EP0455761A1 - Hydraulische ventilsteuervorrichtung für brennkraftmaschinen. - Google Patents

Hydraulische ventilsteuervorrichtung für brennkraftmaschinen.

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EP0455761A1
EP0455761A1 EP19900915296 EP90915296A EP0455761A1 EP 0455761 A1 EP0455761 A1 EP 0455761A1 EP 19900915296 EP19900915296 EP 19900915296 EP 90915296 A EP90915296 A EP 90915296A EP 0455761 A1 EP0455761 A1 EP 0455761A1
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EP
European Patent Office
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valve
pressure
control
piston
storage
Prior art date
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EP19900915296
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French (fr)
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EP0455761B1 (de
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Helmut Rembold
Ernst Linder
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP0455761B1 publication Critical patent/EP0455761B1/de
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    • 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
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
    • F01L9/11—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic in which the action of a cam is being transmitted to a valve by a liquid column
    • F01L9/12—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic in which the action of a cam is being transmitted to a valve by a liquid column with a liquid chamber between a piston actuated by a cam and a piston acting on a valve stem
    • F01L9/14—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic in which the action of a cam is being transmitted to a valve by a liquid column with a liquid chamber between a piston actuated by a cam and a piston acting on a valve stem the volume of the chamber being variable, e.g. for varying the lift or the timing of a valve
    • 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
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34446—Fluid accumulators for the feeding circuit

Definitions

  • the pressure line is controlled via a 3/2-way valve by, according to a special exemplary embodiment (FIGS. 8 and 9), the directional valve in one switch ⁇ position connects the pressure line with the pressure chamber of a valve tappet and in the other switching position with the pressure chamber of another valve tappet and this using only a single liquid reservoir for both pressure chambers.
  • One control position of the solenoid valve is used for two engine intake valves and only one accumulator is used for both intake valves.
  • valve control device with the characterizing features of the main claim has the advantage that a lower control pressure from the control line is sufficient to lift the accumulator piston from its valve seat. Since the control line is controlled by the solenoid valve, opening the solenoid valve in the delivery line, which is under low preliminary pressure, acts as a pressure surge of the control oil on the accumulator piston.
  • valve control edge of the accumulator valve is preferably the bottom edge of the accumulator piston, which cooperates with a fixed seat, so that in the rest or initial position of the accumulator piston, the pressure channel is delimited radially by the circumferential surface of the accumulator piston, while the accumulator space by Face of the storage piston is limited.
  • a slide control of this storage valve can of course also be provided, according to which the pressure channel is connected to the storage space only after a certain minimum path of the storage piston has been covered.
  • the individual valve control units are each only up to a drive of 180 ° via the electronic control unit Camshaft angle of rotation (° NW) controllable, so that several valve control units are controlled by only one solenoid valve, overlapping control times, that is to say switch-on times of the solenoid valve, above 180 ° NW per valve are prevented.
  • the control line is branched to the individual control units. The control periods of these control units therefore have no overlaps above 180 ° angle of rotation of the crankshaft (° KW) from the start of the control process of the respective control unit.
  • groups of valve control units can be controlled by a first division of the control line downstream of the solenoid valve by at least one pre-selection valve. This can be used particularly advantageously in engines with larger inlet closing angles.
  • the preselection valve is designed as a 3/2-way valve, two pressure chambers being controllable via a 3/2-way valve in connection with the control valve.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through the valve control device of an engine intake valve with the associated hydraulic circuit diagram
  • FIG. 2 shows a detail from FIG. 1 on an enlarged scale
  • Fig. 3 three stacked control diagrams of the opening movement of the valve
  • 4 and 5 show two variants of the hydraulic circuit diagram of FIG. 1
  • 6 shows a variant in the storage piston control with a corresponding and enlarged section from FIG. 1.
  • a hydraulic valve control device is shown in longitudinal section and as a hydraulic circuit diagram. This is arranged between a valve stem 2 carrying a valve plate and a drive cam 4 rotating with a camshaft 3.
  • the valve stem 2 is axially displaceably guided in a valve housing 5 and is loaded in the closing direction of the valve by valve closing springs 6 and 7, as a result of which the valve disk 1 is pressed onto a valve seat 8 in the valve housing 5.
