[go: up one dir, main page]

DE102017010069A1 - Mechanically fully variable valve train for a gas exchange valve of an internal combustion engine - Google Patents

Mechanically fully variable valve train for a gas exchange valve of an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
DE102017010069A1
DE102017010069A1 DE102017010069.1A DE102017010069A DE102017010069A1 DE 102017010069 A1 DE102017010069 A1 DE 102017010069A1 DE 102017010069 A DE102017010069 A DE 102017010069A DE 102017010069 A1 DE102017010069 A1 DE 102017010069A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
roller
gas exchange
fully variable
rocker arm
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.)
Granted
Application number
DE102017010069.1A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102017010069B4 (en
Inventor
Rudolf Flierl
Alfred Trzmiel
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.)
Promescon GmbH
Original Assignee
Promescon GmbH
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 Promescon GmbH filed Critical Promescon GmbH
Priority to DE102017010069.1A priority Critical patent/DE102017010069B4/en
Publication of DE102017010069A1 publication Critical patent/DE102017010069A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102017010069B4 publication Critical patent/DE102017010069B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0063—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/08—Shape of cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0063—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
    • F01L2013/0068—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot with an oscillating cam acting on the valve of the "BMW-Valvetronic" type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/10—Providing exhaust gas recirculation [EGR]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Um einen mechanisch vollvariablen Ventiltrieb für ein Gaswechselventil einer Verbrennungskraftmaschine derart zu verbessern, dass die Reibung weiter minimiert wird und durch eine Vereinfachung der Mechanik auch eine Vereinfachung der Herstellung eines mechanisch vollvariablen Ventiltriebs und damit eine Kostensenkung erreicht wird, verbunden mit einer Reduzierung der Haltemomente der Stellwelle und einer Reduzierung der Verstellmomente, wird vorgeschlagen, dass ein Rollenschlepphebel (1) drei Rollen (2,5,11) aufweist, wobei eine erste Rolle (2) einen Kontakt mit einer Stellwelle (3) und einer Kulisse (4) eines Ventilspielausgleichselementes und eine zweite Rolle (5) Kontakt mit einem Ventilabschlusselement (6), das in einem Federteller (7) eines Gaswechselventils (12) gelagert ist, aufweist, wobei ein Schwenkhebel (8) eine Arbeitskurve (10) aufweist, auf die eine dritte Rolle (11) des Rollenschlepphebels (1) so einwirkt, dass bei einer Verstellung eines Ventilhubes (13) das Gaswechselventil (12) vollvariabel öffnet und bei einer Drehung der Stellwelle (3) der Rollenschlepphebel (1) gleichzeitig in der Kulisse (4) bewegt wird und damit den Ventilhub (13) des Gaswechselventils (12) vollvariabel verstellt.

Figure DE102017010069A1_0000
In order to improve a mechanically fully variable valve train for a gas exchange valve of an internal combustion engine such that the friction is further minimized and simplification of the production of a mechanically fully variable valve train and thus a cost reduction is achieved by a simplification of the mechanism, combined with a reduction of the holding moments of the control shaft and a reduction of the adjusting moments, it is proposed that a roller rocker arm (1) has three rollers (2, 5, 11), wherein a first roller (2) makes contact with an actuating shaft (3) and a link (4) of a valve play compensation element and a second roller (5) having contact with a valve closing element (6) which is mounted in a spring plate (7) of a gas exchange valve (12), wherein a pivoting lever (8) has a working curve (10) on which a third roller (10) 11) of the roller cam follower (1) acts so that during an adjustment of a valve lift (13) the gas exchange Valve (12) opens fully variable and at a rotation of the actuating shaft (3) of the roller rocker arm (1) simultaneously in the gate (4) is moved and thus the valve lift (13) of the gas exchange valve (12) fully variable.
Figure DE102017010069A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen mechanisch vollvariablen Ventiltrieb für ein Gaswechselventil einer Verbrennungskraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a mechanically fully variable valve train for a gas exchange valve of an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.

