DE102008006704A1

DE102008006704A1 - Internal-combustion engine, has balance piston mechanically coupled with one charge-cycle valve, where piston is provided in clearance compensation chamber and divides chamber in two working chambers

Info

Publication number: DE102008006704A1
Application number: DE102008006704A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Uhlenbrock; Ralph Engelberg; Joel Oudart
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2009-08-06

Abstract

The engine has a hydraulic actuator for operating a set of charge-cycle valves (1, 2) along opening and closing direction. A valve clearance compensation unit (6) is arranged between the charge-cycle valves and a hydraulic actuator (3). A clearance compensation chamber (7) is filled with liquid, and a balance piston (8) mechanically coupled with one of the charge-cycle valves is provided in the chamber. The piston divides the chamber in two working chambers (7.1, 7.2). The compensation unit is fastened to a coupling element (9) over a support (10).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.The The invention is based on an internal combustion engine of the type of the main claim.

Es ist schon eine Brennkraftmaschine aus der DE 10147305 A1 bekannt, mit einem hydraulischen Steller, mittels dem über ein Koppelelement zwei Gaswechselventile betätigbar sind. Das Koppelelement ist T-förmig ausgeführt, wobei ein Querträger des Koppelelementes die zwei Gaswechselventile miteinander verbindet. Der Querträger des Koppelelementes ist über ein Drehgelenk mit einem Längsträger des Koppelelementes verbunden. Durch diese Drehgelenklagerung des Querträgers können die beiden Gaswechselventile einen unterschiedlichen Hub ausführen, wodurch eine Längentoleranz zwischen den beiden Gaswechselventilen ausgleichbar ist. Nachteilig ist jedoch, dass kein Spielausgleich an der Vorrichtung vorgesehen ist.It is already an internal combustion engine from the DE 10147305 A1 known, with a hydraulic actuator, by means of which a coupling element two gas exchange valves can be actuated. The coupling element is T-shaped, wherein a cross member of the coupling element connects the two gas exchange valves together. The cross member of the coupling element is connected via a rotary joint with a longitudinal carrier of the coupling element. By this pivotal mounting of the cross member, the two gas exchange valves perform a different stroke, whereby a length tolerance between the two gas exchange valves can be compensated. The disadvantage, however, is that no play compensation is provided on the device.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass ein in zwei Richtungen wirksamer Spielausgleich realisiert wird, indem zwischen dem zumindest einen Gaswechselventil und dem hydraulischen Steller zumindest ein Ventilspielausgleichsmittel vorgesehen ist, das jeweils eine mit Flüssigkeit gefüllte Spielausgleichskammer aufweist, in der jeweils ein mit zumindest einem Gaswechselventil mechanisch gekoppelter Kolben vorgesehen ist, der die Spielausgleichskammer in zwei Arbeitskammern teilt. Da der hydraulische Steller das zumindest eine Gaswechselventil in Öffnungs- und Schließrichtung aktiv verstellt, ist es vorteilhaft, wenn das Ventilspielausgleichsmittel in beide axiale Richtungen, also in Öffnungs- und Schließrichtung, einen Spielausgleich ausführen kann.The Internal combustion engine according to the invention with the characterizing Features of the main claim has the advantage over that a two-way effective clearance compensation is realized, by between the at least one gas exchange valve and the hydraulic Steller is provided at least one valve clearance compensation means, the each one filled with liquid clearance compensation chamber in each case one with at least one gas exchange valve mechanically coupled piston is provided, the play compensation chamber divided into two working chambers. Since the hydraulic actuator that at least a gas exchange valve in the opening and closing direction actively adjusted, it is advantageous if the valve lash adjuster in both axial directions, ie in the opening and closing direction, can perform a clearance compensation.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Brennkraftmaschine möglich.By the measures listed in the dependent claims are advantageous developments and improvements in the main claim specified internal combustion engine possible.

