DE69110895T2

DE69110895T2 - Ventilmechanismus.

Info

Publication number: DE69110895T2
Application number: DE69110895T
Authority: DE
Inventors: Thomas Tsoi-Hei Ma
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1990-10-04
Filing date: 1991-04-22
Publication date: 1995-12-07
Anticipated expiration: 2011-04-23
Also published as: GB9021600D0; EP0551271A1; DE69110895D1; WO1992006283A1; GB2248471A; EP0551271B1

Description

ERFINDUNGSBEREICH

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ventilmechanismus für einen Verbrennungsmotor, der das Verändern des Drosselkörpers in einem Tellerventil ermöglicht.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Fähigkeit, den Luftfluß in einem Ventil zu drosseln, ist wünschenswert, da sie ermöglicht, einen hohen Ladungsdurchsatz im Ventilsitz ungeachtet der Belastung aufrecht zu erhalten. Sie bewirkt auch die Reduzierung des Unterdrucks im Saugkrümmer, was seinerseits die Pumpverluste verringert.
Eine bekannte Weise, einen Durchgang zu verschließen, um die Belastung des Motors zu regeln, besteht darin, was manchmal als Ventildrosseln bezeichnet wird, durch Verändern des Anhubes des Ventils. Jedoch ist das Erreichen eines variablen Anhubes eines Ventils durch Modifizieren des Getriebes schwierig und kostenintensiv.
Es gab auch Vorschläge, bewegliche Ventilführungen in der Ansaugöffnung eines Verbrennungsmotors zu verwenden, um das Bereitstellen der Drosselns an der Ansaugöffnung zu ermöglichen. Ein solches Drosseln unter den Bedingungen niedriger Belastung ist einer Drosselvorrichtung vorzuziehen, die weiter stromaufwärts im Ansaugkrümmer angebracht ist, es ist aber weniger wünschenswert als Drosseln mittels eines Ventils.
GB-2 196 386 und GB-1 236 722 zeigen z.B. Ventilführungen, die um die Ventilachse herum drehbar und parallel zum Ventil axial verschiebbar sind, um die Geometrie des Durchganges bei niedrigen Belastungen zu verengen, mit der Absicht, die Geschwindigkeit der Beladung und die Turbulenz der Beladung zu vergrößern. Der Nachteil solcher Anordnungen besteht darin, daß die beweglichen Ventilführungen den Durchgang bei hoher Belastung versperren und ein irgendwie gearteter Steuerungsmechanismus benötigt wird, um die Ventilführung so auszurichten, wie es erwünscht ist.
Auch wurde in US-3,881,459 ein Tellerventil vorgeschlagen, das zwei getrennte abdichtende Oberflächen besitzt folglich ein Ventil innerhalb eines anderen Ventils bildend. In diesem Falle gibt es zwei konzentrische Ventilmechanismen, die beide vom Ventilgetriebe gesteuert werden und festgelegte Ventilhübe besitzen, die nicht je nach den Betriebszuständen des Motors verändert werden können.