Aus dem Stand der Technik sind mechanisch vollvariable Ventiltriebe zur Verringerung des Kraftstoffverbrauches für den Einsatz bei Verbrennungskraftmaschinen bekannt, bei denen die Ventilhubcharakteristik durch die Geometrie der Kulissenbahn, die Kontur der Verstellwelle und durch die Arbeitskurve des Kipphebels gebildet wird, um die beiden Einlassventile eines 4-Ventilmotors mit unterschiedlichen Hubkurven zu betätigen. Die Ventilhub-Öffnungscharakteristik wird bei den bekannten mechanisch vollvariablen Ventiltrieben, wie auch in der DE 101 40 635 A1 , beschrieben, bestimmt durch die Form der Arbeitskurve, durch die Form der Kulissenbahn, durch die Kontur der Verstellwelle und durch die Nockenform der Nockenwelle, so dass die Hubcharakteristik durch die Arbeitskurve, durch die Hubverhältnisse und durch die maximale Ventilbeschleunigung bei Vollhub vorgegeben ist. Das führt zu relativ geringen Ventilbeschleunigungen bei Teilhüben und damit zu geringen Füllungsgraden. Da die Teilhübe bei niedrigen Motordrehzahlen benutzt werden, wird die maximale Beschleunigung bei Teilhüben von diesen Systemen nicht ausgenutzt. Die Arbeitskurve, die der Kontur entspricht, bestimmt die Öffnungs- und Schließrampen in ihrer Höhe und Öffnungszeit. Da die Länge der Öffnungszeit der Schließrampe durch die Hebelübersetzung noch verkürzt bzw. in der Höhe reduziert wird, sind sehr hohe Fertigungsgenauigkeiten erforderlich, verbunden mit hohe Kosten. Weiterhin wird bei diesen Ventiltriebvorrichtungen ein zusätzlicher Kipphebel eingeführt, der in einer maschinenfesten, als Kreisbogen ausgeführten Kulissenbahn bewegt wird. Der Kreisbogen muss einen derartigen Radius aufweisen, dass bei einer Verstellung des Ventilhubes das Gaswechselventil in der Grundkreisphase, d.h. beim Zünden der Verbrennungskraftmaschine, nicht geöffnet wird. Würde das Gaswechselventil in dieser Phase geöffnet werden, würde der Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine stark reduziert werden, so dass hier ein Zwischenhebel eine nahezu reine Drehbewegung um eine Verstellleiste durchführt. Aus der DE 10 2013 013 913 A1 ist weiterhin eine Ventilsteuerung für ein Gaswechselventil einer Verbrennungskraftmaschine bekannt, bei der eine zuverlässige Ventilhubverstellung bis zu hohen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet wird, bei geringem Energiebedarf zum Halten und Einstellen des Ventilhubes, indem der Schlepphebel und der Nockenfolgerhebel gekrümmte Steuerflächen aufweisen und der Schlepphebel mit einer ersten Steuerfläche an einem maschinenseitigen Führungselement und mit einer zweiten Steuerfläche an einem Ventilelement anliegt. Durch aufeinander abgestimmte Krümmungsradien der Steuerflächen des Nockenfolgerhebels und des Schlepphebels wird beim Einstellen des Ventilhubes das Ladungswechselventil in der Kompressions- und Arbeitsphase der Verbrennungskraftmaschine nicht geöffnet, während der Nockenfolgerhebel am kreisförmigen Grundkreisabschnitt der Nocke der Nockenwelle anliegt.From the prior art mechanically fully variable valve trains for reducing fuel consumption for use in internal combustion engines are known in which the valve lift characteristic is formed by the geometry of the slide track, the contour of the adjusting and the working curve of the rocker arm to the two intake valves of a 4- To operate valve motor with different lift curves. The valve lift opening characteristic is in the known mechanically fully variable valve trains, as well as in the DE 101 40 635 A1 , Described determined by the shape of the working curve, by the shape of the slide track, by the contour of the adjusting and by the cam shape of the camshaft, so that the stroke characteristic is determined by the working curve, by the stroke conditions and by the maximum valve acceleration at full stroke. This leads to relatively low valve accelerations at partial strokes and thus to low degrees of filling. Since the part strokes are used at low engine speeds, the maximum acceleration at part strokes is not exploited by these systems. The working curve corresponding to the contour determines the opening and closing ramps in terms of their height and opening time. Since the length of the opening time of the locking ramp is shortened or reduced in height by the lever ratio, very high production accuracy is required, combined with high costs. Furthermore, in these valve drive devices, an additional rocker arm is introduced, which is moved in a machine-fixed, designed as a circular arc slide track. The circular arc must have a radius such that when the valve lift is adjusted, the gas exchange valve in the base circle phase, ie when the internal combustion engine is ignited, is not opened. If the gas exchange valve would be opened in this phase, the efficiency of the internal combustion engine would be greatly reduced, so that here an intermediate lever performs an almost pure rotational movement about an adjustment. From the DE 10 2013 013 913 A1 Furthermore, a valve control for a gas exchange valve of an internal combustion engine is known in which a reliable Ventilhubverstellung is guaranteed up to high speeds of the internal combustion engine, with low energy consumption for holding and adjusting the valve lift by the drag lever and the cam follower lever have curved control surfaces and the cam follower with a first Control surface rests against a machine-side guide element and with a second control surface on a valve element. By matched radii of curvature of the control surfaces of the cam follower lever and the finger lever, the charge exchange valve in the compression and working phase of the internal combustion engine is not opened when adjusting the valve lift, while the cam follower lever abuts the circular base circle portion of the cam of the camshaft.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kosten von mechanisch vollvariablen Ventiltrieben zu reduzieren, indem die Reibung bei mechanisch vollvariablen Ventiltrieben weiter minimiert wird und durch eine Vereinfachung der Mechanik auch eine Vereinfachung der Herstellung eines mechanisch vollvariablen Ventiltriebs zu erreichen, verbunden mit einer Reduzierung der Haltemomente der Stellwelle und einer Reduzierung der Verstellmomente.Based on this prior art, the present invention seeks to reduce the cost of mechanically fully variable valve trains by the friction in mechanically fully variable valve trains is further minimized and to achieve by simplifying the mechanics and simplification of the production of a mechanically fully variable valve train, associated with a reduction of the holding torque of the control shaft and a reduction of the adjustment moments.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem mechanisch vollvariablen Ventiltrieb für ein Gaswechselventil einer Verbrennungskraftmaschine dadurch gelöst, dass ein Rollenschlepphebel drei Rollen aufweist, wobei eine erste Rolle einen Kontakt mit einer Stellwelle und einer Kulisse eines Ventilspielausgleichselementes und eine zweite Rolle Kontakt mit einem Ventilabschlusselement, das in einem Federteller eines Gaswechselventils gelagert ist, aufweist, wobei ein Schwenkhebel eine Arbeitskurve aufweist, auf die eine dritte Rolle des Rollenschlepphebels so einwirkt, dass bei einer Verstellung eines Ventilhubes das Gaswechselventil vollvariabel öffnet und bei einer Drehung der Stellwelle der Rollenschlepphebel gleichzeitig in der Kulisse bewegt wird und damit den Ventilhub des Gaswechselventils vollvariabel verstellt.This object is achieved with a mechanically fully variable valve train for a gas exchange valve of an internal combustion engine characterized in that a roller cam follower has three rollers, wherein a first roller contact with a control shaft and a gate of a valve clearance compensation element and a second roller contact with a valve closure element, in a Spring plate of a gas exchange valve is mounted, wherein a pivot lever has a working curve on which a third role of Rollenschlepphebels acting so that when adjusting a valve lift the gas exchange valve fully variable opens and is moved simultaneously with a rotation of the control shaft of the roller rocker in the scenery and so that the valve lift of the gas exchange valve fully variable.

