DE60028951T2

DE60028951T2 - Hebelanordnung für gaseinlass- und auslassventile zum verändern des ventilhubs und teilen bei positiver leistung

Info

Publication number: DE60028951T2
Application number: DE60028951T
Authority: DE
Inventors: N. James North Granby USKO
Original assignee: Jacobs Vehicle Systems Inc
Current assignee: Jacobs Vehicle Systems Inc
Priority date: 1999-04-14
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2020-04-14
Also published as: US6354254B1; WO2000061930A1; DE60028951D1; EP1169558A4; EP1169558B1; JP2002541382A; EP1169558A1

Description

Die zugrundeliegende Anmeldung steht in Verbindung mit der am 14. April 1999 eingereichten vorläufigen Anmeldung mit der Seriennummer 60/129,253 und beansprucht deren Priorität.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben wenigstens eines Motorventils beziehungsweise Maschinenventils in einem Motorzylinder beziehungsweise Maschinenzylinder entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine Vorrichtung der hier in Rede stehenden Art ist aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart die Druckschrift EP 0 520 801 ein variables Ventilbetätigungskontrollsystem. Ein Paar von Einlassventilen wird durch Kipphebel und Nockennasen betätigt. Um den Hub der Kipphebeldrehung während eines vorbestimmten Motorbetriebszustandes beziehungsweise Maschinenbetriebszustandes zu ändern, können die beiden Kipphebel mit einem dritten Kipphebel verbunden sein, der über eine Nockennase betätigt wird. Um die drei Kipphebel zu verbinden, sind Kolben innerhalb der Kipphebel vorgesehen. Durch Druckbeaufschlagung durch eine Öffnung in der Kippachse und einen Kanal in einem Kipphebel können die Kolben bewegt werden.
Die Druckschrift US 5,809,952 beschreibt ein Verfahren zum Modifizieren eines Motorventilvorgangs beziehungsweise Maschinenventilvorgangs. Es wird dem Kipphebel ein Fluid zugeführt, wobei der Kipphebel drehbar an einer Kippachse angebracht ist. Die Drehung des Kipphebels relativ zu der Kippachse wird variiert.
Darüber hinaus ist bekannt, dass ein Auslassvorgang in Verbindung mit einem Abgasrückführungsvorgang (EGR exhaust gas recirculation, Abgasrückführung) für heißes Abgas bei der Kontrolle der Emissionen dann von Nutzen ist, wenn eine kleine Menge des Abgases zurück in den Ventilzylinder geleitet und dort mit der Einlassluft vermischt wird. Die Kombination aus Einlassgas und Auslassgas beziehungsweise Abgas mit dem verdünnten Sauerstoff trägt zur Erzeugung einer niedrigeren Verbrennungstemperatur bei, was wiederum die Erzeugung von Stickoxiden verringert. Es existieren jedoch bestimmte Zustände positiver Last, bei denen der Abgasrückführungsvorgang keinen Nutzen bringt. Diese Zustände zeichnen sich unter anderem durch geringe Last und niedrige Mo tordrehzahl beziehungsweise Maschinendrehzahl aus. Der Abgasrückführungsvorgang ist darüber hinaus während des Bremsens des Motors nicht von Nutzen, da der Abgasrückführungsvorgang die Bremsleistung verringert. Es ist daher wünschenswert, den Abgasrückführungsvorgang selektiv anstellbar zu machen, und zwar je nach Bedarf bei positiver Last anstellbar und während des Bremsens abstellbar.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für einen Motor beziehungsweise eine Maschine bereitzustellen, bei der der Einlassventilhub eines Einlassventils geändert werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für eine Maschine bereitzustellen, bei der der Einlassventiltakt geändert werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für eine Maschine bereitzustellen, bei der der Einlassventiltakt geändert werden kann, um die Wirtschaftlichkeit im Zusammenhang mit Emission und Kraftstoff zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für eine Maschine bereitzustellen, bei der der Einlassventiltakt nach vorne oder nach hinten verstellt werden kann, um die Wirtschaftlichkeit im Zusammenhang mit Emission und Kraftstoff zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für einen Überkopfnockendieselmotor bereitzustellen, wobei der Einlassventilhub des Einlassventils geändert werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für einen Überkopfnockendieselmotor bereitzustellen, wobei der Einlassventiltakt geändert werden kann.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für eine Maschine bereitzustellen, bei dem der Auslassventilhub eines Auslassventils geändert werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für eine Maschine bereitzustellen, bei der der Auslassventiltakt geändert werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für eine Maschine bereitzustellen, bei der der Auslassventiltakt geändert werden kann, um die Wirtschaftlichkeit im Zusammenhang mit Emission und Kraftstoff zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für eine Maschine bereitzustellen, bei der der Auslassventiltakt nach vorne oder nach hinten verstellt werden kann, um die Wirtschaftlichkeit im Zusammenhang mit Emission und Kraftstoff zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für einen Überkopfnockendieselmotor bereitzustellen, wo der Auslassventilhub des Auslassventils geändert werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für einen Überkopfnockendieselmotor bereitzustellen, wo der Auslassventiltakt geändert werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für eine Maschine bereitzustellen, die je nach Bedarf einen Betrieb des Auslassventils mit einem Abgasrückführungsvorgang ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für eine Maschine bereitzustellen, bei der ein Abgasrückführungsvorgang während ausgewählter Betriebszustände bei positiver Last möglich ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für eine Maschine bereitzustellen, bei der während des Bremsens des Motors kein Abgasrückführungsvorgang möglich ist.