Besonders vorteilhaft ist, wenn der hydraulische Steller und das zumindest eine Ventilspielausgleichsmittel über ein Koppelelement miteinander verbunden sind, da über das Koppelelement zwei Gaswechselventile gemeinsam betätigbar sind.Especially is advantageous if the hydraulic actuator and the at least a valve clearance compensation means via a coupling element are connected to each other, because on the coupling element two gas exchange valves can be actuated together.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn das Ventilspielausgleichsmittel über ein Lager mit dem Koppelelement verbunden ist, da auf diese Weise ein Toleranzausgleich quer zur Schließ- bzw. Öffnungsrichtung der Gaswechselventile und eine Kompensation von Winkelfehlern erreicht wird. In Schließ- bzw. Öffnungsrichtung der Gaswechselventile besteht eine steife bzw. starre Verbindung.Farther is advantageous if the valve lash adjuster over a bearing is connected to the coupling element, as in this way a tolerance compensation transversely to the closing or opening direction the gas exchange valves and a compensation of angular errors achieved becomes. In the closing or opening direction of the gas exchange valves there is a stiff or rigid connection.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn eine untere Arbeitskammer des Ventilspielausgleichsmittels über einen Zulauf befüllbar ist. Außerdem ist die untere Arbeitskammer des Ventilspielausgleichsmittels über eine Verbindungsöffnung mit einer oberen Arbeitskammer strömungsverbunden. Und die die obere Arbeitskammer des Ventilspielausgleichsmittels ist über einen Ablauf entleerbar.Very It is advantageous if a lower working chamber of the valve play compensation means via a Inlet can be filled. In addition, the lower one Working chamber of the valve lash adjuster via a Connection opening fluidly connected to an upper working chamber. And the upper working chamber of the valve lash adjuster can be emptied via a drain.

Auch vorteilhaft ist, wenn der Zulauf hinsichtlich des Strömungsquerschnittes größer als die Verbindungsöffnung und größer als der Ablauf ausgeführt ist. Der Ablauf wiederum ist hinsichtlich des Strömungsquerschnittes kleiner als die Verbindungsöffnung und kleiner als der Zulauf ausgelegt. Auf diese Weise werden die untere und die obere Arbeitskammer mit Hydraulikfluid versorgt.Also is advantageous if the inlet with respect to the flow cross-section larger than the connection opening and greater than the sequence is executed. The sequence in turn is with regard to the flow cross-section smaller than the connection opening and smaller than that Inlet designed. In this way, the lower and the upper Working chamber supplied with hydraulic fluid.

Desweiteren vorteilhaft ist, wenn in der unteren Arbeitskammer ein Federelement vorgesehen ist, das sich am einen Ende am Gehäuse der unteren Arbeitskammer und am anderen Ende am Ausgleichskolben abstützt. Auf diese Weise wird der Ausgleichskolben bei abgeschalteter Brennkraftmaschine in einer definierten Position gehalten.Furthermore is advantageous if in the lower working chamber, a spring element is provided, which at one end to the housing of the lower Working chamber and supported at the other end on the balance piston. In this way, the balance piston when the engine is switched off held in a defined position.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.One Embodiment of the invention is in the drawing shown simplified and in the following description in more detail explained.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Die Zeichnung zeigt ausschnittsweise und schematisch eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine.The Drawing shows a detail and schematically an inventive Internal combustion engine.

Die Brennkraftmaschine weist zumindest einen Zylinder auf, dessen sogenannter Gaswechsel über Einlassventile 1 und Auslassventile 2 gesteuert wird. Die Einlass- und Auslassventile 1, 2 werden im folgenden als Gaswechselventile bezeichnet.The internal combustion engine has at least one cylinder whose so-called gas exchange via intake valves 1 and exhaust valves 2 is controlled. The intake and exhaust valves 1 . 2 are referred to below as gas exchange valves.

Zumindest ein Gaswechselventil 1, 2 wird mittels eines hydraulischen Stellers 3 betätigt, wie er beispielsweise aus der DE 101 47 305 A1 bekannt ist. Der hydraulische Steller 3 hat einen in einem Stellzylinder 4 geführten Stellkolben 5, der hydraulisch verstellbar ist und mit zumindest einem Gaswechselventil 1, 2 mechanisch gekoppelt ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel werden zwei Einlass- oder zwei Auslassventile 1, 2 gemeinsam von einem hydraulischen Steller 3 betätigt. Hierzu ist gemäß dem Ausführungsbeispiel ein Koppelelement 9 vorgesehen, das an seinem einen Ende mit dem Stellkolben 5 und an seinem anderen Ende mit den beiden Gaswechselventilen 1, 2 verbunden ist. Das Koppelelement 9 ist beispielsweise T-förmig ausgeführt mit einem mit dem Stellkolben 5 verbundenen Längsträger 9.1 und mit einem zwei Gaswechselventile 1, 2 miteinander verbindenden Querträger 9.2. Der Querträger 9.2 ist starr mit dem Längsträger 9.1 verbunden.At least one gas exchange valve 1 . 2 is by means of a hydraulic actuator 3 pressed, as he for example from the DE 101 47 305 A1 is known. The hydraulic actuator 3 has one in a control cylinder 4 guided actuator piston 5 , which is hydraulically adjustable and with at least one gas exchange valve 1 . 2 is mechanically coupled. According to the embodiment, two intake or two exhaust valves 1 . 2 together by a hydraulic actuator 3 actuated. For this purpose, according to the embodiment, a coupling element 9 provided, which at its one end with the adjusting piston 5 and at the other end with the two gas exchange valves 1 . 2 connected is. The coupling element 9 is for example T-shaped with one with the actuator piston 5 connected longitudinal beams 9.1 and with a two gas exchange valves 1 . 2 interconnecting cross member 9.2 , The crossbeam 9.2 is rigid with the side member 9.1 connected.