  • the valve disk 1 controls a valve inlet opening 9 formed between it and the valve seat 8 when the valve is open.
  • the delivery line 31 leads to a 2/2 solenoid valve 34 which controls a control line 35 which leads to the storage space 26 via a check valve 36.
  • a supply pressure accumulator 37 is connected to the delivery line 31 shortly before the solenoid valve 34, the storage pressure of which is coordinated with the pressure control valve 33 and which is largely filled with control oil in the closed position of the solenoid valve 34 shown.
  • Additional control lines 38 branch off from the control line 35 and lead to further engine control valve units of the same engine, these units being designed in accordance with the one shown.
  • a filling line 39 branches off from the delivery line 31, which leads to the pressure channel 21 and in which a check valve 41 opening towards the pressure channel 21 is arranged.
  • a spring plate 44 of a weak spring 45 is tensioned by the storage spring 24 within the cup-shaped storage piston 23 onto the storage piston piston bottom, the spring 45 loading the movable valve member of a relief valve 46 which is in a relief line 47 is arranged, which connects the storage space 26 with the storage spring space 48.
  • the relief line 47 is designed here as a throttle line, so that it acts as a throttle for an outflow of control oil from the storage space 26 to the storage spring space 48.
  • the relief valve 46 can also be designed as a pressure control valve in order to maintain a certain admission pressure in the storage space 26.
  • the advantage is that the time at which the solenoid valve 34 opens the closing of the engine valve initiates, the further closing movement of the engine valve being effected by the valve closing springs 6 and 7 - apart from the pressures in the combustion chamber itself which act on the valve plate 1 - being determined by the evasion speed of the storage piston 23.
  • FIG. 3 shows three diagrams of the working stroke profile of the valve for three different speeds, which are shown one above the other.
  • the stroke of the motor valve h (ordinate) is shown as ⁇ KW (abscissa) over the degree of rotation of the crankshaft.
  • the first diagram a is for an engine speed of 1000 rpm; the second diagram b corresponds to a speed of 3000 rpm and the lowest diagram c applies to a speed of 5000 rpm.
  • the outer jacket curve in all three diagrams corresponds to the opening and closing process of the inlet valve without the influence of the interference via the solenoid valve 34.

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Description

Hydraulische Ventilsteuervorrichtung für Brennkraft- maschinen
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Ven- tiIsteuervorrichtung für eine Brεnnkraf maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Bei einer bekannten hydraulischen Ventilsteuervor¬ richtung der gattungsgemäßen Art (DE-OS 3 511 820) wird über ein 3/2-Wegeventil die Druckleitung gesteu¬ ert, indem gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel (Fig. 8 und 9) das Wegeventil in der einen Schalt¬ stellung die Druckleitung mit dem Druckraum eines Ventilstößels und in der anderen Schaltstellung mit dem Druckraum eines anderen Ventilstößels verbindet und dies unter Verwendung nur eines einzigen Flüssig¬ keitsspeichers für beide Druckräume. Es werden also für zwei Motoreinlaßventile je eine Steuerstellung des Magnetventils und für beide Einlaßventile nur ein Speicher verwendet. Die Präzision der Steuerung, d.h. wie genau der angestrebte Öffnungszeitquerschni t des Motorventils erreichbar ist, hängt besonders bei hohen Drehzahlen davon ab, wie groß das gesamte Ölvo- lumen ist, das bei der Steuerung hin und her gescho¬ ben werden muß und wieviele Steuerkanäle mit entspre¬ chenden Steuerquerschnitten durchströmt werden müs¬ sen. Für die Kosten und die Störanfälligkeit einer solchen hydraulischen Ventilsteuervorrichtung ist vor allem das Magnetventil beachtlich, wobei bei Motoren üblicher Maximaldrehzahl die mögliche Schaltfrequenz dieser Magnetventile bei weitem nicht ausgenutzt ist. Hinzu kommt die Belastung für die Kosten jedes extra Magnetventils.