. As an intermediate link 2 is a rocker arm rotatable at the pivot point 9 stored. The rocker arm is connected to the output link by a cam joint 6 , a rocker arm, functionally connected. The rocker arm transfers its movement directly to the charge exchange valve 5 , As in the 1 and 2 is shown passes through the charge exchange valve 5 during the rotation of the rotating cam 1 a valve lift shown in 2 , and a valve latch shown in 1 , The size of the valve lift is determined by the 4 marked arrow illustrates. Becomes the fulcrum 9 Moved along curve V, in the example a circular path, the size of the valve lift changes 4 and the angular ranges of the rotating cam 1 , during which the charge exchange valve 5 in the rest or in the valve lift. The farther the fulcrum 9 of the rocker arm is moved in the direction of the arrow within the adjustment range VB, the smaller the maximum value of the valve lift 4 , The angular range of the rotating cam 1 , during which the charge exchange valve 5 in the rest, increases accordingly. On the rocker arm, on the contact surface forming the cam joint between the rocker arm and the rocker arm, are the contact surface section for the latching area 7 and the contact surface section for the area of the valve lift, the control area 10 , educated.

In den 3 und 4 ist der Drehpunkt 9 des Schwinghebel in Pfeilrichtung der Kurve V über den Verstellbereich VB auf einen speziellen Punkt 91 verschoben, sodass die Kontaktfläche am Schwinghebel, die das Kurvengelenk zwischen Schlepphebel und Schwinghebel bildet, im Beispiel stets durch den Kontaktflächenabschnitt 8 gebildet wird. Dieser Kontaktflächenabschnitt 8 ist so gestaltet, dass das Ladungswechselventil 5 während der gesamten Umdrehung des Nockens 1 oder zumindest während des Winkelbereiches, während der die Kompression der angesaugten Verbrennungsgase erfolgt, geöffnet ist. Eine hier nicht dargestellte Feder sorgt dafür, dass die Getriebeglieder: Nocken 1, Schwinghebel und Schlepphebel, ständig in Kontakt gehalten werden. Diese Feder wirkt im Fall der Verstellung auf den speziellen Punkt 91 der Ventilfeder entgegen, sodass das Ventil 5 zumindest zeitweise geöffnet werden kann.In the 3 and 4 is the fulcrum 9 the rocker arm in the direction of the arrow of curve V over the adjustment range VB to a special point 91 moved so that the contact surface on the rocker arm, which forms the cam joint between rocker arm and rocker arm, in the example always through the contact surface section 8th is formed. This contact area section 8th is designed so that the charge exchange valve 5 during the entire rotation of the cam 1 or at least during the angular range during which the intake of the combustion gases is compressed. A spring, not shown here, ensures that the transmission links: cams 1 , Rocker arm and rocker arm, are kept in constant contact. In the event of adjustment, this spring acts on the special point 91 the valve spring so that the valve 5 can be opened at least temporarily.

Der besondere Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass der Übergang von der Dekompression, die während des Startens des Motors erfolgen soll, zum Motorstart, bei dem in der Regel kleine Ventilerhebungskurven realisiert werden sollen, durch eine sehr kleine Verschiebung des Drehpunkts 9 erreicht wird.The particular advantage of this arrangement is that the transition from the decompression, which is to take place during the starting of the engine, to the engine start, in which generally small valve lift curves are to be realized, by a very small displacement of the pivot point 9 is achieved.

In den 5 und 6 ist eine andere Ausbildung gezeigt. Hier wird der Drehpunkt 9 des Schwinghebels 2 entgegen der Pfeilrichtung der Kurve V über den Verstellbereich VB hinaus auf den speziellen Punkt 92 verschoben. Dadurch wird erreicht, dass die Kontaktfläche am Schwinghebel, die das Kurvengelenk zwischen Schlepphebel und Schwinghebel bildet, im Beispiel stets durch den Kontaktflächenabschnitt 3 gebildet wird. Dieser Kontaktflächenabschnitt 3 ist so gestaltet, dass das Ladungswechselventil 5 während der gesamten Umdrehung des Nockens 1 oder zumindest während des Winkelbereiches, während der die Kompression der angesaugten Verbrennungsgase erfolgt, geöffnet ist.In the 5 and 6 is a different training shown. Here is the fulcrum 9 of the rocker arm 2 contrary to the direction of the arrow of curve V beyond the adjustment range VB to the special point 92 postponed. This ensures that the contact surface on the rocker arm, which forms the cam joint between rocker arm and rocker arm, in the example always through the contact surface section 3 is formed. This contact area section 3 is designed so that the charge exchange valve 5 during the entire rotation of the cam 1 or at least during the angular range during which the intake of the combustion gases is compressed.