GEGENSTAND DER ERFINDUNG

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Ventilmechanismus bereitzustellen, der variables Drosseln in der unmittelbaren Nähe des Ventils ermöglicht, ohne den Durchgang bei hoher Belastung zu versperren und ohne das Modifizieren des Ventilsteuergetriebes zu benötigen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Ventilmechanismus bereitgestellt, der sich in einem Durchgang eines Verbrennungsmotors befindet, umfassend ein Tellerventil, das im Kopf des Motorenzylinders durch die Wirkung eines Ventilsteuergetriebes mit einem konstanten Hub bezüglich eines Ventilsitzes hinund herbewegbar ist, eine Ventilführung, die sich zwischen dem Tellerventil und dem Kopf des Motorenzylinders befindet und alternierend mittels einer Feder durch das Steuergetriebe des Tellerventils längs einer Richtung betätigt wird, um den Bewegungen des Tellerventils zu folgen, und einen einstellbaren Begrenzer, um den Hub der Ventilführung bezüglich des Ventilsitzes zu begrenzen, so daß die Führung an einem veränderlichen Punkt ihres Hubes angehalten werden kann, wobei dann das Ende der Ventilführung, das sich in der Nähe des Ventilsitzes befindet, ein variables Hindernis für den Luftstrom aufweist, ungeachtet der Stellung des Tellerventils bezüglich des Ventilsitzes.
Vorzugsweise ist die Ventilführung als dünne Hülse mit einer Form gebildet, die zu jener des Tellerventils komplementär ist. Auf diese Weise verhalten sich das Tellerventil und seine Führung wie ein herkömmliches, einstückiges Tellerventil, wenn sie sich bei hoher Belastung des Motors miteinander bewegen. Jedoch trennt sich bei niedriger Belastung der Mantel des Tellerventils vom trompetenförmigen unteren Ende der Ventilführung, so daß letztere weiterhin das gewünschte Drosseln des Ventils bereitstellt, ohne daß der Bedarf entsteht, den Hub des Tellerventils selbst zu verändern.
Da die Ventilführung durch eine Feder anstatt direkt durch die gleiche Nocke, die zum Steuern des Tellerventils verwendet wird, betätigt wird, können relative Bewegungen zwischen dem Tellerventil und der Ventilführung durch Komprimieren der Feder aufgenommen werden. Diese Feder wirkt in einer Richtung, die jener der Feder des Tellerventils entgegengesetzt ist, und sie hält normalerweise das Tellerventil und die Führung in engem Kontakt zueinander. Die Trennung der Ventilführung vom Tellerventil erfolgt nur, wenn der Hub der Ventilführung durch den einstellbaren Begrenzer im Zylinderkopf begrenzt wird. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Die Erfindung wird nun weiter auf dem Wege eines Beispiels, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
Abbildung 1 ein Querschnitt durch einen Ventilmechanismus der Erfindung ist, der einen mechanischen Begrenzer zum Begrenzen des Hubes der Ventilführung besitzt;
Abbildung 2a ein seitlicher Aufriß der Montage der Ventilführung der Ausführungsform aus Abbildung 1 ist;
Abbildung 2b eine Skizze der Arretierspange ist, die an der Ventilführung aus Abbildung 2a angebracht ist;
- Abbildung 3 ein Querschnitt, dem aus Abbildung 1 ähnlich, einer Ausführungsform der Erfindung ist, die einen hydraulischen Begrenzer zum Begrenzen des Hubes der Ventilführung besitzt;
Abbildungen 4a bis 4d die Stellungen des Tellerventils und der Ventilführung bei verschiedenen Einstellungen der Drosselvorrichtung zeigen;
Abbildung 5 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Kreislaufes zur Verwendung mit der in Abbildung 3 gezeigten Ausführungsform ist; und
Abbildung 6 ein Graph ist, der den relativen Effekt des Drosselns des Ventilmechanismus der Erfindung zeigt, in Verbindung mit einer herkömmlichen Drosselklappe, die im Ansaugkrümmer untergebracht ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In Abbildung 1 ist ein Zylinderkopf 10 mit einem Durchgang 12 gezeigt, in diesem Fall eine Einlaßöffnung, der am Ventilsitz 14 endet. Ein Tellerventil 16 mit einem Ventilschaft 16a ist im Zylinderkopf 10 auf übliche Weise hin- und herbewegbar, um das Ventil zu öffnen und zu schließen und den Einlaßvorgang zu steuern. Das Tellerventil 16 wird durch eine Feder 18 nach oben gedrängt, wie gezeigt ist, die auf ein Halteteil 20 für die Feder wirkt das am Ventilschaft 16a mittels Hülsen 22 befestigt ist.