Um die vorgenannten und weitere erfindungsgemäße Aufgaben zu lösen, sind eine Vorrichtung zum Betreiben wenigstens eines Motorventils in einem Motorzylinder entsprechend Anspruch 1 und ein Verfahren entsprechend Anspruch 15 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit einer Zeichnung beschrieben, in deren Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und die sich wie folgt zusammensetzt.
1 ist ein Graph, der einen Einlass- und Auslassventilhub während verschiedener Motorbetriebszustände bei positiver Last und bei Motorbremsungen darstellt.
2 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Baugruppe aus Kipphebelanordnungen und Einlass- und Auslassventilanordnungen.
3 ist eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Auslasskipphebels.
4 ist eine schematische Teilansicht des Auslasskipphebels von 3, wobei das Kontrollventil in einer Position befindlich ist, in der ein Abgasrückführungsvorgang verhindert wird.
5 ist eine Teilexplosionsansicht des Auslasskipphebels von 3, wobei das Kontrollventil innerhalb eines Schlitzes in der gemeinsamen Kippachse während der Bremsung des Motors und einem ersten positiven Lastbetriebszustand dargestellt ist.
6 ist eine Teilexplosionsansicht des Auslasskipphebels von 3, wobei das Kontrollventil außerhalb des Schlitzes in der gemeinsamen Kippachse während eines zweiten positiven Lastbetriebszustandes dargestellt ist.
7 ist eine schematische Ansicht, die die Auslass-, Einlass- und Bremsventilanordnungen in Verbindung mit der gemeinsamen Kippachse darstellt.
8 ist eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Einlasskipphebels.
9 ist eine weitere schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Einlasskipphebels.
10 ist eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Bremskipphebels.
Detailbeschreibung der Erfindung
Nachstehend wird detailliert Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung genommen, von dem eine Ausgestaltung in der begleitenden Zeichnung dargestellt ist. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Überkopfnockendieselmotor. Ein Einlasskipphebel 30, ein Auslasskipphebel 40 und ein Bremskipphebel 20 sind drehbar an einer Kippachse 50 und entlang dieser beabstandet angeordnet. Der Einlasskipphebel 30 ist derart eingerichtet, dass er mit einem Einlassventilquerhaupt 300 für wenigstens ein Einlassventil in Eingriff treten kann, um das wenigstens eine Einlassventil zu betätigen. Der Auslasskipphebel 40 ist derart eingerichtet, dass er mit einem Auslassventilquerhaupt 400 für wenigstens ein Auslassventil in Eingriff treten kann, um während vorbestimmter Betriebszustände das wenigstens eine Auslassventil zu betätigen. Der Bremskipphebel 20 ist ebenfalls derart eingerichtet, dass er mit dem Querhaupt 400 in Eingriff treten kann, um das wenigstens eine Auslassventil während eines Motorbremszustandes zu betätigen.
Die Kipphebel 20, 30 und 40 sind entlang einer gemeinsamen Kippachse 50 beabstandet, die wenigstens zwei in ihr ausgebildete Durchlässe aufweist. Die Kippachse 50 weist einen Durchlass 51 auf, durch den eine Zufuhr eines Kontrollmotoröls oder einer anderen geeigneten hydraulischen Flüssigkeit je nach Bedarf zu dem Auslasskipphebel 40 erfolgen kann. Eine Ventilanordnung 510 steuert den Motorölfluss zu dem Auslasskipphebel 40. Die Ventilanordnung 510 ist vorzugsweise ein Magnetventil. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist gleichwohl beabsichtigt, dass andere geeignete Ventile anstelle dessen eingesetzt werden können und dass diese Ventile ebenfalls als innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung befindlich betrachtet werden. Die Ventilanordnung 510 kann entweder an der Kippachse 50 oder an dem Motor oder an dem Auslasskipphebel 40 befindlich sein.