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden (DE-P 38 15 668.7), bei einer gattungsgemäßen hydraulischen Ven¬ tilsteuervorrichtung den Speicherkolben als beweg¬ liches Ventilglied auszubilden, wobei die Stirnkante des Kolbens mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, wo¬ durch die Verbindung zwischen Druckleitung und Spei¬ cherraum steuerbar ist. Der Speicherkolben dient gleichzeitig als Anker eines stromlos offenen Magnet¬ ventils, so daß bei erregtem Magnet die Druckleitung vom Speicherraum getrennt ist. Zwar ist durch diese Lösung eine Kombination von Flüssigkeitsspeicher und Magnetventil erreicht, bei der das gleiche Teil einerseits als bewegliches Ventilglied des Magnetven¬ tils und andererseits als Speicherkolben dient, es muß jedoch für jede Ventilsteuereinheit eine solche "Magnetventilspeichereinheit" zur Verfügung stehen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Ventilsteuervorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem¬ gegenüber den Vorteil, daß bereits ein niedriger be¬ stimmter Steuerdruck von der Steuerleitung her ge¬ nügt, um den Speicherkolben von seinem Ventilsitz ab¬ zuheben. Da die Steuerleitung durch das Magnetventil gesteuert wird, wirkt sich ein Öffnen des Magnetven¬ tils in der unter geringem Vordruck stehenden Förder¬ leitung als Druckstoß des Steueröls auf den Speicher¬ kolben aus .
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist am Speicherkolben eine entgegen der Kraft der Speicherfeder wirkende und vom Druck des im Druck¬ kanal vorhandenen Steueröls stets beaufschlagte Druckfläche vorhanden, wobei die Kraft der Speicher¬ feder größer ist als die Steuerkraft zuzüglich der durch diese Druckfläche bewirkten Vordruckkraft. Diese unterstützende Betätigungskraft, die am Spei¬ cherkolben vom Druckraum her an der Druckfläche angreift, ist dann entsprechend groß, wenn der zugeordnete Ventilstößel gerade durch den Antriebsπocken betätigt wird und dadurch im Druckraum der hohe zur Einlaßventilbetätigung erforderliche Arbeitsdruck erzeugt wird. Bei der gleichzeitigen Beaufschlagung von mehreren Speicherkolben durch den Steuerdruck bleibt bei dieser Ausgestaltung der Er¬ findung somit der Druckstoß bei all den Speicherkol¬ ben unwirksam, bei denen auch der Antriebsnocken des Motorventils gerade unwirksam ist. Der Steuerdruck auch mit Druckstoß reicht hier alleine nicht aus, um den Speicherkolben vom Ventilsitz abzuheben. Durch sehr einfache Weise wird damit ermöglicht, daß mehre¬ re Steuereinheiten gleichzeitig vom Steuerdruck be¬ aufschlagt werden, und trotzdem nur ene Speicherkol¬ ben vom Sitz abheben, bei denen auch der Ventilstößel gerade vom Antriebsnockeπ betätigt wird. Da es sich hier um ein kräfteausgewogenes System handelt, genügt bereits ein geringerer Steuerdruck, so daß es möglich ist mit einfachen Niederdruckmagnetventilen zu arbei¬ ten. Sobald der Speicherkolben einmal von seinem Sitz abgehoben hat, wird wie bei der Grundausführung nach Anspruch 1 seine weitere Verschiebung durch den hohen Druck vom Druckraum her bewirkt, da nunmehr das Steueröl über die Druckfläche hinaus die ganze Stirn¬ fläche des Speicherkolbens beaufschlagt. Allerdings muß in jedem Fall der Steuerdruck recht genau einge¬ stellt sein, um zu dem gewünschten Zeitpunkt auch das tatsächliche Abheben des Speicherkolbens vom Sitz zu erzielen. Als Ventilsteuerkante des Speicherventils dient hier¬ bei vorzugsweise die Bodenkante des Speicherkolbens, die mit einem feststehenden Sitz zusammenwirkt, so daß in der Ruhelage oder Ausgangslage des Speicher¬ kolbens der Druckkanal radial durch die Mantelfläche des Speicherkolbens begrenzt wird, während der Spei¬ cherraum durch die Stirnfläche des Speicherkolbens begrenzt ist. Hierfür kann beispielsweise im Bereich des Sitzes eine Ringnut um die Mantelfläche gebildet sein, so daß die Hydraulik flüssigkeit nach Abheben des Speicherkolbens vom Sitz gleichmäßig von allen Seiten in den Speicherraum strömen kann. Vorzugsweise wird auch die Druckfläche am Speicherkolben durch eine Stufe, in dessen Mantelfläche gebildet, so daß der Durchmesser des Ventilsitzes etwas kleiner ist als der Durchmesser des Speicherkolbens in seinem radial geführten Abschnitt und wobei die sich dabei ergebende Differenzringfläche die Druckfläche bildet.