Eine bewegliche Ventilführung 30 umgibt das Tellerventil 16 und ist, wie in Abbildung 2a gezeigt, durch eine dünne Hülse 30a mit einem konischen, trompetenförmigen unteren Ende 30b und einer Aussparung 30c in ihrem oberen Ende gebildet, in der eine Arretierspange 32 aufgenommen ist. Die Arretierspange 32, wie in Abbildung 2b gezeigt ist, ist eine Scheibe mit einer zentralen Öffnung 32a und einem radialen Spalt 32b, der die Öffnung 32a schneidet. Der Spalt 32b ist schmaler als der Durchmesser des Ventilschaftes 16a und die Öffnung 32a besitzt den gleichen Durchmesser wie der Ventilschaft 16a. So kann die Spange 32 vor dem Einführen des Tellerventils 16 in die Aussparung 30c gebracht werden und wenn der Schaft 16a des Tellerventils 16 durch die Öffnung 32a geführt wird, verhindert er das Entfernen der Spange 32 vom Ende der Ventilführung 30.
Die Ventilführung 30 paßt dicht über den Ventilschaft 16 und erstreckt sich durch ein Paar von ringförmigen Teilen 34, 36, die im Zylinderkopf 10 eingearbeitet sind und zusammen eine variable Arretierung für die Spange 32 darstellen. Das Teil 34 ist auf seiner Außenseite gezahnt und kann mittels eines Ritzels 38 gedreht werden, wobei die beiden Teile 34, 36 und das Ritzel 38 in einem Einsatz 40 angebracht sind, der in den Zylinderkopf 10 als vollständige Montagegruppe bei der Installation des Ventilmechanismus montiert werden kann. Die Teile 34 und 36 haben zusammenpassende helikoidale Oberflächen, die bewirken, daß das Teil 36 axial verschoben wird, wenn das Teil 34 relativ zu ihm gedreht wird. So ist das Teil 36 für die axiale Bewegung im Einsatz 40 verkeilt und wenn das Teil 34 durch das Ritzel 38 gedreht wird, bewegt sich dar Teil 36 im Zylinderkopf auf- und abwärts.
Die Spange 32 in der Ventilführung 30 wird, wie gezeigt ist, mittels einer Feder 42, die zwischen dem Halteteil 20 und der Spange 32 wirkt, nach unten gedrängt, um die Ventilführung 30 zur Verbindung mit dem Tellerventil 16 zu bewegen.
Um den Ventilmechanismus zu montieren, wird der Einsatz 40 mit den ringförmigen Teilen 34 und 36 und dem Schneckengetriebe 38 in ihren gewünschten Stellungen vollständig in den Zylinderkopf 10 eingelassen. Die Ventilführung 30 wird danach durch den Zylinderkopf 10 gedrückt und die Ringteile 34, 36 und die Spange 32 am Ende der Führung 30 befestigt, die sich jenseits des Teils 36 erstreckt. Danach wird das Tellerventil 16 in die Führung 30 gedrückt und durch dessen Führen durch die Spange 32 wird die Trennung von letzterer verhindert. Die Federn 42 und 18 sind über den Ventilschaft 16a geführt, wobei die Feder 42 auf der Spange 32 ruht und die Ventilfeder 18 gegen den Einsatz 40 stößt. Das Halteteil 20 wird dann über dem Ventilschaft 16 befestigt und niedergedrückt, bis es den Hals des Ventilschaftes freigibt, dann werden die Hülsen 22 auf die übliche Weise in das Halteteil 20 eingefügt und das Halteteil dann losgelassen, um die Hülsen im Hals des Ventilschaftes 16a zu befestigen.
In diesem montierten Zustand wird der Einsatz 40 durch die Ventilfeder 18 in seiner Stellung gehalten, das Tellerventil wird durch die gleiche Ventilfeder 18 gegen den Sitz 14 gehalten und die Ventilführung wird nach unten zur Berührung mit dem Tellerventil 16 duech die Feder 42 gezwungen.
Beim Betrieb wird eine Nöcke über eine Nase auf den Ventilschaft 16a wirken, um das Ventil in seine offene Stellung zu bringen, in der sich das untere Ende des Tellerventils 16 vom Ventilsitz 14 abhebt, um das Eintreten der Ladung in die Verbrennungskammer zu ermöglichen.
