DE4227392A1 - Ventilbetaetigung fuer ein hubventil, insbesondere ein ladungswechselventil einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilbetätigung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Wie beispielsweise in der eine derartige Ven­ tilbetätigung beschreibenden DE-OS 20 24 972, F01L 1/34, ausge­ führt, ist es erforderlich, im bevorzugten Einsatzfall, also zur Betätigung von Ladungswechselventilen von Brennkraftmaschinen, die Ventilsteuerzeiten in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Maschine, wie Drehzahl und/oder Last, zu variieren, um einen optimalen Betrieb der Maschine sicherzustellen. Zu diesem Zweck ist bei dem zitierten Stand der Technik ein der Bewegungsübertragung vom Nocken auf das Ende des Ventilschafts dienender, zwischen diesen beiden Teilen angeordneter Schwinghebel mit einem exzen­ trischen Schwenklager versehen, so daß er relativ zu Nocken und Ventil verstellbar ist; diese Verstellbewegungen haben auch eine bezüglich des Nockengrundkreisbereichs tangentiale Komponente. Dieser Stand der Technik gestattet zwar Änderungen der Ventil­ steuerzeitpunkte, jedoch nur gleichzeitige Änderungen von Ventilöffnungs- und Schließzeitpunkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Ventilbetätigung zu schaffen, mit der ausschließlich einer der Ventilsteuerzeitpunkte, beispielsweise der Ventilschließzeitpunkt, also bei konstant bleibendem Ventilöffnungszeitpunkt, veränderbar ist. Dies ist insbesondere zweckmäßig bei Einlaßventilen von Brenn­ kraftmaschinen, da dann eine Änderung des Ventilschließzeitpunkts eine Verlängerung bzw. Verkürzung der Ventilhubkurve und damit eine Änderung der Füllung des jeweiligen Brennraums beinhaltet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist also der definierte konkave Übergangsbereich des Auflageprofils für den Nocken, wobei der Krümmungsradius dieses Übergangsbereichs höchstens gleich dem Radius des Nockengrundkreisbereichs gewählt ist. Aus Geräusch­ gründen wird man den Krümmungsradius möglichst ähnlich dem Radius des Grundkreisbereichs wählen. Der Winkel, über den sich dieser Übergangsbereich erstreckt, ist gleich dem Winkel, um den die Ventilhubkurve durch Verlagerung beispielsweise des Ventilschließ­ zeitpunkts in Richtung später verlängert wird gegenüber dem Fall, in dem der Nocken und insbesondere sein Nockengrundkreisbereich den linearen Bereich des Schwenkhebels tangiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, wobei die Fig. 1 und 2 die Ventilbetätigung als solche in zwei Betriebsfällen wiedergeben, während Fig. 3 die zugehörigen Ventilhubkurven zeigt.

In dem Ausführungsbeispiel ist ein als Hubventil 1 ausgeführtes Einlaßventil einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zugrunde gelegt. In üblicher Weise wird das Hubventil 1 mittels einer Schließfeder in den Figuren in Richtung nach oben gegen den Schwenkhebel 2 gedrückt, der bei 3 schwenkbar am Maschinengehäuse gelagert ist und der das Auflageprofil 4 für den Nocken 5 besitzt. Der Nocken 5, der in üblicher Weise Bestandteil einer von der Ma­ schine her angetriebenen Nockenwelle ist, umfaßt außer dem eigent­ lichen Nocken 6 den Nockengrundkreisbereich 7.

Betrachtet man die Ausbildung des Auflageprofils 4, so umfaßt es drei Bereiche, nämlich den - in Fig. 1 gerade wirksamen - linearen Bereich 8, den ebenfalls linearen rampenartigen Bereich 9 und den zwischen ihnen verlaufenden konkaven Übergangsbereich 10, dessen Krümmungsradius r hier gleich dem Radius des Nockengrundkreis­ bereichs 7 ist.

Es sei angenommen, daß mit der Konfiguration nach Fig. 1 über dem Kurbelwinkel der Maschine der in Fig. 3 bei I angedeutete Ventil­ hubverlauf erzielt wird. Mit a ist der Ventilöffnungszeitpunkt, mit b der Ventilschließzeitpunkt (bzw. der jeweilige Winkel) bezeich­ net.

In Fig. 2 ist angenommen, daß der Schwenkhebel 2 relativ zum Nocken 5 in der Figur in Richtung nach links so weit verschoben ist, daß der Nockengrundkreisbereich 7 den konkaven Übergangsbe­ reich 10 berührt. Infolge Gleichheit der Radien von Nockengrund­ kreisbereich 7 und Übergangsbereich 10 bedeutet dies eine Verlage­ rung des Schließzeitpunkts b (siehe Fig. 3) um den Winkel α in Richtung später zum Punkt b′ ohne Änderung des Öffnungszeitpunkts a des Hubventils 1. Dabei kann eine Vergrößerung des Maximalhubs des Ventils auftreten. Diese Spreizung der Ventilhubkurve I zur Ven­ tilhubkurve II hat infolge der durch Schraffur bei c angedeuteten Vergrößerung des Ventilöffnungszeitquerschnitts eine erhebliche Verbesserung der Füllung des zugeordneten Brennraums zur Folge.

Mit der Erfindung ist demgemäß mit einfachen, zuverlässigen Mitteln eine gattungsgemäße Ventilbetätigung geschaffen, die eine individu­ elle Veränderung von Ventilsteuerzeitpunkten in Abhängigkeit von irgendwelchen Maschinenparametern ermöglicht, ohne daß der jeweils andere Ventilsteuerzeitpunkt beeinträchtigt wird.

Claims (1)

1. Ventilbetätigung für ein Hubventil, insbesondere ein Ladungswech­ selventil einer Brennkraftmaschine, mit einem einen Nockengrund­ kreisbereich aufweisenden Nocken und einem zwischen Nocken und Hub­ ventil angeordneten, ein Auflageprofil für den Nocken besitzenden Schwenkhebel, der zur Änderung von Ventilsteuerzeitpunkten im wesentlichen tangential bezüglich des Nockengrundkreisbereichs ver­ stellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung nur eines Ventilsteuerzeitpunktes (b) das Auflageprofil (4), ausgehend von einem linearen Bereich (8), einen rampenartigen Bereich (9) be­ sitzt, zwischen denen sich ein konkaver Übergangsbereich (10) mit einem Radius (r) erstreckt, der höchstens gleich dem Radius des Nockengrundkreisbereichs (7) ist.