Statt einer Sitzsteuerung kann natürlich auch eine Schiebersteuerung dieses Speicherventils vorgesehen sein, gemäß der erst nach Zurücklegung eines bestimm¬ ten Minimalweges des Speicherkolbens der Druckkanal mit dem Speicherraum verbunden wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zweigt vom Speicherraum eine Entlastungsleitung ab, in welcher eine Staudrossel und möglicherweise ein Druckhalteventil enthalten sind. Die Eπtlastungslei- tung ist vorzugsweise im Boden des Speicherkolbens angeordnet ist und verbindet den Speicherraum mit dem Speicherfederrau , so daß über das Druckhalteventil abströmende Flüssigkeitsmengen in den grundsätzlich druckentlasteten Speicherfederraum und von dort in den Ölbehälter strömen können. Durch dieses Druckhal¬ teventil wird die Schaltpräzision zusätzlich erhöht, da hierdurch im Speicherraum ein exakter definier¬ barer Steuerdruck erzielbar ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist stromauf des Magnetventils an die För¬ derleitung ein Vordruckspeicher angeschlossen. Durch diesen Vordruckspeicher wird eine zusätzliche Präzi¬ sierung sowie Aufrechterhaltung des Steuerdrucks er¬ zielt, da in dem Moment, in dem das Magnetventil auf¬ macht, sich trotz schnellen Wegströ ens einer Teil¬ menge zum Speicher- bzw. Steuerraum hin dieser Druck des Vordruckspeichers fortsetzt und dort einen definierten Druckstoß bewirkt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Magnetventil als 2/2-Wegeventil ausgebildet mit dem Vorteil einer hohen Schaltfre¬ quenz und Betriebssicherheit bei geringem Fertigungs¬ aufwand .
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kraft der Speicherfeder geringer als die aus Steuerdruck und Speicherkolbenboden ge¬ bildete, am Speicherkolben angreifende Aufsteuer- kraft, wobei gegebenenfalls der durch das Druckhalte¬ ventil eingestellte Steuerdruck geringer ist als jener niedere Druck der Flüssigkeitsquelle, und es ist die Au ffülleitung durch den Speicherkolben ge¬ steuert, wobei die Au ffül leitung nach Herstellen der Verbindung zwischen Druckkanal und Speicherraum ge¬ sperrt wird und in der Ausgangslage des Speicherkol¬ bens wieder geöffnet ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann diese Steuerung derart sein, daß auf der Mantelfläche des Speicherkolbens eine Längsnut vorhanden ist, die in stetiger Überdeckung mit einer in der den Spei¬ cherkolben aufnehmenden Bohrung vorhandenen Ringnut steht und in Ruhestellung bzw. Ausgangsstellung des Speicherkolbens mit dem Druckkanal verbunden ist, je¬ doch, nachdem der Speicherkolben aus seiner Ausgangs¬ stellung entgegen der Kraft der Speicherfeder ver¬ schoben wird, von dem Druckkanal getrennt wird. Natürlich können statt einer Längsnut mehrere derar¬ tige Längsnuten oder auch eine Ringnut auf der Man¬ telfläche des Speicherkolbens angeordnet sein. Maßge¬ bend ist, daß die Verbindung zwischen Auffül leitung und Druckkanal nach Abheben des Speicherkolbens von seinem Sitz unterbrochen wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Förderleitung stromauf des Magnet¬ ventils über eine Au ffül leitung mit dem Druckkanal verbunden, wobei in der Auffülleitung ein in Richtung Druckkanal öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist. Hierdurch werden sich während des Betriebes einstel¬ lende Leckverluste ausgeglichen und es wird außerdem ein konstanter Vordruck im Druckkanal bzw. Druckraum eingestellt, um die Kräftebilanz zusätzlich zu präzi¬ sieren .