Es wird nun angenommen, daß sich das Teil 36 in seiner untersten Stellung befindet, in einer Entfernung von der Spange 32, die größer als der Hub der Nase ist. In dieser Stellung erreicht die Spange 32 nie das Teil 36 und die Führung 30 bewegt sich mit der gleichen Amplitude wie das Tellerventil 16 hin und her. Demnach werden das Tellerventil 16 und die Ventilführung 30, wenn das Ventil geschlossen ist, die Stellungen einnehmen, die in Abbildung 4a gezeigt sind, und wenn sie vollständig geöffnet sind, werden sie die Stellungen einnhemen, die in Abbildung 4d gezeigt sind. Es wird aus diesen zwei Zeichnungen augenscheinlich, daß sich das Tellerventil 16 und die Führung 30 im Einklang bewegen und in jeder Beziehung wie ein herkömmliches Tellerventil wirken. Die Strömungsbedingungen im Einlaß sind auf keine Weise beeinflußt.
Wenn Drosseln am Einlaßventil erwünscht ist, wird das Teil 34 durch das Schneckengetriebe 38 gedreht, um das Teil 36 in eine Stellung zu heben, in der es gegen die Spange 32 vor dem Ende des Hubes der Nase stößt. Die Führung 30 wird sich nun nur längs eines Teiles ihres Hubes mit dem Tellerventil 16 bewegen und wenn die Begrenzung des Hubes der Spange 32 durch das Teil 36 erreicht wird, wird die Führung angehalten werden, während sich das Tellerventil zu seiner vollständig offenen Stellung weiterbewegt. Die Abbildungen 4b und 4c zeigen die Stellungen des Tellerventils 16 und der Führung 30 bei der maximalen Höhe der Nocke für zwei verschiedene Stellungen des Teils 36.
In Abbildung 4b hat das Teil 36 die Hin- und Herbewegung der Führung 30 verhindert, und deshalb ist letztere in einer Stellung geblieben, in der sie ein maximales Drosseln der eingehenden Ladung aufweist. Abbildung 4c zeigt eine ähnliche Ansicht bei Teillast, wenn die Ladung nur teilweise gedrosselt ist und der Hub der Führung 30 durch das Teil 36 begrenzt wird, so daß sich die Führung hinund herbewegen kann, aber mit einer geringeren Amplitude, als jener des Tellerventils 16. Die Steuerung der Halteposition der Führung 30 kann praktisch kontinuierlich zwischen den zwei Grenzen variiert werden, die in den Abbildungen 4b und 4d dargestellt sind, dabei dem Luftstrom eine veränderliche Versperrung entgegensetzend, unabhängig von der Stellung des Tellerventils, das sich stets im gleichen Maße wie durch die Höhe der Nocke bestimmt ist, öffnet.
Die Steuerung der Stellung des Teils 36 kann direkt vom Gaspedal ohne die Verwendung eines Steuerungssystems bewirkt werden. Da das Ausmaß des Drosselns im Leerlauf nicht mit genügender Genauigkeit für mehrere Motorenzylinder bestimmt werden kann, ist es vorzuziehen, die Hauptdrosselklappe beizubehalten und beide Formen des Drosselns miteinander kombiniert anzuwenden.
Abbildung 6 ist ein Graph, der den kombinierten Drosseleffekt als Funktion der Stellung des Gaspedals zeigt. Bei Bedingungen sehr geringer Belastung und des Leerlaufs ist das Drosseln am Ventil nur teilweise wirksam und die Drosselklappe, mit ihrer Umgehungsleitung für die Geschwindigkeitsregelung im Leerlauf, wird zum Steuern der Leerlaufgeschwindigkeit verwendet. Auch im Leerlauf wird das Drosseln des Ventils bei einem Teil des Hubes wirksam sein, da die Hauptdrosselklappe nur die mittlere Durchflußgeschwindigkeit und den Unterdruck im Ansaugkrümmer einstellen wird, aber die Durchflußrate der Luft im Ventil weiterhin mit der Geschwindigkeit des Kolbens variieren wird. In der Nähe des oberen und des unteren Totpunktes des Kolbens wird die Geschwindigkeit der Luft minimal sein und bei zirka 75º ATDC wird die Geschwindigkeit der Luft maximal sein. Das Drosseln des Ventils wird in diesem Falle weiterhin in der Nähe der Stellungen hoher Kolbengeschwindigkeit wirksam sein, um Ladungsturbulenzen innerhalb des Zylinders zu verbessern, aber die Leistungsabgabe des Motors wird durch die Hauptdrosselklappe bestimmt sein.
Wenn das Pedal gedrückt wird, öffnet sich die Hauptdrosselklappe relativ rasch und ihr Widerstand zum Durchfluß wird geringer als der Verschluß sein, der durch den Ventilmechanismus bereitgestellt ist. Das Drosseln wird graduell von der Drosselklappe auf das Ventil übertragen, wenn das Gaspedal weiter niedergedrückt wird.