Erfindungsgemäß ist zwischen dem zumindest einen Gaswechselventil 1,2 und dem hydraulischen Steller 3 zumindest ein Ventilspielausgleichsmittel 6 vorgesehen, das jeweils eine mit Flüssigkeit gefüllte Spielausgleichskammer 7 aufweist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist jedem Gaswechselventil 1, 2 ein separates Ventilspielausgleichsmittel 6 zugeordnet. Das Ventilspielausgleichsmittel 6 ermöglicht einen Ventilspielausgleich sowohl in Öffnungsrichtung als auch in Schließrichtung der Gaswechselventile 1, 2. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem in der Spielausgleichskammer 7 jeweils ein Ausgleichskolben 8 vorgesehen ist, der die Spielausgleichskammer 7 in zwei Arbeitskammern 7.1, 7.2 teilt. Beide Arbeitskammern 7.1, 7.2 sind mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Öl, gefüllt, die jeweils ein Flüssigkeitspolster zur Kraftübertragung von dem hydraulischen Steller 3 über das Ventilspielausgleichsmittel 6 auf das Gaswechselventil 1, 2 bildet. Der Ausgleichskolben 8 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel mit einem der Gaswechselventile 1, 2 mechanisch gekoppelt, wobei dieser Teil des Gaswechselventils 1, 2 oder ein separat mit dem Gaswechselventil 1, 2 verbundener Kolben sein kann. Das Ventilspielausgleichsmittel 6 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel über ein Lager 10 mit dem Koppelelement 9 verbunden, wobei das Lager 10 eine Drehung des Ventilspielausgleichsmittels 6 und/oder einen Versatz bzw. Verschiebung quer zur Verstellrichtung des Gaswechselventils 1, 2 zulässt. Das Lager 10 ist beispielsweise eine am Querträger 9.2 befestigte Kugel, die von einer am Ventilspielausgleichsmittel 6 befestigten Klammer hintergriffen wird.According to the invention, between the at least one gas exchange valve 1 . 2 and the hydraulic actuator 3 at least one valve lash adjuster 6 provided, each one filled with liquid clearance balancing chamber 7 having. According to the embodiment, each gas exchange valve 1 . 2 a separate valve lash adjuster 6 assigned. The valve lash adjuster 6 allows a valve clearance compensation both in the opening direction and in the closing direction of the gas exchange valves 1 . 2 , This is inventively achieved by in the clearance compensation chamber 7 one balance piston each 8th is provided, the game compensation chamber 7 in two working chambers 7.1 . 7.2 Splits. Both working chambers 7.1 . 7.2 are filled with a liquid, such as oil, each having a liquid cushion for transmitting power from the hydraulic actuator 3 via the valve lash adjuster 6 on the gas exchange valve 1 . 2 forms. The balance piston 8th is according to the embodiment with one of the gas exchange valves 1 . 2 mechanically coupled, this part of the gas exchange valve 1 . 2 or one separately with the gas exchange valve 1 . 2 may be connected piston. The valve lash adjuster 6 is according to the embodiment of a bearing 10 with the coupling element 9 connected, the bearing 10 a rotation of the valve lash adjuster 6 and / or an offset or displacement transversely to the adjustment of the gas exchange valve 1 . 2 allows. The warehouse 10 is for example one on the cross member 9.2 attached ball coming from one on the lash adjuster 6 fastened clamp is engaged behind.