Dadurch, dass bei dieser Ausbildung des mechanisch vollvariablen Ventiltriebs die drei Rollen des Rollenschlepphebels insbesondere aus gehärtetem Stahl hergestellt werden und der Rollenschlepphebel selbst nicht gehärtet werden muss, wird der Herstellungsprozess deutlich vereinfacht. Die erfindungsgemäße Ausbildung hat den zudem den Vorteil, dass die Ladungswechselverluste durch drosselfreie Laststeuerung sowie der Kraftstoffverbrauch reduziert werden. Weiterhin kann eine variable Motorbremse realisiert werden, indem der Auslassventilhub erst von einem Auslassventil reduziert wird und bei höheren Bremsmomenten das zweite Auslassventil geschlossen wird.The fact that in this embodiment of the mechanically fully variable valve train, the three roles of Rollenschlepphebels are made especially of hardened steel and the Rollenschlepphebel itself does not have to be hardened, the manufacturing process is significantly simplified. The inventive design also has the advantage that the charge cycle losses are reduced by throttle-free load control and fuel consumption. Furthermore, a variable engine brake can be realized by the Auslaßventilhub is first reduced by an exhaust valve and at higher braking torque, the second exhaust valve is closed.

Eine vorteilhafte Ausführung des mechanisch vollvariablen Ventiltriebs wird darin gesehen, dass durch die auf dem Ventilabschlusselement ablaufende zweite gleit- oder wälzgelagert vorgesehene Rolle des Rollenschlepphebels die Reibung gegenüber bekannten mechanisch vollvariablen Ventiltrieben weiter reduzierbar ist, da aus dem Stand der Technik bekannte Rollenschlepphebel gehärtet werden müssen, da sie Kontakt zur Kulisse und zum plattenförmig ausgebildeten Ventilabschlusselement haben.An advantageous embodiment of the mechanically fully variable valve train is seen in the fact that due to the running on the valve closing element second sliding or roller bearing provided role of Rollenschlepphebels the friction against known mechanically fully variable valve trains is further reduced, as from the prior art Known roller cam followers must be hardened, since they have contact with the gate and the plate-shaped valve end element.

Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen mechanisch vollvariablen Ventiltrieb die Stellwelle sowohl Kontakt zur Kulisse als auch zum Rollenschlepphebel aufweist, sind die Haltemomente der Stellwelle und gleichzeitig die Verstellmomente reduzierbar. Bei einer Betätigung bzw. Auslenkung des Schwenkhebels wird der Rollenschlepphebel um den Drehpunkt der ersten Rolle gedreht. Da die erste Rolle des Rollenschlepphebels mittels eines Wälzlagers gelagert ist, wird die Reibung auch gegenüber ausgeführten vollvariablen Ventiltrieben reduziert.Due to the fact that, in the case of the mechanically fully variable valve drive according to the invention, the actuating shaft has both contact with the slide and with the roller slide lever, the holding moments of the actuating shaft and at the same time the adjusting moments can be reduced. Upon actuation or deflection of the pivot lever of the roller rocker arm is rotated about the pivot point of the first roller. Since the first role of Rollenschlepphebels is mounted by means of a rolling bearing, the friction is also reduced compared to running fully variable valve trains.

Vorteilhaft ist, dass der Schwenkhebel drehbar um eine feste Achse gelagert ist und von Nockenerhebungen einer Nockenwelle, die auf einem Grundkreis angeordnet sind, mehrfach ausgelenkt wird.It is advantageous that the pivot lever is rotatably mounted about a fixed axis and is deflected by cam lobes of a camshaft, which are arranged on a base circle, multiple times.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Schwenkhebel bei einer Drehung der Stellwelle den Rollenschlepphebel so in der Kulisse bewegt, dass dadurch der Ventilhub des Gaswechselventils in einem größeren Bereich, beispielsweise mindestens von 0 bis 11 mm vollvariabel verstellbar ist. Das Gaswechselventil wird dabei über die Nockenerhebungen am Grundkreis mehrfach geöffnet. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen mechanisch vollvariablen Ventiltriebs besteht darin, dass die Abgastemperatur um ca. 100° C durch die innere Restgasrückführung mit Second Event (ein zweites Öffnen des Ladungswechselventils) erhöht wird, um im Warmlauf den Katalysator schneller aufzuheizen und den Abgasrückführkühler vor Versottung zu schützen und bei der Regeneration des Partikelfilters im Leerlauf und bei geringen Lasten den Katalysator auf Temperatur zu halten. Da das Öffnen des Ladungswechselventils auf der Ein- und Auslassseite schädlich für die Volllast ist, muss die Öffnungsdauer des Second Event vollvariabel sein oder zumindest abschaltbar.It is preferably provided that the pivot lever during a rotation of the control shaft, the roller cam follower moves in the gate that thereby the valve lift of the gas exchange valve in a larger area, for example at least from 0 to 11 mm is fully variable adjustable. The gas exchange valve is opened several times via the cam elevations on the base circle. Another advantage of the mechanically fully variable valve drive according to the invention is that the exhaust gas temperature is increased by about 100 ° C by the internal residual gas recirculation with Second Event (a second opening of the charge cycle valve) to heat up the catalyst faster during warm-up and the exhaust gas recirculation cooler before sooting protect and maintain the catalyst at idle and at low loads during regeneration of the particulate filter. Since the opening of the charge cycle valve on the inlet and outlet side is detrimental to the full load, the opening duration of the second event must be fully variable or at least be switched off.

Ein Second Event an einem Einlassventil kann damit die Zylinderinnenströmung kontrollieren und last- und drehzahlabhängig einstellen, so dass der Ventilhub bei einem vollvariablen Ventiltrieb sehr schnell von Verbrennungszyklus zu Verbrennungszyklus verändert werden kann. Damit kann bei einem Beschleunigungsvorgang des Fahrzeuges die innere Restgassteuerung sehr schnell erhöht und damit die NOx- Emissionen reduziert werden.A second event on an intake valve can thus control the in-cylinder flow and adjust load and speed-dependent, so that the valve lift can be changed very quickly from combustion cycle to combustion cycle in a fully variable valve train. This can be increased very quickly during an acceleration process of the vehicle, the internal residual gas control and thus the NO x - emissions are reduced.

Mit einem Second Event auf der Auslassseite wird in einem Motor mit drosselfreier Laststeuerung, z.B. einem Dieselmotor, das Restgas sehr effektiv zurückgeführt. Mit dieser inneren Restgasrückführung kann durch die schnelle Änderung der Öffnungszeit des Ladungswechselventils im transienten Betrieb (Beschleunigung des Fahrzeuges) die NOx- Rohemissionen und der AddBlu-Verbrauch reduziert werden. Bei der Steuerung der Restgasmenge mit Second Event wird damit der Kraftstoffverbrauch reduziert, bei optimiertem Öffnungszeitpunkt. Wird das Restgas nur über ein Auslassventil mit Second Event zurückgeführt, kommt es zu keiner Erhöhung der Partikelmenge.With a second event on the exhaust side, the residual gas is returned very effectively in an engine with throttle-free load control, eg a diesel engine. With this inner residual gas recirculation can be reduced by the rapid change in the opening time of the charge cycle valve in transient operation (acceleration of the vehicle) the NO x - raw emissions and the AddBlu consumption. In the control of the amount of residual gas with Second Event thus the fuel consumption is reduced, with optimized opening time. If the residual gas is only returned via an outlet valve with second event, there is no increase in the amount of particles.

Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass mit diesem mechanisch vollvariablen Ventiltrieb der Abgasrückführungskühler gegen Versotten geschützt wird und zugleich deutlich kleiner gebaut werden kann, so dass der Kühlaufwand geringer wird und der Kraftstoffverbrauch besser.A preferred development is seen in the fact that with this mechanically fully variable valve train of the exhaust gas recirculation cooler is protected against spotting and at the same time can be built much smaller, so that the cooling effort is lower and the fuel consumption better.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematisch in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment schematically illustrated in a drawing.

Es zeigt:

  • 1 ein Ausführungsbeispiel eines mechanisch vollvariablen Ventiltriebs.
It shows:
  • 1 an embodiment of a mechanically fully variable valve train.

Bei dem mechanisch vollvariablen Ventiltrieb für ein Gaswechselventil einer Verbrennungskraftmaschine gemäß 1 mit einer mechanisch regelbaren Ventilhubverstellung können die Ladungswechselverluste durch drosselfreie Laststeuerung und der Kraftstoffverbrauch reduziert werden. Der mechanisch vollvariable Ventiltrieb weist einen Rollenschlepphebel 1 mit mehreren Rollen auf. In dem Ausführungsbeispiel mit drei Rollen 2,5,11 weist eine erste Rolle 2 einen Kontakt mit einer Stellwelle 3 und einer Kulisse 4 eines hydraulischen Ventilspielausgleichselementes auf. Dadurch, dass die Stellwelle 3 Kontakt zur Kulisse 4 und zum Rollenschlepphebel 1 aufweist, können die Haltemomente der Stellwelle 3 aber auch gleichzeitig die Verstellmomente reduziert werden. Eine zweite Rolle 5 des Rollenschlepphebels 1 steht in Kontakt mit einem plattenförmig ausgebildeten Ventilabschlusselement 6 eines Gaswechselventils 12. Das plattenförmig ausgebildete Ventilabschlusselement 6 ist in einem Federteller 7 des Ventiltriebes gelagert. Ein Schwenkhebel 8 ist um eine feste Achse 9 drehbar gelagert und weist eine Arbeitskurve 10 auf, auf die eine dritte Rolle 11 des Rollenschlepphebels 1 so einwirkt, dass bei einer Verstellung eines Ventilhubes 13 das Gaswechselventil 12 vollvariabel öffnet und der Schwenkhebel 8 bei einer Drehung der Stellwelle 3 den Rollenschlepphebel 1 gleichzeitig in der Kulisse 4 bewegt und damit ein Ventilhub 13 des Gaswechselventils 12 von beispielsweise 0 bis 11 mm und mehr vollvariabel verstellbar ist. Durch den gleichzeitigen Kontakt der Stellwelle 3 zur Kulisse 4 des Ventilabschlusselementes 6 und zum Rollenschlepphebel 1 können die Haltmomente der Stellwelle 3 und gleichzeitig die Verstellmomente reduziert werden. Der Schwenkhebel 8 wird von einer Nockenwelle 14, die beispielsweise zwei, drei oder vier Nockenerhebungen 15 am Grundkreis aufweist, ausgelenkt und dabei wird das Gaswechselventil 12 über die Nockenerhebungen 15 am Grundkreis mehrfach, vorzugsweise dreimal geöffnet. Durch den erfindungsgemäßen mechanisch vollvariablen Ventiltrieb kann auch Abgastemperatur um ca. 100° C durch die innere Restgasrückführung mit Second Event erhöht werden, um im Warmlauf den Katalysator schneller aufzuheizen und den Abgasrückführkühler vor Versottung zu schützen und bei der Regeneration des Partikelfilters im Leerlauf und bei geringen Lasten den Katalysator auf Temperatur zu halten. Da das Öffnen des Ladungswechselventils auf der Ein- und Auslassseite schädlich für die Volllast ist, muss die Öffnungsdauer des Second Event vollvariabel sein oder zumindest abschaltbar.In the mechanically fully variable valve train for a gas exchange valve of an internal combustion engine according to 1 with a mechanically adjustable valve lift adjustment, the charge cycle losses can be reduced by throttle-free load control and fuel consumption. The mechanically fully variable valve train has a roller cam follower 1 with several roles. In the embodiment with three rollers 2,5,11 has a first role 2 a contact with a control shaft 3 and a backdrop 