Diese Verwendung eines hybriden Systems weist zahlreiche Vorteile auf. Wenn erstens der Ventilmechanismus aus irgendeinem Grund die Einlaßladung nicht mehr drosseln sollte, ist die Hauptdrosselklappe als Failsafe-Vorrichtung anwesend. Beim Leerlauf, wenn die Balance zwischen den Zylindern zum Vermeiden von Ungleichmäßigkeit im Rythmus des Motors kritisch ist, ist die Drosselklappe, die allen Zylindern gemeinsam zur Verfügung steht, wirksam und stellt sicher, daß alle Zylinder die gleiche Ladung erhalten. Das bedeutet nicht nur, daß eine gute Steuerung der Leerlaufgeschwindigkeit möglich bleibt, sondern auch, daß ein hoher Unterdruck in der Ansaugleitung für das Bremsen zur Verfügung steht.
Andererseits wird die Drosselklappe bei Teillast mit wachsender Belastung graduell weniger wirksam und das wirksame Drosseln findet hauptsächlich am Ventil statt, wodurch der Leistungsgrad des Motors erhöht wird, weil die Verringerung des Unterdrucks im Ansaugkrümmer eine Verminderung der Pumpverluste ergibt. Weiterhin wird eine hohe Ladegeschwindigkeit am Ventil unter allen Bedingungen beibehalten, dabei die Qualität der Verbrennung durch Verbessern der Homogenität der Mischung im Zylinder und durch das Verstärken der Ladungsturbulenz und der Verpuffungsgeschwindigkeit verbessernd. Eine erhöhte Qualität der Verbrennung verbessert die Stabilität bei Leerlauf und bei Teillast und ermöglicht, wenn es gewünscht ist, eine größere Rückführung der Auspuffgase, um die NOx- Emissionen zu verringern.
Die vorstehend erwähnten Vorteile sind für die Verwendung des Ventilmechanismus der Erfindung in einer Einlaßöffnung relevant, aber der Mechanismus kann ebenso in einer Auspufföffnung verwendet werden. In diesem Falle kann das Ausspülen des Zylinders durch Versperren des Auslaßventils beeinträchtigt werden und das ergibt eine verstärkte Retention der Ladung. Eine kontrollierte Rückführung der Auspuffgase kann intern auf diese Weise bereitgestellt werden. Die Ausführungsform der Erfindung, die in Abbildung 3 gezeigt ist, unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen nur im Entwurf des Begrenzers zum Begrenzen der Hin- und Herbewegung der Ventilführung 30. Anstatt des mechanischen Begrenzers, der durch die zwei Teile 34, 36 gebildet wird, ist dort ein hydraulischer Begrenzer bereitgestellt.
Ein modifizierter Einsatz 40' ist als Zylinder für einen ringförmigen Kolben 50 gebaut, der sich vom oberen Ende des Einsatzes 40' her erstreckt. Das untere Ende des Einsatzes 40' wird durch einen Deckel 54 abgedeckt, der einen zentralen, ringförmigen Beschlag besitzt, der vom Inneren des ringförmigen Kolbens 50 aufgenommen ist, dabei eine ringförmige Kammer 52 definierend, der ein hydraulisches Fluidum durch einen Durchgang 56 zugeführt werden kann, der im Zylinderkopf 10 gebildet ist.
Das untere Ende des Kolbens besitzt eine kleine Auskragung, die im Begrenzen der Bewegung des Kolbens 50 am Ende seiner Wegstrecke wirkt und die auch als hydraulischer Dämpfer wirkt, wenn ein Fluidum während eines Versetzens des Kolbens hinter sie gedrängt wird. Die Ventilführung 30 erstreckt sich in diesem Fall durch das Zentrum des Beschlags des Deckels 54.
Es ist möglich, Fluidum dem Kolben eines jeden Ventilmechanismus zuzuführen, und wenn der Kolben 50 die gewünschte Halteposition erreicht, kann das Fluidum in der Kammer eingesperrt werden, so daß der Kolben als starres Stoßteil analog zum Teil 36, das in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erwähnt wurde, wirkt. Es wird allerdings vorgezogen, einen hydraulischen Kreislauf, wie in Abbildung 5 gezeigt ist, zu verwenden, in dem ein einzelner Hauptzylinder 60, der durch das Pedal 62 der Drosselklappe über ein Kabel 64, das gegen eine Feder 66 wirkt, betätigt wird, um die Menge von hydraulischem Fluidum einzustellen, die allen Kolben 50 zur Verfügung steht.