Der Ventilspielausgleich erreicht einen Toleranzausgleich der Bauteile der Vorrichtung, derart, dass das Gaswechselventil 1, 2 jeweils seine Schließposition erreicht, also an seinem Ventilsitz anliegt, wenn der hydraulische Steller 3 in seine obere Endposition gelangt. Die Schließposition des Gaswechselventils 1, 2 und die obere Endposition des hydraulischen Stellers 3 werden auf diese Weise aufeinander abgestimmt. Wenn der hydraulische Steller 3 seine obere Endposition erreicht hat, das Gaswechselventil 1, 2 jedoch noch nicht geschlossen ist, strömt Flüssigkeit über den Zulauf 12 in die untere Arbeitskammer 7.1 und gleichzeitig Flüssigkeit über den Ablauf 13 aus der oberen Arbeitskammer 7.2 heraus. An der Verbindungsöffnung 14 entsteht eine Leckage aus der unteren Arbeitskammer 7.1 in die obere Arbeitskammer 7.2, die am Zulauf 12 nachgespeist und am Ablauf 13 abgeführt wird. Auf diese Weise vergrößert sich die untere Arbeitskammer 7.1 und verkleinert sich die obere Arbeitskammer 7.2, so dass sich der Ausgleichskolben 8 in Schließrichtung verschiebt, das Gaswechselventil 1, 2 an seinem Ventilsitz zum Anliegen kommt und geschlossen wird. Wenn umgekehrt das Gaswechselventil 1, 2 seine Schließposition erreicht hat, der hydraulische Steller 3 jedoch noch nicht, entsteht durch die Schließkraft des Ausgleichskolbens 8 in der unteren Arbeitskammer 7.1 ein Überdruck sowie in der oberen Arbeitskammer ein Unterdruck, wodurch Flüssigkeit aus der unteren Arbeitskammer 7.1 über die Verbindungsöffnung 14 in die obere Arbeitskammer 7.2 strömt, so dass sich die untere Arbeitskammer 7.1 verkleinert und die obere Arbeitskammer 7.2 vergrößert. Durch den Überdruck in der unteren Arbeitskammer 7.1 strömt kein oder nur wenig Fluid aus der unteren Arbeitskammer 7.1 in den Zulauf 12. Durch den Unterdruck in der oberen Arbeitskammer 7.2 strömt kein oder nur wenig Fluid durch den Ablauf 13 in die obere Arbeitskammer 7.2. Durch die erfindungsgemäße Ausführung kann der hydraulische Steller 3 bei geschlossenem Gaswechselventil 1, 2 in seine obere Endposition fahren.The lash adjuster achieves a tolerance compensation of the components of the device, such that the gas exchange valve 1 . 2 each reaches its closed position, that is applied to its valve seat when the hydraulic actuator 3 reaches its upper end position. The closed position of the gas exchange valve 1 . 2 and the upper end position of the hydraulic actuator 3 are matched in this way. If the hydraulic actuator 3 has reached its upper end position, the gas exchange valve 1 . 2 However, not yet closed, liquid flows over the inlet 12 in the lower working chamber 7.1 and at the same time liquid over the drain 13 from the upper working chamber 7.2 out. At the connection opening 14 there is a leakage from the lower working chamber 7.1 in the upper working chamber 7.2 at the inlet 12 nachgepeist and on the expiration 13 is dissipated. In this way, the lower working chamber increases 7.1 and shrinks the upper working chamber 7.2 , so that the balance piston 8th shifts in the closing direction, the gas exchange valve 1 . 2 comes to rest on his valve seat and is closed. If, conversely, the gas exchange valve 1 . 2 has reached its closed position, the hydraulic actuator 3 however, not yet, arises from the closing force of the balance piston 8th in the lower working chamber 7.1 a positive pressure as well as in the upper working chamber a negative pressure, whereby liquid from the lower working chamber 7.1 over the connection opening 14 in the upper working chamber 7.2 flows, leaving the lower working chamber 7.1 downsized and the upper working chamber 7.2 increased. Due to the overpressure in the lower working chamber 7.1 No or little fluid flows out of the lower working chamber 7.1 in the inflow 12 , Due to the negative pressure in the upper working chamber 7.2 No or little fluid flows through the drain 13 in the upper working chamber 7.2 , Due to the embodiment of the invention, the hydraulic actuator 3 with closed gas exchange valve 1 . 2 drive to its upper end position.