4 a hydraulic valve clearance compensation element. Due to the fact that the control shaft 3 Contact to the scenery 4 and the roller rocker arm 1 has, the holding moments of the control shaft 3 but at the same time the Verstellmomente be reduced. A second role 5 of the roller cam follower 1 is in contact with a plate-shaped valve closure element 6 a gas exchange valve 12 , The plate-shaped valve end element 6 is in a spring plate 7 stored the valve gear. A pivot lever 8th is about a fixed axis 9 rotatably mounted and has a working curve 10 on top of which a third role 11 of the roller cam follower 1 acts so that when adjusting a valve lift 13 the gas exchange valve 12 fully variable opens and the pivot lever 8th upon rotation of the actuating shaft 3 the roller rocker arm 1 at the same time in the scenery 4 moves and thus a valve lift 13 of the gas exchange valve 12 from 0 to 11 mm and more fully variable adjustable. Due to the simultaneous contact of the control shaft 3 to the scenery 4 of the valve closure element 6 and the roller rocker arm 1 can the holding moments of the control shaft 3 and at the same time the adjustment moments are reduced. The swivel lever 8th is from a camshaft 14 for example, two, three or four cam lobes 15 at the Base circle has deflected and thereby the gas exchange valve 12 about the cam lobes 15 at the base circle several times, preferably three times opened. The inventive fully mechanically variable valvetrain exhaust gas temperature can be increased by about 100 ° C by the internal residual gas recirculation with Second Event to heat the catalyst faster during warm-up and protect the exhaust gas recirculation cooler from sooting and in the regeneration of the particulate filter at idle and at low Loads to keep the catalyst at temperature. Since the opening of the charge cycle valve on the inlet and outlet side is detrimental to the full load, the opening duration of the second event must be fully variable or at least be switched off.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das Ausführungsbeispiel, sondern die Ausbildung der Kurvenbahnen des Rollenschlepphebels und des Schwenkhebels der mechanisch vollvariablen Ventilhubverstellung ist variabel. Der mechanisch vollvariable Ventiltrieb umfasst insbesondere auch Varianten, die durch Kombination von in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung beschriebenen Merkmale bzw. Elementen gebildet werden können. Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie aus der Zeichnungen entnehmbaren Merkmale sind weitere Bestandteile der Erfindung.The invention is not limited to the embodiment, but the formation of the cam tracks of Rollenschlepphebels and the pivot lever of the mechanically fully variable valve lift is variable. In particular, the mechanically fully variable valve train also includes variants that can be formed by combining features or elements described in connection with the present invention. All mentioned in the foregoing description and removable from the drawings features are further components of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
RollenschlepphebelRoller cam
22
erste Rolle des Rollenschlepphebelsfirst roller of the roller cam follower
33
Stellwelleactuating shaft
44
Kulissescenery
55
zweite Rolle des Rollenschlepphebelssecond role of the roller rocker arm
66
plattenförmiges Ventilabschlusselementplate-shaped valve closure element
77
Federtellerspring plate
88th
SchenkhebelSchenk lever
99
feste Achse des Schwenkhebelsfixed axis of the pivot lever
1010
Arbeitskurve des SchwenkhebelsWorking curve of the pivoting lever
1111
dritte Rolle des Rollenschlepphebelsthird roller of the roller cam follower
1212
GaswechselventilGas exchange valve
1313
Ventilhubvalve
1414
Nockenwellecamshaft
1515
Nockenerhebungcam lobe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10140635 A1 [0002]DE 10140635 A1 [0002]
  • DE 102013013913 A1 [0002]DE 102013013913 A1 [0002]