Die Kippachse 50 weist einen Durchlass 52 auf, durch den eine Zufuhr eines Kontrollmotoröls oder einer anderen geeigneten hydraulischen Flüssigkeit zu dem Einlasskipphebel 30 erfolgen kann. Eine Ventilanordnung 520 kontrolliert den Motorölfluss zu dem Einlasskipphebel 30. Die Ventilanordnung 520 ist vorzugsweise ein Magnetventil. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist gleichwohl beabsichtigt, dass andere geeignete Ventile anstelle dessen eingesetzt werden können und dass diese Ventile ebenfalls als innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung befindlich be trachtet werden. Die Ventilanordnung 520 kann entweder an der Kippachse 50 oder an dem Motor oder an dem Einlasskipphebel 30 befindlich sein.
Die Kippachse 50 weist einen Durchlass 53 auf, durch den bei Bedarf eine Zufuhr eines Kontrollmotoröls oder einer anderen geeigneten hydraulischen Flüssigkeit zu dem Bremskipphebel 20 erfolgen kann. Eine Ventilanordnung 530 kontrolliert den Motorölfluss zu dem Bremskipphebel 20. Die Ventilanordnung 530 ist vorzugsweise ein Magnetventil. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist gleichwohl beabsichtigt, dass andere geeignete Ventile anstelle dessen eingesetzt werden können und dass diese Ventile ebenfalls als innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung befindlich betrachtet werden. Die Ventilanordnung 530 kann entweder an der Kippachse 50 oder an dem Motor oder an dem Bremskipphebel 20 befindlich sein.
Die Kippachse 50 weist einen Durchlass 54 auf, durch den eine Zufuhr eines Motoröls oder einer anderen geeigneten hydraulischen Flüssigkeit erfolgen kann, um die Kipphebel 20, 30 und 40 zu schmieren, wodurch eine ruckfreie Drehbewegung der Kipphebel 20, 30 und 40 um die gemeinsame Kippachse 50 möglich wird.
Die Kipphebel 20, 30 und 40 entsprechen einer Nockenwelle 10 mit drei beabstandeten Nockennasen 12, 13 und 14. Die Auslassnockennase 14 entspricht dem Auslasskipphebel 40. Ein Abgasrückführungsanschlag 11 entspricht zudem dem Auslasskipphebel 40. Die Einlassnockennase 13 entspricht dem Einlasskipphebel 30. Die Bremsnockennase 12 entspricht dem Bremskipphebel 20.
Der Auslasskipphebel 40 ist, wie in 3 gezeigt ist, drehbar an der gemeinsamen Kippachse 50 angebracht. Ein erstes Ende des Auslasskipphebels 40 umfasst einen Auslassnockennasenfolger 41. Der Auslassnockennasenfolger 41 umfasst vorzugsweise einen Rollenfolger, der derart eingerichtet ist, dass er mit der Auslassnockennase 14 und dem Abgasrückführungsanschlag 11 in Kontakt treten kann. Ein zweites Ende des Auslasskipphebels 40 weist einen Spieleinsteller 42 auf. Der Spieleinsteller 42 ist angrenzend an ein Querhaupt 400 angeordnet. Der Spieleinsteller 42 wird nachstehend detailliert beschrieben. Das Querhaupt 400 ist vorzugsweise eine Brückenvorrichtung, die in der Lage ist, die beiden Auslassventile gleichzeitig zu öffnen. Der Auslasskipphebel 40 umfasst zudem ein Kontrollventil 43. Das Kontrollventil 43 steht mit einem Flüssigkeitsdurchlasskanal 44 in Verbindung, der sich durch den Auslasskipphebel 40 hindurch zu dem Spieleinsteller 42 hin erstreckt. Das Kontrollventil 43 steht zudem mit einem Flüs sigkeitsdurchlasskanal 511 in der gemeinsamen Kippachse 50 in Verbindung, der sich zwischen dem Kontrollventil 43 und dem Flüssigkeitsdurchlasskanal 51 der gemeinsamen Kippachse 50 erstreckt. Der Flüssigkeitsdurchlasskanal 511 endet an einem Kontrollschlitz 512. Das Kontrollventil 43 kann im Inneren des Kontrollschlitzes 512 aufgenommen werden.