Die hier vorgestellte zweite Ausführung der Anordnung verbessert die Möglichkeit, bei vorgegebenen Packgage-Randbedingungen die Dekompression entsprechend der Erfindung zu ermöglichen.The second version presented here the arrangement improves the possibility the decompression correspondingly given the specified package conditions to enable the invention.

In analoger Weise kann eine Kontur im Gehäuse, an der sich ein Schwinghebel abstützt, ausgebildet sein und/oder die entsprechende Gehäusekontur entsprechend verschoben werden.In Analogously, a contour in the housing, on which there is a rocker arm supported, be formed and / or the corresponding housing contour shifted accordingly become.

In den Beispielen ist die Kurve V als eine Kreisbahn dargestellt. Die Erfindung kann jedoch auch bei Verstellbereichen VB, die nicht auf einer Kreisbahn, beispielsweise einer Geraden, liegen, angewendet werden. Auch müssen die Punkte 91 bzw. 92 nicht unbedingt auf der Kurve V liegen.In the examples, curve V is shown as a circular path. However, the invention can also be used for adjustment areas VB that are not on a circular path, for example a straight line. The points must also 91 respectively. 92 do not necessarily lie on curve V.

11
Nockencam
22
Zwischengliedintermediary
33
Zusatzbereich der Kontaktflächeadditional area the contact area
44
Ventilhubvalve
55
LadungswechselventilGas exchange valve
66
Abtriebsglieddriven member
77
Rastbereich der KontakflächeRest area the contact surface
88th
Dekompressionsbereich der Kontakflächedecompression the contact surface
99
Drehpunkt Schwinghebelpivot point rocker
1010
Steuerbereich der Kontaktflächecontrol area the contact area
9191
PunktPoint
9292
PunktPoint
GG
Gehäusecasing
VV
KurveCurve
VBVB
Verstellbereichadjustment

Claims (11)