Wenn genügend Fluidum anwesend ist, um alle Kolben in ihre oberste Stellung zu drücken, werden alle Kolben blockiert und es findet maximales Drosseln in allen Zylindern des Motors statt. Wenn jedoch der Hauptzylinder zum Vergrößern des vereinigten Volumens um ein Maß, das der gewünschten Verschiebung eines der Kolben gleich ist, bewegt wird, dann kann zu jeder Zeit jeder beliebige Kolben um diesen Betrag zurückgezogen werden. Da die Kolben 50 nie gleichzeitig vom Ventilgetriebe niedergedrückt sind, bedeutet dies, daß jedem Kolben 50 das Zurückziehen in die gewünschte Stellung ermöglicht ist, wobei das verdrängte Fluidum zu dem Kolben abgezweigt wird, der davor zurückgezogen war. Das Fluidum schiebt sich also von Kolben zu Kolben. Das ergibt den Vorteil des Sicherstellens, daß alle Begrenzer auf gleiche Weise eingestellt sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Lärm reduziert wird. Das findet statt, weil die Kolben 50 in stetigem Kontakt mit den Spangen 32 stehen können und die Bewegung der Ventilführung 30 und des Kolbens 50 gedämpft ist. Der hydraulische Hauptzylinder 60 ist auf eine bekannte Weise entworfen, um Ausscheiden und Nachfüllen zu erlauben.
Es muß angemerkt werden, daß alle Ausführungsformen der Erfindung mit Motoren verträglich sind, die eine variable Synchronisation der Ventile besitzen, da keine Änderung jeglicher Art im Ventilgetriebe benötigt wird und der Mechanismus der Erfindung nicht in die Synchronisation oder die Dauer des Ereignisses eingreift und nur den Fließwiderstand beeinflußt, der auf die Ladung bei geöffnetem Ventil wirkt.
Die Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf einen Motor beschrieben, der nur ein Ventil pro Zylinder besitzt aber die Erfindung findet auch Anwendung in Motoren mit mehreren Ventilen. In solchen Motoren weisen die vielfältigen Einlaßventile einen breiteren Bereich des Ventilmantels auf, der unter Bedingungen hoher Belastung sehr wünschenswert ist, aber wenn sich alle Einlaßventile stets gleichzeitig öffnen, dann verringert sich die Ladegeschwindigkeit bei Nieder- und Teilladungsbedingungen. Daher ist es in solchen Mehrventilmotoren erwünscht, daß einige der Ventile bei Bedingungen niedriger Belastung außer Betrieb gesetzt werden können, und eine Systemvariante, bekannt als Ventilabschaltsystem, wurde für diesen Zweck vorgeschlagen. In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, tatsächlich ein Ventil abzuschalten, indem seiner Ventilführung ermöglicht wird, sich zur Stellung stärksten Drosselns zu bewegen, ohne dabei das Drosseln an den anderen Ventilen zu beeinflussen. Die Luftladung wird nun automatisch zum mehr geöffneten Ventil abgezweigt werden, dabei praktisch das gedrosselte Ventil außer Betrieb setzend. Der schnellere Luftfluß im offeneren Ventil wird mehr Wirbeln und Turbulenz ergeben.
Es sollte erwähnt werden, daß die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Begrenzer limitiert ist, und es können elektrisch betätigte Begrenzer oder Begrenzer mit diskreten Haltestellungen verwendet werden, ohne sich dabei vom Erfindungsbereich zu entfernen, wie in den beigefügten Patentansprüchen dargelegt ist.
Als Beispiel für einen solchen elektrisch betätigten Begrenzer, könnte eine axiale Einwegkupplung bereitgestellt sein, umfassend Kugeln, die von einem ringförmigen Käfig, der den Schaft der Ventilführung umgibt, gehalten werden und zwischen dem Schaft der Führung und einer umgebenden, sich nach unten konisch verjüngenden Oberfläche einer schiefen Ebene oder Bahn wirken. Wenn der Käfig axial nach oben mittels eines Elektromagneten versetzt wird, heben sich die Kugeln von der Bahn ab und öffnen die Kupplung, dabei das freie Sinken der Ventilführung ermöglichend. Es ist möglich, eine Zwei-Stellungen-Kontrolle der Ventilführung durch selektives Schließen und Öffnen der Kupplung bereitzustellen; in diesem Falle wird die Ventilführung entweder in einer festen Stellung bleiben, in der sie die Öffnung teilweise verschließt, oder sie wird dem Ventil folgen und die Öffnung unverschlossen hinterlassen. Wahlweise kann die Betätigung der Elektromagneten bezüglich des Motorenzyklus synchronisiert werden, so daß die Führung in jeder gewünschten Zwischenposition blockiert wird.