Wie vorstehend ausgeführt worden ist, ist der Spieleinsteller 42 an einem Ende des Auslasskipphebels 40 angeordnet. Der Spieleinsteller 42 umfasst eine Schraubenanordnung 421, die eine manuelle Einstellung des Spiels ermöglicht. Ein gewünschtes Spiel kann durch Drehen der Schraubenanordnung 421 eingestellt werden. Eine Federanordnung 422 umgibt, wie in 3 gezeigt ist, die Schraubenanordnung 421. Ein Ende der Federanordnung 422 steht mit einem Ende der Schraubenanordnung 421 in Kontakt. Das gegenüberliegende Ende steht mit einer Spielkolbenanordnung 423, wie in 3 gezeigt ist, in Kontakt. Ein Abschnitt der Schraubenanordnung 421 und der Federanordnung 422 ist innerhalb eines Hohlraumes im Inneren der Kolbenanordnung 423 aufgenommen. Ein freies Ende der Kolbenanordnung 423 umfasst einen Stift 424, der mit dem Querhaupt 400 in Kontakt treten kann. Ist der Durchlasskanal 44 mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllt, so füllt die hydraulische Flüssigkeit sodann den Hohlraum in der Kolbenanordnung 423. Die Kolbenanordnung 423 bewegt sich gegen die Vorspannung der Federanordnung 422 derart nach unten, dass der Stift 424 mit dem Querhaupt 400 in Kontakt tritt. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist beabsichtigt, dass andere geeignete Spieleinsteller, darunter unter anderem elektronisch betriebene Spieleinsteller und mechanisch betriebene Spieleinsteller, anstelle des vorstehend beschriebenen hydraulischen Spieleinstellers ebenfalls zum Einsatz kommen können. Diese Abwandlungen und Modifikationen werden als innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung befindlich betrachtet.
Der Einlasskipphebel 30 ist, wie in 8 und 9 gezeigt ist, drehbar an der gemeinsamen Kippachse 50 angebracht. Ein erstes Ende des Einlasskipphebels 30 umfasst einen Einlassnockennasenfolger 31. Der Einlassnockennasenfolger 31 ist derart eingerichtet, dass er mit der Einlassnockennase 13 in Kontakt treten kann. Ein zweites Ende des Einlasskipphebels 30 weist einen Spieleinsteller 32 auf. Der Spieleinsteller 32 weist denselben Aufbau wie der Spieleinsteller 41 gemäß vorstehender Beschreibung im Zusammenhang mit dem Auslasskipphebel 40 auf. Der Spieleinsteller 32 ist angrenzend an ein Querhaupt 300 befindlich. Der Spieleinsteller 32 wird nachstehend detailliert beschrieben. Das Querhaupt 300 ist ebenfalls vorzugsweise eine Brückenvorrichtung, die in der Lage ist, die beiden Einlassventile gleichzeitig zu öffnen. Der Einlasskipphebel 30 umfasst darüber hinaus ein Kontrollventil 33. Das Kontrollventil 33 steht mit einem Flüssigkeitsdurchlasskanal 34 in Verbindung, der sich durch den Einlasskipphebel 30 zu dem Spieleinsteller 32 hin erstreckt. Das Kontrollventil 33 weist denselben Aufbau wie das Kontrollventil 43 gemäß vorstehender Beschreibung im Zusammenhang mit dem Auslasskipphebel 40 auf. Das Kontrollventil 33 steht darüber hinaus mit einem Flüssigkeitsdurchlasskanal 521 in Verbindung, der sich zwischen dem Kontrollventil 33 und dem Flüssigkeitsdurchlasskanal 52 der gemeinsamen Kippachse 50 erstreckt. Der Flüssigkeitsdurchlasskanal 521 endet an einem Kontrollschlitz 522. Der Kontrollschlitz 522 ist bei dem Ausführungsbeispiel von 9 nicht dargestellt. Das Kontrollventil 33 kann in Inneren des Kontrollschlitzes 522 aufgenommen werden.