Vorrichtung zur Betätigung eines oder mehrerer Ladungswechselventile (5) in Hubkolbenmotoren mit einem Gehäuse, in dem umlaufende Nocken (1) einer Nockenwelle drehbar gelagert sind, einem von diesem Nocken (1) über ein erstes Kurvengelenk betätigtes Zwischenglied (2) und einem von diesem direkt oder über weitere Übertragungsglieder bewegten Abtriebsglied (6), wobei zwischen dem Zwischenglied (2) und dem Abtriebsglied (6) wenigstens ein weiteres Kurvengelenk, gebildet aus einer, einen Steuerbereich (10) und einen Rastbereich (7) aufweisenden Kontaktfläche des Zwischengliedes (2), des Abtriebsgliedes (6) oder weiterer Übertragungsglieder und einer Kontaktfläche am Abtriebsglied (6) oder Zwischenglied (2) vorgesehen ist, wobei durch die Verlagerung vorzugsweise des Drehpunktes (9) des Zwischengliedes (2) oder eines der am Kurvengelenk beteiligten Übertragungsglieder entlang einer fest vorgegebenen Kurve (V) innerhalb eines Verstellbereiches (VB) eine Veränderung der Öffnungsdauer und/oder des Öffnungshubes des Ladungswechselventils erreicht wird und wobei die Bewegung des Abtriegsgliedes (6) auf das Ladungswechselventil (5) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche des Zwischengliedes (2) oder des an dem Kurvengelenk beteiligten Übertragungsgliedes direkt anschließend oder beabstandet vom Steuerbereich (10) und/oder vom Rastbereich (7) zumindest einen Zusatzbereich (3 und/oder 8) aufweist, der durch die Verlagerung des Zwischengliedes (2) oder des am Kurvengelenk beteiligten Übertragungsgliedes auf zumindest einen Punkt (91 oder 92), der außerhalb des Verstellbereiches (VB) liegt, zumindest zeitweise in Kontakt steht und der derartig gestaltet ist, dass zumindest teilweise eine Kompression der Gase im Zylinder des Hubkolbenmotors durch mindestens zeitweises Offenhalten des Gassteuerventils verhindert wird.Device for actuating one or more charge exchange valves ( 5 ) in reciprocating piston engines with a housing, in which rotating cams ( 1 ) a camshaft is rotatably mounted, one of these cams ( 1 ) intermediate link operated via a first curve joint ( 2 ) and an output element moved by the latter directly or via further transmission elements ( 6 ), where between the intermediate link ( 2 ) and the output link ( 6 ) at least one further curve joint, formed from a control area ( 10 ) and a rest area ( 7 ) having contact surface of the intermediate member ( 2 ), the output link ( 6 ) or other transmission elements and a contact surface on the output element ( 6 ) or intermediate link ( 2 ) is provided, whereby preferably the pivot point ( 9 ) of the pontic ( 2 ) or one of the transmission members involved in the curve joint along a fixed predetermined curve (V) within an adjustment range (VB) a change in the opening duration and / or the opening stroke of the charge exchange valve is achieved, and wherein the movement of the descending link ( 6 ) on the charge exchange valve ( 5 ) is transmitted, characterized in that the contact surface of the intermediate member ( 2 ) or the transmission link involved in the cam joint directly afterwards or at a distance from the control area ( 10 ) and / or from the rest area ( 7 ) at least one additional area ( 3 and / or 8) which, due to the displacement of the intermediate member ( 2 ) or the transmission link involved in the curve joint to at least one point ( 91 or 92 ), which is outside the adjustment range (VB), is at least temporarily in contact and is designed in such a way that compression of the gases in the cylinder of the reciprocating engine is at least partially prevented by at least temporarily keeping the gas control valve open. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens einer Feder, die die Getriebeglieder in ständigem Kontakt hält, die Verlagerung in Richtung der minimalen Öffnungsdauer und/oder des minimalen Ventilhubes über den Verstellbereich (VB) hinaus auf einen vorbestimmten Punkt (91) bewirkt wird.Device according to claim 1, characterized in that by means of at least one spring, which keeps the transmission members in constant contact, the displacement in the direction of the minimum opening duration and / or the minimum valve lift beyond the adjustment range (VB) to a predetermined point ( 91 ) is effected. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerung in Richtung der maximalen Ventilöffnungsdauer und/oder des maximalen Ventilhubs über den Verstellbereich (VB) hinaus auf einen vorbestimmten Punkt (92) erfolgt.Device according to claim 1, characterized in that the shift in the direction of the maximum valve opening duration and / or the maximum valve lift beyond the adjustment range (VB) to a predetermined point ( 92 ) he follows. Vorrichtung zur Betätigung eines oder mehrerer Ladungswechselventile (5) in Hubkolbenmotoren mit einem Gehäuse, in dem umlaufende Nocken (1) einer Nockenwelle drehbar gelagert sind, einem von diesem Nocken (1) über ein erstes Kurvengelenk betätigtes Zwischenglied (2) und einem von diesem direkt oder über weitere Übertragungsglieder bewegten Abtriebsglied (6), wobei zwischen dem ersten Zwischenglied (2) und dem Abtriebsglied (6) wenigstens ein weiteres Kurvengelenk, gebildet aus einem Steuerbereich (10) und einem Rastbereich (7) der Kontaktfläche des Zwischengliedes (2) oder eines der am Kurvengelenk beteiligten Übertragungsglieder entlang einer fest vorgegebenen Kurve (V) innerhalb eines Verstellbereiches (VB) eine Veränderung der Öffnungsdauer und/oder des Öffnungshubes des Ladungswechselventils erreicht wird und wobei die Bewegung des Abtriebsgliedes (6) auf das Ladungswechselventil (5) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass entgegen dem Normalbetrieb, bei dem während der Zeiten der Nockenumdrehung durch die Lage des weiteren Kurvengelenks innerhalb des Verstellbereiches (VB) das Ventil keinesfalls geöffnet ist, zeitweilig durch die Verlagerung des Zwischengliedes (2) oder des am Kurvengelenk beteiligten Übertragungsgliedes auf zumindest einen Punkt (91 oder 92), der außerhalb des Verstellbereiches (VB) liegt, eine Öffnung des Ventils erfolgt, sodass zumindest teilweise eine Kompression der Gase im Zylinder des Hubkolbenmotors verhindert wird.Device for actuating one or more charge exchange valves ( 5 ) in reciprocating piston engines with a housing, in which rotating cams ( 1 ) a camshaft is rotatably mounted, one of these cams ( 1 ) intermediate link operated via a first curve joint ( 2 ) and an output element moved by the latter directly or via further transmission elements ( 6 ), between the first intermediate link ( 2 ) and the output link ( 6 ) at least one further curve joint, formed from a control area ( 10 ) and a rest area ( 7 ) the contact area of the intermediate link ( 2 ) or one of the transmission members involved in the curve joint along a fixed curve (V) within an adjustment range (VB) a change in the opening duration and / or the opening stroke of the Charge exchange valve is reached and the movement of the output member ( 6 ) on the charge exchange valve ( 5 ) is transmitted, characterized in that, contrary to normal operation, in which the valve is never open during the times of the cam rotation due to the position of the further cam joint within the adjustment range (VB), temporarily due to the displacement of the intermediate link ( 2 ) or the transmission link involved in the curve joint to at least one point ( 91 or 92 ), which is outside the adjustment range (VB), the valve is opened so that at least some compression of the gases in the cylinder of the reciprocating piston engine is prevented. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Kurvengelenk mit einer im Gehäuse angeordneten verlagerbaren Kurve in ständigem Kontakt steht, wobei diese durch eine Kurve gebildet ist, deren Form einen zusätzlichen Kontaktflächenbereich (3 oder/und 8) aufweist, der während des Offenhaltens des Gassteuerventils (5) zumindest zeitweise in Kontakt steht.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the further curve joint is in constant contact with a displaceable curve arranged in the housing, said curve being formed by a curve whose shape has an additional contact surface area ( 3 or and 8th ) which, while keeping the gas control valve open ( 5 ) is in contact at least temporarily. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladungswechselventil (5) während der gesamten Umdrehung des Nockens (1) geöffnet bleibt.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the charge exchange valve ( 5 ) during the entire rotation of the cam ( 1 ) remains open. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Nockens (1) in dem Konturabschnitt, der bei der Positionierung der Getriebeglieder innerhalb des Verstellbereiches (VB), in welchen immer genau kein Ventilhub (4) erzeugt wird, in Kontakt zum unmittelbar vom Nocken (1) betätigten Zwischenglied (2) steht, derart gestaltet ist, dass das vom Nocken (1) betätigte Zwischenglied (2) während dieses Kontaktes ständig in Bewegung ist und/oder ständig vom Nocken weg gerichtet beschleunigt wird.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the contour of the cam ( 1 ) in the contour section which, when positioning the gear elements within the adjustment range (VB), in which there is always no valve lift ( 4 ) is generated in contact with the cam ( 1 ) operated intermediate link ( 2 ) is designed in such a way that the cam ( 1 ) operated intermediate link ( 2 ) during this contact is constantly in motion and / or is constantly accelerated away from the cam. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Nockens (1) in dem Kontaktbereich zwischen Nocken (1) und dem unmittelbar von ihm betätigten Zwischenglied (2), in welchem, bei Positionierung der Getriebeglieder innerhalb des Verstellbereichs (VB), immer genau kein Ventilhub erzeugt wird, derart gestaltet ist, dass das von dem Nocken (1) betätigte Zwischenglied (2) in demselben Bereich ständig in Bewegung ist und/oder ständig vom Nocken weg gerichtet beschleunigt wird.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the contour of the cam ( 1 ) in the contact area between cams ( 1 ) and the intermediate link operated directly by him ( 2 ), in which, when the transmission members are positioned within the adjustment range (VB), exactly no valve lift is always generated, is designed in such a way that the cam ( 1 ) operated intermediate link ( 2 ) is constantly in motion in the same area and / or is accelerated continuously away from the cam. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglied (2), dessen Verlagerung zur Änderung der Ventilöffnungsdauer und bzw. des Ventilhubes führt, unmittelbar mit dem Abtriebsglied 16), beispielsweise einem Schlepphebel, einem Kipphebel oder einem Tassenstößel, in Kontakt steht.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the intermediate member ( 2 ), the displacement of which leads to a change in the valve opening duration and / or the valve lift, directly with the output element 16 ), for example a rocker arm, a rocker arm or a tappet, is in contact. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ventile ein und desselben Hubkolbenmotors gleichzeitig angesteuert werden.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that that several valves of the same reciprocating engine at the same time can be controlled. Verfahren zum Betreiben eines Hubkolbenmotors unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompression der Gase im Zylinder während des Startvorganges des Hubkolbenmotors zumindest teilweise verhindert wird und nach Erreichen der Startdrehzahl wieder zugelassen wird.Procedure for operating a reciprocating engine under Use of a device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the compression of the gases in the cylinder while of the starting process of the reciprocating engine at least partially prevented and is allowed again after reaching the starting speed.
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