Claims (7)

Mechanisch vollvariabler Ventiltrieb für ein Gaswechselventil einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Schwenkhebel und einem Rollenschlepphebel zur Betätigung eines Gaswechselventils und zur mechanischen Ventilhubverstellung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rollenschlepphebel (1) drei Rollen (2,5,11) aufweist, wobei eine erste Rolle (2) einen Kontakt mit einer Stellwelle (3) und einer Kulisse (4) eines Ventilspielausgleichselementes und eine zweite Rolle (5) Kontakt mit einem Ventilabschlusselement (6), das in einem Federteller (7) eines Gaswechselventils (12) gelagert ist, aufweist, wobei ein Schwenkhebel (8) eine Arbeitskurve (10) aufweist, auf die eine dritte Rolle (11) des Rollenschlepphebels (1) so einwirkt, dass bei einer Verstellung eines Ventilhubes (13) das Gaswechselventil (12) vollvariabel öffnet und bei einer Drehung der Stellwelle (3) der Rollenschlepphebel (1) gleichzeitig in der Kulisse (4) bewegt wird und damit den Ventilhub (13) des Gaswechselventils (12) vollvariabel verstellt.Mechanically fully variable valve train for a gas exchange valve of an internal combustion engine, with a pivot lever and a roller rocker arm for actuating a gas exchange valve and the mechanical valve lift, characterized in that a roller rocker arm (1) has three rollers (2,5,11), wherein a first roller (2 ) a contact with a control shaft (3) and a gate (4) of a valve clearance compensation element and a second roller (5) contact with a valve closure element (6) which is mounted in a spring plate (7) of a gas exchange valve (12), wherein a pivot lever (8) has a working curve (10) on which a third roller (11) of the roller cam follower (1) acts so that when adjusting a valve lift (13) the gas exchange valve (12) opens fully variable and upon rotation of the control shaft (3) the roller rocker arm (1) at the same time in the gate (4) is moved and thus the valve lift (13) of the gas exchange valve (12) vollv Ariabel adjusted. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (8) drehbar um eine feste Achse (9) gelagert ist und von Nockenerhebungen (15) einer Nockenwelle (14), die auf einem Grundkreis angeordnet sind, mehrfach auslenkbar ist.Valve gear after Claim 1 , characterized in that the pivot lever (8) is rotatably mounted about a fixed axis (9) and of cam lobes (15) of a camshaft (14) which are arranged on a base circle, repeatedly deflected. Ventiltrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaswechselventil (12) über die Nockenerhebungen (15) am Grundkreis mehrfach zu öffnen ist.Valve gear after Claim 1 and 2 , characterized in that the gas exchange valve (12) via the cam lobes (15) is to be opened several times at the base circle. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (8) bei einer Drehung der Stellwelle (3) den Rollenschlepphebel (1) so in der Kulisse (4) bewegt, dass dadurch der Ventilhub (13) des Gaswechselventils (12) in einem größeren Bereich verstellbar ist.Valve drive according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the pivot lever (8) during a rotation of the actuating shaft (3) the roller rocker arm (1) in the gate (4) moves, characterized that the valve lift (13) of the gas exchange valve (12) is adjustable over a larger range , Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem plattenförmig ausgebildeten Ventilabschlusselement (6) ablaufende zweite Rolle (5) des Rollenschlepphebels (1) gleit- oder wälzgelagert vorgesehen ist.Valve drive according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that on the plate-shaped valve closing element (6) running off second roller (5) of the roller cam follower (1) is provided slidably or roller bearings. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Kontakt der Stellwelle (3) sowohl zur Kulisse (4) des Ventilspielausgleichselementes als auch zum Rollenschlepphebel (1) die Haltemomente der Stellwelle (3) und gleichzeitig die Verstellmomente reduzierbar sind.Valve drive according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that by the contact of the actuating shaft (3) both to the gate (4) of the valve play compensation element and the roller cam followers (1), the holding moments of the control shaft (3) and at the same time the adjusting moments are reduced. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Rollen (2,5,11) des Rollenschlepphebels (1) aus gehärtetem Stahl ausgebildet sind, wobei der Rollenschlepphebel (1) nicht gehärtet ist.Valve gear according to one of the preceding claims, characterized in that the three rollers (2, 5, 11) of the roller rocker arm (1) are made of hardened steel, wherein the roller rocker arm (1) is not hardened.
DE102017010069.1A 2017-10-29 2017-10-29 Mechanically fully variable valve train for a gas exchange valve of an internal combustion engine Active DE102017010069B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017010069.1A DE102017010069B4 (en) 2017-10-29 2017-10-29 Mechanically fully variable valve train for a gas exchange valve of an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017010069.1A DE102017010069B4 (en) 2017-10-29 2017-10-29 Mechanically fully variable valve train for a gas exchange valve of an internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017010069A1 true DE102017010069A1 (en) 2019-05-02
DE102017010069B4 DE102017010069B4 (en) 2025-03-27

Family

ID=66138033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017010069.1A Active DE102017010069B4 (en) 2017-10-29 2017-10-29 Mechanically fully variable valve train for a gas exchange valve of an internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017010069B4 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020102050A1 (en) 2020-01-29 2021-07-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Fully variable mechanical valve train for a reciprocating internal combustion engine
DE102020117826A1 (en) 2020-07-07 2022-01-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Arrangement for transmitting a valve lift movement for valve actuation in a valve train of an internal combustion engine and method for producing an intermediate lever for such an arrangement