Der Spieleinsteller 32 hat einen ähnlichen Aufbau wie der Spieleinsteller 42 gemäß vorstehender Beschreibung. Der Spieleinsteller 32 umfasst eine Schraubenanordnung 321, die die manuelle Einstellung des Spiels ermöglicht. Eine Federanordnung 322 umgibt die Schraubenanordnung 321. Ein Ende der Federanordnung 322 steht mit einem Ende der Schraubenanordnung 321 in Verbindung. Ein gegenüberliegendes Ende steht mit einer Spielkolbenanordnung 323 in Kontakt. Ein Abschnitt der Schraubenanordnung 321 und der Federanordnung 322 ist innerhalb eines Hohlraumes im Inneren der Kolbenanordnung 323 aufgenommen. Ein freies Ende der Kolbenanordnung 323 umfasst einen Stift 324, der mit dem Querhaupt 300 in Kontakt treten kann. Ist der Durchlasskanal 34 mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllt, so füllt die hydraulische Flüssigkeit sodann den Hohlraum in der Kolbenanordnung 323. Die Kolbenanordnung 323 bewegt sich gegen die Vorspannung der Federanordnung 322 derart nach unten, dass der Stift 324 mit dem Querhaupt 300 in Kontakt tritt. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist beabsichtigt, dass andere geeignete Spieleinsteller, darunter unter anderem elektronisch betriebene Spieleinsteller und mechanisch betriebene Spieleinsteller, anstelle des vorbeschriebenen hydraulischen Spieleinstellers ebenfalls zum Einsatz kommen können. Diese Abwandlungen und Modifikationen werden ebenfalls als innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung befindlich angesehen.
Der Bremskipphebel 20 ist, wie in 10 gezeigt ist, drehbar an der gemeinsamen Kippachse 50 angebracht. Der Aufbau des Bremskipphebels 20 ähnelt demjenigen gemäß Offenbarung in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/165,291 und dem Titel „Improved Rocker Brake Assembly With Hydraulic Lock", deren Offenbarung in die Offenbarung der vorliegenden Schrift mitaufgenommen ist. Ein erstes Ende des Bremskipphebels 20 umfasst einen Bremsnockennasenfolger 21. Der Bremsnockennasenfolger 21 umfasst vorzugsweise einen Rollenfolger, der mit der Bremsnockennase 12 in Kontakt ist. Ein zweites Ende des Bremskipphebels 20 weist einen Betätigerkolben 22 auf. Der Betätigerkolben 22 ist von dem Querhaupt 400 des Auslasskipphebels 40 beabstandet. Bei Aktivierung treten der Bremskipphebel 20 und der Betätigerkolben 22 mit dem Querhaupt 40 in Kontakt und öffnen das wenigstens eine Auslassventil. Der Bremskipphebel 20 umfasst darüber hinaus ein Kontrollventil 23. Das Ventil 23 steht mit einem Flüssigkeitsdurchlasskanal 24 in Verbindung, der sich durch den Bremskipphebel 20 zu dem Betätigerkolben 22 hin erstreckt. Das Ventil 24 steht zudem mit einem Flüssigkeitsdurchlasskanal 531 in Verbindung, der sich zwischen dem Ventil 24 und dem Durchlass 53 der gemeinsamen Kippachse 50 erstreckt.
Betrieb bei positiver Last
Entsprechend der vorliegenden Erfindung sind wenigstens zwei Motorbetriebszustände während des positiven Lastmotorbetriebsmodus gegeben. Ein erster Betriebszustand bei positiver Last tritt bei geringer Last und geringer Drehzahl auf, und zwar im Wesentlichen dann, wenn ein Abgasrückführungsvorgang nicht von Nutzen ist. Der zweite Betriebszustand bei positiver Last tritt auf, wenn eine Abgasrückführungsvorgang von Nutzen ist.
Der Betrieb des Auslasskipphebels 40 während des ersten Betriebszustandes bei positiver Last wird nachstehend beschrieben. Während des ersten Betriebszustandes ist die Ventilanordnung 510 geschlossen. Hydraulische Flüssigkeit strömt nicht von dem Durchlass 51 zu dem Auslasskipphebel 40. Das Kontrollventil 43 verbleibt innerhalb des Kontrollschlitzes 512, wie in 4 und 5 gezeigt ist. Der Bewegungsbereich des Kipphebels 40 ist auf die Größe des Kontrollschlitzes 512 begrenzt. Hydraulische Flüssigkeit wird nicht an den Spieleinsteller 42 geliefert. Der Spieleinsteller 42 ist nicht ausgefahren, wodurch der Auslassventilhub verringert und der Auslassventiltakt, wie in 1 durch die Linie C angedeutet ist, verzögert wird. Darüber hinaus wird der mit dem Abgasrückführungsanschlag 11 in Verbindung stehende Hub absorbiert, sodass kein Abgasrückführungsvorgang auftritt.