Claims

1. Ein Ventilmechanismus, der in einem Durchgang eines Verbrennungsmotors angebracht ist, umfassend

ein Tellerventil (16), das mit konstantem Hub bezüglich eines Ventilsitzes (14) im Zylinderkopf des Motors unter der Wirkung eines Ventilgetriebes hin- und herbewegt werden kann, und

eine Ventilführung (30), die zwischen dem Tellerventil (16) und dem Zylinderkopf (10) des Motors eingefügt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Ventilführung (30) alternierend mittels einer Feder (42) durch das Getriebe des Tellerventils (16) längs einer Richtung betätigt wird, um der Bewegung des Tellerventils (16) zu folgen, und

ein einstellbarer Begrenzer (36) zum Begrenzen des Hubes der Ventilführung (30) bezüglich des Ventilsitzes (14) bereitgestellt ist, so daß die Ventilführung (30) an einem variablen Punkt längs ihres Hubes angehalten werden kann, wobei dann das Ende der Ventilführung in der Nähe des Ventilsitzes ein veränderliches Hindernis für den Luftfluß aufweist, unabhängig von der Stellung des Tellerventils bezüglich des Ventilsitzes.

2. Ein Ventilmechanismus nach Anspruch 1, worin die Ventilführung (30) als dünne Hülse mit einer Form, die jener des Tellerventils komplementär ist, gebildet ist.

3. Ein Ventilmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, worin der variable Begrenzer eine erste Stoßfläche (32) umfaßt, die an der Ventilführung (30) angebracht ist, und eine zweite Stoßfläche, die durch ein ringförmiges Teil (36) gebildet ist, das die Ventilführung (30) umgibt und beweglich auf dem Zylinderkopf angebracht ist.

4. Ein Ventilmechanismus nach Anspruch 3, worin das ringförmige Teil (36) axial mittels eines mechanischen Positionsreglers (34, 38) bewegbar ist.

5. Ein Ventilmechanismus nach Anspruch 3, worin das ringförmige Teil (50) axial mittels eines hydraulischen Positionsreglers (52, 54) bewegbar ist.

6. Ein Ventilmechanismus nach Anspruch 5, worin eine dämpfende Vorrichtung im hydraulischen Positionsregler zum Dämpfen der Bewegung des ringförmigen Teils (50) bereitgestellt ist.

7. Ein Ventilmechanismus nach Anspruch 6 zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor mit einer Vielzahl von Ventilen, worin der hydraulische Positionsregler einen Hauptzylinder (60) und eine Vielzahl von Nebenzylindern umfaßt, jeder mit einem entsprechenden ringförmigen Teil (50) ausgestattet, wobei Fluidum von einem Nebenzylinder zum anderen verdrängt wird, wenn ein ringförmiges Teil unter der Wirkung der dazugehörigen Ventilführung bewegt wird.

8. Ein Ventilmechanismus nach Anspruch 3, worin das ringförmige Teil (36) mit einem ringförmigen Teil (34) zusammenwirkt, das um die Achse der Ventilführung (30) zum Verändern der Stellung der einstellbaren Stoßfläche gedreht werden kann.

9. Ein Ventilmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, worin der einstellbare Begrenzer zum Begrenzen des Hubes der Ventilführung (30) eine magnetische Einwegkupplung umfaßt, die die Ventilführung umgibt.

10. Ein Ventilmechanismus nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, der in der Einlaßöffnung eines Verbrennungsmotors angebracht ist.

11. Ein Verbrennungsmotor mit einer Vielzahl von Ventilmechanismen nach Anspruch 9, worin die einstellbaren Begrenzer zur Betätigung durch das Gaspedal angebracht sind, wobei der Ventilmechanismus mit einer Drosselklappe zum Regeln der Ausgabeleistung des Motors zusammenwirkt.

12. Ein Ventilmechanismus nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, der in der Auspufföffnung eines Verbrennungsmotors angebracht ist.

13. Ein Motor mit mehreren Einlaßventilen mit einem Ventilmechanismus nach Anspruch 1 für mindestens einen Einlaß in jedem Zylinder, um die Deaktivierung des Einlasses bei Betriebsbedingungen niedriger Belastung zu ermöglichen.