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987007323A1 (en) * 1986-05-21 1987-12-03 Bennett Automotive Technology Pty. Ltd. Engines for use with gaseous fuels
DE10140635A1 (en) 2001-08-13 2003-04-24 Rudolf Flierl Device for independent variable timing adjustment of gas exchange valves of IC engines has valve lifter and crank shaped to make valve acceleration ratio dependent upon set valve stroke
WO2008050817A1 (en) * 2006-10-24 2008-05-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine valve mechanism
DE102008047480A1 (en) * 2008-09-17 2010-04-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Variable stroke valve drive for adjusting stroke of gas shuttle valve in cylinder head of internal-combustion engine, has pivoted lever displaced by eccentric shaft, and spring whose coil is arranged radially around eccentric shaft
US7984705B2 (en) * 2009-01-05 2011-07-26 Zhou Yang Engine braking apparatus with two-level pressure control valves
DE102013013913A1 (en) 2013-08-16 2015-02-19 Alfred Trzmiel Valve control for a gas exchange valve of an internal combustion engine
DE102014013664A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-17 Promescon Gmbh Valve drive device for the independent fully variable opening time adjustment of the gas exchange valves of an internal combustion engine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987007323A1 (en) * 1986-05-21 1987-12-03 Bennett Automotive Technology Pty. Ltd. Engines for use with gaseous fuels
DE10140635A1 (en) 2001-08-13 2003-04-24 Rudolf Flierl Device for independent variable timing adjustment of gas exchange valves of IC engines has valve lifter and crank shaped to make valve acceleration ratio dependent upon set valve stroke
WO2008050817A1 (en) * 2006-10-24 2008-05-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine valve mechanism
DE102008047480A1 (en) * 2008-09-17 2010-04-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Variable stroke valve drive for adjusting stroke of gas shuttle valve in cylinder head of internal-combustion engine, has pivoted lever displaced by eccentric shaft, and spring whose coil is arranged radially around eccentric shaft
US7984705B2 (en) * 2009-01-05 2011-07-26 Zhou Yang Engine braking apparatus with two-level pressure control valves
DE102013013913A1 (en) 2013-08-16 2015-02-19 Alfred Trzmiel Valve control for a gas exchange valve of an internal combustion engine
DE102014013664A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-17 Promescon Gmbh Valve drive device for the independent fully variable opening time adjustment of the gas exchange valves of an internal combustion engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020102050A1 (en) 2020-01-29 2021-07-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Fully variable mechanical valve train for a reciprocating internal combustion engine
DE102020117826A1 (en) 2020-07-07 2022-01-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Arrangement for transmitting a valve lift movement for valve actuation in a valve train of an internal combustion engine and method for producing an intermediate lever for such an arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017010069B4 (en) 2025-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2005080761A1 (en) Valve gear having a cam change-over for the gas exchange valves of a four-stroke combustion engine
EP3421741B1 (en) Variable valve drive
DE102008063336A1 (en) System for achieving a continuously variable valve lift on a motor
DE10228022A1 (en) Valve lifting device for the stroke adjustment of the gas exchange valves of an internal combustion engine
DE102015121313A1 (en) Continuously variable valve lift device and equipped with the same internal combustion engine
EP3385513A1 (en) Variable valve drive
DE102011085708A1 (en) Switchable lever like cam follower assembly for valve train of internal combustion engine, has control contour that moves from unlocked position to coupling position upon movement of control element relative to outer lever
DE102017010069A1 (en) Mechanically fully variable valve train for a gas exchange valve of an internal combustion engine
AT516570B1 (en) Variable valve train
DE102004021375B4 (en) Valve gear of an internal combustion engine with at least one camshaft
DE102017122900A1 (en) Variable camshaft
DE102006002133B4 (en) Valve train for variable stroke actuation of a gas exchange valve of an internal combustion engine
DE102011001288B4 (en) Internal combustion engine
EP1716318B1 (en) Variable stroke valve drive for an internal combustion engine
DE102012106757A1 (en) Infinitely variable valve lift
DE102011085709A1 (en) Switchable lever-like cam follower i.e. switchable rocker arm, for variable valve train of single-cylinder engine of motor cycle, has control body whose contour is transferred to coupling position upon movement of body to operation position
DE102012001303B4 (en) Verstellwellenbetätigung a valve train for internal combustion engines for the actuation of gas exchange valves
DE102018130428A1 (en) Variable valve train with at least two working positions
DE102015214115A1 (en) Hubvariabler valve drive for an internal combustion engine
DE102015205297A1 (en) Internal combustion engine
EP2209972A1 (en) Device for controlling the residual gas content of cylinders of an internal combustion engine
DE102008015137A1 (en) Actuating device for gas exchange valve of internal combustion engine, particularly for motor vehicle, comprises moving cam, which impinges gas exchange valve directly or indirectly, where cam is oscillating cam moved by oscillating drive
DE102013209231A1 (en) Variable valve train and use of such a valve train
DE102011085705A1 (en) Valve train of internal combustion engine e.g. single-cylinder engine of motorcycle, has actuator that generates control movement in response to purely mechanical speed of camshaft
WO2014037130A1 (en) Valve train for an internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
R086 Non-binding declaration of licensing interest
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division