Der Betrieb des Einlasskipphebels 30 während des ersten Betriebszustandes bei positiver Last wird nachstehend beschrieben. Während des ersten Betriebszustandes ist die Ventilanordnung 520 geschlossen. Hydraulische Flüssigkeit strömt nicht von dem Durchlass 52 zu dem Einlassventil 30. Das Kontrollventil 33 verbleibt innerhalb des Kon trollschlitzes 522, wie in 8 gezeigt ist. Der Bewegungsbereich des Kipphebels 30 ist auf die Größe des Kontrollschlitzes 522 begrenzt. Hydraulische Flüssigkeit wird nicht an den Spieleinsteller 32 geliefert. Der Spieleinsteller 32 wird nicht ausgefahren, wodurch der Einlassventilhub verringert und der Einlassventiltakt, wie in 1 durch die Linie E angedeutet ist, verzögert wird.
Der Betrieb des Bremskipphebels 20 während des ersten Motorbetriebszustandes bei positiver Last wird nachstehend beschrieben. Während des ersten Betriebszustandes ist die Ventilanordnung 530 geschlossen. Das Kontrollventil 23 verbleibt innerhalb der Ausnehmung 532 des Kipphebels 50. Der Bremskipphebel 20 ist deaktiviert. Der Bremsnockennasenfolger 21 steht nicht mit der Bremsnase 12 in Kontakt.
Der Betrieb des Auslasskipphebels 40 während des zweiten Betriebszustandes bei positiver Last wird nachstehend beschrieben. Während des zweiten Betriebszustandes ist die Ventilanordnung 510 geöffnet. Hydraulische Flüssigkeit fließt von dem Durchlass 51 her in der gemeinsamen Kippachse 50. Das Vorhandensein der hydraulischen Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitsdurchlasskanals 511 und des Kontrollschlitzes 512 bewirkt, dass das Kontrollventil 43 aus dem Kontrollschlitz 512 heraus, wie in 3 und 6 gezeigt ist, vorgespannt wird. Der Bewegungsbereich des Kipphebels 40 ist nicht begrenzt. Darüber hinaus wird die hydraulische Flüssigkeit an den Spieleinsteller 42 geliefert, der ausgefahren wird und mit dem Querhaupt 400 in Kontakt tritt. Sämtliche Bewegung des Kipphebels 40, wenn dieser in Kontakt mit der Auslassnockennase 14 ist, wird über den Spieleinsteller 42 auf das Querhaupt 400 übertragen. Damit tritt keine Verringerung des Auslassventilhubes auf, wie durch Linie B in 1 angedeutet ist. Darüber hinaus tritt keine Verzögerung beim Auslassventiltakt auf, wie in 1 durch Linie B angedeutet ist.
Der Betrieb des Einlasskipphebels 30 während des zweiten Betriebszustandes bei positiver Last wird nachstehend beschrieben. Während des zweiten Betriebszustandes ist die Ventilanordnung 520 geöffnet. Hydraulische Flüssigkeit strömt von dem Durchlass 52 her in der gemeinsamen Kippachse 50. Das Vorhandensein hydraulischer Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitsdurchlasskanals 521 und des Kontrollschlitzes 522 bewirkt, dass das Kontrollventil 33 aus dem Kontrollschlitz 522 heraus vorgespannt wird. Der Bewegungsbereich des Einlasskipphebels 30 ist nicht begrenzt. Hydraulische Flüssigkeit kann nunmehr zu dem Spieleinsteller 432 strömen, der ausgefahren wird, um mit den Querhaupt 300 in Kontakt zu treten. Sämtliche Bewegung des Einlasskipphebels 300 wird, wenn dieser in Kontakt mit der Einlassnockennase 13 steht, über den Spieleinsteller 32 auf das Querhaupt 300 übertragen. Im Ergebnis treten keine Verringerung des Einlassventilhubes und keine Verzögerung beim Einlassventiltakt auf, wie in 1 durch die Linie D angedeutet ist.
Der Betrieb des Bremskipphebels 20 während des zweiten Betriebszustandes bei positiver Last ist der gleiche wie während des ersten Betriebszustandes. Der Bremskipphebel 20 ist deaktiviert.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist beabsichtigt, dass die Ventilanordnungen 510 und 520 unabhängig voneinander betrieben und auch unabhängig voneinander derart eingestellt werden können, dass Takt und Hub der Auslassventile und der Einlassventile variiert werden können.