Die untere, dem Gaswechselventil 1, 2 zugewandte Arbeitskammer 7.1 ist über einen Zulauf 12 befüllbar. Die obere, dem Gaswechselventil 1, 2 abgewandte Arbeitskammer 7.2 ist über einen Ablauf 13 entleerbar. Außerdem sind die beiden Arbeitskammern 7.1, 7.2 über eine Verbindungsöffnung 14, beispielsweise einem Ringspalt zwischen dem Stellzylinder 4 und dem Stellkolben 5, miteinander strömungsverbunden. Der Zulauf 12 der unteren Arbeitskammer 7.1 hat einen den Durchfluß bestimmenden ersten Drosselquerschnitt 15 und der Ablauf 13 der oberen Arbeitskammer 7.2 einen zweiten Drosselquerschnitt 16. Die Verbindungsöffnung 14 zwischen den beiden Arbeitskammern 7.1, 7.2 weist einen dritten Drosselquerschnitt 17 auf. Der erste Drosselquerschnitt 15 des Zulaufs 12 ist größer ausgebildet als der dritte Drosselquerschnitt 17 der Verbindungsöffnung 14 und größer als der zweite Drosselquerschnitt 16 des Ablaufs 13. Der dritte Drosselquerschnitt 17 der Verbindungsöffnung 14 ist kleiner als der Drosselquerschnitt 15 des Zulaufs 12, aber größer als der zweite Drosselquerschnitt 16 des Ablaufs 13. Der zweite Drosselquerschnitt 16 ist am kleinsten von den drei Drosselquerschnitten ausgelegt. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Kammern 7.1, 7.2 gleichmäßig und funktionsgerecht befüllt und entleert werden.The lower, the gas exchange valve 1 . 2 facing working chamber 7.1 is about a feed 12 fillable. The upper, the gas exchange valve 1 . 2 remote working chamber 7.2 is about a process 13 emptied. In addition, the two working chambers 7.1 . 7.2 via a connection opening 14 , For example, an annular gap between the actuating cylinder 4 and the actuator piston 5 , flow-connected to each other. The feed 12 the lower working chamber 7.1 has a flow restricting first throttle area 15 and the process 13 the upper working chamber 7.2 a second throttle cross-section 16 , The connection opening 14 between the two working chambers 7.1 . 7.2 has a third throttle cross-section 17 on. The first throttle cross-section 15 of the inlet 12 is formed larger than the third throttle cross-section 17 the connection opening 14 and larger than the second throttle area 16 of the process 13 , The third throttle cross-section 17 the connection opening 14 is smaller than the throttle cross section 15 of the inlet 12 but larger than the second throttle area 16 of the process 13 , The second throttle cross-section 16 is the smallest of the three throttle sections designed. In this way it is achieved that the chambers 7.1 . 7.2 evenly and functionally filled and emptied.

In der unteren Arbeitskammer 7.1 kann ein Federelement 20 vorgesehen sein, das sich am einen Ende am Gehäuse der unteren Arbeitskammer 7.1 und am anderen Ende am Ausgleichskolben 8 abstützt. Auf diese Weise wird der Ausgleichskolben 8 bei abgeschalteter Brennkraftmaschine in einer definierten Position gehalten.In the lower working chamber 7.1 can be a spring element 20 be provided, which at one end to the housing of the lower working chamber 7.1 and at the other end on the balance piston 8th supported. In this way, the balance piston 8th held in a defined position when the engine is switched off.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10147305 A1 [0002, 0013]

Claims

Internal combustion engine with a hydraulic actuator, by means of which at least one gas exchange valve is actuated, characterized in that between the at least one gas exchange valve ( 1 . 2 ) and the hydraulic actuator ( 3 ) at least one valve clearance compensation means ( 6 ) is provided, each having a liquid filled clearance compensation chamber ( 7 ), in each case one with one of the gas exchange valves ( 1 . 2 ) mechanically coupled balance piston ( 8th ) is provided, which the clearance compensation chamber ( 7 ) in two working chambers ( 7.1 . 7.2 ) Splits.

Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the hydraulic actuator ( 3 ) and the at least one lash adjuster ( 6 ) via a coupling element ( 9 ) are interconnected.

Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the valve clearance compensation means ( 6 ) about a warehouse ( 10 ) on the coupling element ( 9 ) is attached.

Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that each gas exchange valve ( 1 . 2 ) a separate valve clearance compensation means ( 6 ) assigned.

Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that a lower working chamber ( 7.1 ) of the valve lash adjuster ( 6 ) via an inlet ( 12 ) is fillable.

Internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the lower working chamber ( 7.1 ) of the valve lash adjuster ( 6 ) via a connection opening ( 14 ) with an upper working chamber ( 7.2 ) is fluidly connected.

Internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the upper working chamber ( 7.2 ) of the valve lash adjuster ( 6 ) via a process ( 13 ) is emptied.

Internal combustion engine according to claim 7, characterized in that the inlet ( 12 ) with respect to the flow cross-section greater than the connection opening ( 14 ) and larger than the sequence ( 13 ) is executed.

Internal combustion engine according to claim 8, characterized in that the sequence ( 13 ) with respect to the flow cross-section smaller than the connection opening ( 14 ) and smaller than the inlet ( 12 ) is executed.

Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that in the lower working chamber ( 7.1 ) a spring element ( 20 ) is provided.