Betrieb bei Bremsung des Motors
Der Betrieb des Auslasskipphebels 40 während eines Motorbremszustandes wird nachstehend beschrieben. Während einer Bremsung des Motors ist die Ventilanordnung 510 geschlossen. Hierdurch wird möglich, dass hydraulische Flüssigkeit innerhalb des Durchlasskanals 44 von dem Kipphebel 40 abgezogen wird, wodurch bewirkt wird, dass sich der Spieleinsteller 42 derart zurückzieht, dass er nicht mehr in Kontakt mit dem Querhaupt 400 steht. Die hydraulische Flüssigkeit fließt nicht mehr aus dem Durchlass 51 zu dem Auslasskipphebel 40. Das Kontrollventil 43 kehrt in eine Position innerhalb des Kontrollschlitzes 512, wie in 3 und 6 gezeigt ist, zurück. Der Bewegungsbereich des Kipphebels 40 ist damit auf die Größe des Kontrollschlitzes 512 begrenzt. Der Spieleinsteller 42 verringert erneut den Auslassventilhub und verzögert den Auslassventiltakt, wie in 1 durch die Linie C angedeutet ist. Darüber hinaus wird der Hub in Verbindung mit dem Abgasrückführungsanschlag 11 absorbiert, sodass kein Abgasrückführungsvorgang auftritt. Der Betrieb des Einlasskipphebels 30 während einer Bremsung des Motors wird nachstehend beschrieben. Die Ventilanordnung 520 ist geschlossen. Hierdurch wird möglich, dass hydraulische Flüssigkeit innerhalb des Durchlasskanals 34 aus dem Einlasskipphebel 30 abgezogen wird, wodurch bewirkt wird, dass sich der Spieleinsteller 32 derart zurückzieht, dass er nicht mehr mit dem Querhaupt 300 in Kontakt steht. Die hydraulische Flüssigkeit fließt nicht von dem Durchlass 52 zu dem Einlasskipphebel 30. Das Kontrollventil 33 kehrt in eine Position innerhalb des Kontrollschlitzes 522, wie in 8 gezeigt ist, zurück. Der Bewegungsbereich des Kipphebels 30 ist erneut auf die Größe des Kontrollschlitzes 522 begrenzt. Der Spieleinsteller 32 ist nicht ausgefahren, wodurch der Einlassventilhub verringert und der Einlassventiltakt verzögert wird, wie in 1 durch die Linie C angedeutet ist.
Der Betrieb des Bremskipphebels 20 während eines Motorbremszustandes wird nachstehend beschrieben. Während einer Bremsung des Motors wird die Ventilanordnung 530 betätigt. Hydraulische Flüssigkeit kann nunmehr aus dem Durchlass 53 durch den Durchlasskanal 531 innerhalb der Kippachse 50 strömen. Das Kontrollventil 23 wird gegen die Strömung der hydraulischen Flüssigkeit derart vorgespannt, dass die hydraulische Flüssigkeit durch den Durchlasskanal 24 zu dem Betätigerkolben 22 hin strömt. Der Betätigerkolben 22 wird anschließend derart in die vollständig ausgefahrene Position ausgefahren, dass er mit dem Querhaupt 400 in Kontakt tritt. Ist der Durchlasskanal 24 mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllt und der Druck innerhalb des Ventils 23 ausgeglichen, so wird eine hydraulische Arretierung gebildet, die den Betätigerkolben 22 in der ausgefahrenen Position hält. Der Betrieb des Auslassventils wird nunmehr teilweise von dem Bremskipphebel 20 in Reaktion auf eine Betätigung durch die Bremsnockennase 12 kontrolliert. Der Betrieb der Auslassventile erfolgt in Reaktion auf das Profil der Bremsnockennase 12, wie in 1 durch die Linie A angedeutet ist.
Einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet erschließt sich, dass verschiedenartige Modifikationen und Abwandlungen an Aufbau und Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang beziehungsweise den Geist der vorliegenden Erfindung zu verlassen. So kann beispielsweise der Bremskipphebel 20 weggelassen werden. Die Bremsung des Motors kann mittels herkömmlicher Verfahren erfolgen. Verschiedene Variationen wurden im vorstehenden Text erläutert. Darüber hinaus ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung beabsichtigt, dass diese auch in einem Motor vom nockenlosen Typ mit gemeinsamer Leitung verwendet werden kann, wobei dann die vorbeschriebenen Kipphebel elektronisch betätigt werden können. Weiteres erschließt sich einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet unmittelbar. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung sämtliche Modifikationen und Abwandlungen, so sie in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen oder deren Äquivalenten entsprechen, umfasst.

Claims

Vorrichtung zum Betreiben von wenigstens einem Motorventil in einem Motorzylinder, die umfasst: einen Kipphebel (20, 30, 40), der drehbar auf einer Kippachse (50) angebracht ist, zum Antreiben des wenigstens einen Motorventils; einen Ventiltrieb der in selektiven Kontakt mit dem Kipphebel (20, 30, 40) ist, zum Drehen des Kipphebels (20, 30, 40) durch einen Drehbereich um die Kippachse (50) und der Ventiltrieb ein Nocken (12, 13, 14) ist, gekennzeichnet durch Mittel zum Eingreifen in die Kippachse (50), um den Bereich der Drehung des Kipphebels während eines vorher festgelegten Maschinenbetriebszustandes zu variieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Eingriffsmittel umfasst: einen Kontrollschlitz (512, 522), der in der Kippachse (50) ausgebildet ist; und eine freigebbare Anordnung (23, 33), die in einer Bohrung angeordnet ist, die im Kipphebel (20, 30, 40) ausgebildet ist, zum selektiv freigebenden Eingreifen in den Kontrollschlitz (512, 522).
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Eingriffsmittel den Takt des Öffnens, von dem wenigstens einem Motorventil während des vorher festgelegten Maschinenbetriebszustands modifiziert, wenn die freigebbare Anordnung in dem Kontrollschlitz (512, 522) aufgenommen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der vorher festgelegte Maschinenbetriebszustand wenigstens einer von einem ersten positiven Lastbetriebszustand, einem zweiten positiven Lastbetriebszustand und einem Maschinenbremszustand ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Eingriffsmittel den Hub des wenigstens einem Motorventils während dem vorher festgelegten Maschinenbetriebszustand modifiziert, wenn die freigebbare Anordnung in dem Kontrollschlitz (512, 522) aufgenommen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der vorher festgelegte Maschinenbetriebszustand wenigstens einer von einem ersten positiven Lastbetriebszustand, einem zweiten positiven Lastlastbetriebszustand und einem Maschinenbremszustand ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Eingriffsmittel weiter umfasst: Zuführmittel zum selektiven Zuführen von Hydraulikflüssigkeit zum Kipphebel (20, 30, 40) und eine Hydraulikleitung, die in dem Kipphebel ausgebildet ist, zum Aufnehmen der Hydraulikflüssigkeit von dem Zuführmittel und zum Liefern der Hydraulikflüssigkeit an die freigebbare Anordnung.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die freigebbare Anordnung ein Kontrollventil (23, 33) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Bereich der Drehung des Kipphebels (20, 30, 40) durch die Größe des Kontrollschlitzes (512, 522) begrenzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die freigebbare Anordnung (23, 33) selektiv den Kontakt zwischen dem Kipphebel (20, 30, 40) und dem Ventiltrieb (12, 13, 14) begrenzt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der vorher festgelegte Maschinenzustand ein positiver Maschinenlastbetriebszustand bei niedrigen Drehzahlen ist und wobei die freigebbare Anordnung (23, 33) einen Abgasrückführungsvorgang modifiziert, wenn die freigebbare Anordnung in dem Kontrollschlitz (512, 522) aufgenommen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Eingriffsmittel weiter einen Spieleinsteller (32, 42) umfasst, der in einer Bohrung angeordnet ist, die im Kipphebel (20, 30, 40) ausgebildet ist, wobei die freigebbare Anordnung (23, 33) den Betrieb des Spieleinstellers (32, 42) modifiziert, wenn die freigebbare Einrichtung im Kontrollschlitz (512, 522) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Motorventil wenigstens ein Abgasventil ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Motorventil wenigstens ein Einlassventil ist.
Verfahren zum selektiven Modifizieren eines Maschinenventilvorgangs während eines vorher festgelegten Maschinenbetriebszustands, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: selektives Zuführen einer Hydraulikflüssigkeit zu einem Kipphebel (20, 30, 40) der drehbar an einer Kippachse (50) angebracht ist; Bereitstellen eines Ventiltriebs (12, 13, 14) in selektivem Kontakt mit dem Kipphebel (20, 30, 40) zum Drehen des Kipphebels durch einen Drehbereich um die Kippachse (50), wobei der Ventiltrieb ein Nocken (12, 13, 14) ist, gekennzeichnet durch Eingreifen in die Kippachse (50), um einen Drehbereich des Kipphebels (20, 30, 40) auf der Kippachse (50) zu variieren, reagierend auf das Zuführen der Hydraulikflüssigkeit zu dem Kipphebel (20, 30, 40), um dabei den Maschinenventilvorgang zu modifizieren.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Maschinenventilvorgang ein Abgasrückführungsvorgang ist und wobei der vorher festgelegte Maschinenbetriebszustand wenigstens einer von einem ersten positiven Lastbetriebszustand, einem zweiten positiven Lastbetriebszustand und einem Maschinenbremszustand ist.