Nach einer weiteren vorteilhaf en Ausgestaltung der Erfindung für die selbständiger Schutz beansprucht wird und die den Einsatz der Erfindung nur bei mehr- zylindrigen Brennkraftmaschinen betrifft, sind über das elektronische Steuergerät die einzelnen Ventil- steuereiπheiten (Magnetventile) jeweils nur bis zu einem Antrieb von 180° Nockenwellenverdrehwinkel (°NW) steuerbar, so daß mehrere Ventilsteuereinheiten durch nur ein Magnetventil gesteuert werden, wobei Überschneidungen von Steuerzeiten, also Einschaltzei¬ ten des Magnetventils, oberhalb von 180° NW pro Ven¬ til unterbunden sind. Stromab des Magnetventils ist die Steuerleitung zu den einzelnen Steuereinheiten verzweigt. Die Betätigungszeitabschnitte dieser Steuereinheiten weisen also keine Überschneidungen oberhalb von 180° Drehwinkel der Kurbelwelle (°KW) ab Beginn des Aufsteuervorgangs der jeweiligen Steuer¬ einheit auf. Hierbei wird eine Eigenart der hydrau¬ lischen Ventilsteuereinrichtungen ausgenutzt, daß nämlich bei zunehmenden Drehzahlen der endgültige Schließzeitpunkt sich in Bezug auf den ablaufenden Drehwinkel der Kurbelwelle verspätet. Diese Verzöge¬ rung des Schließvorgangs hängt mit den mit zunehmen- der Drehzahl steigenden Massebeschleunigungskräften zusammen, sowie mit abnehmenden Steuerzeitabschnit¬ ten bei gleichbleibender Schließgeschwindigkeit (federkraftbestimmt), wobei das mittlere Druckniveau im Druckraum des Stößels absinkt. Bei hoher Drehzahl entspricht die Schließgeschwindigkeit in etwa der Nockengeschwindigkeit. Zudem ist bei hoher Drehzahl der Einlaßschluß des Motorventils so ausgelegt, daß er etwa 60 - 80° KW nach unterem Totpunkt, d. h. nach dem Wendepunkt der Antriebsnockenbahn erreicht wird. Hierdurch wird bei hoher Drehzahl eine maximale Lei¬ stung erzielt. Eine Steigerung der Leistung ist über die Motorventilsteuerung dort nicht mehr erreichbar. Anders ist es bei niedriger Motordrehzahl, bei der beispielsweise bei Einlaßschluß um 180° KW durch mög¬ lichst Frühlegen des endgültigen Schließens des Motorventils eine Leistungssteuerung erzielbar ist. In jedem Fall jedoch ist bei mittleren und niederen Drehzahlen in dem Bereich größer 180° KW kein durch die Ventilschließfedern bewirkter Hochdruck mehr im Druckraum oder Druckkanal vorhanden. Hierbei wird da¬ von ausgegangen, daß der untere Totpunkt, also der Wendepunkt der Antriebsnockenbahn bei 120° NW liegt. Je früher nunmehr das Motorventil schließen soll, d. h. je früher das Speicherventil aufgesteuert wird, desto geringer sind diese Auswirkungen der Schlie߬ kräfte, so daß für eine vernünftige Steuerung vor¬ teilhaf erweise all die Steuereinheiten über eine er¬ findungsgemäße Ventilsteuervorrichtung über nur ein Magnetventil steuerbar sind, bei denen es zwischen den Ventilhüben bei diesen ersten 180° KW keine zeit¬ lichen Überschneidungen gibt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Gruppen von Ventilsteuereinheiten nach einer ersten Aufteilung der Steuerleitung stromab des Magnetventils durch mindestens ein Vorwahlventil für sich steuerbar. Dies ist besonders vorteilhaft bei Motoren mit größeren Einlaßschließwinkeln anwendbar.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Vorwahlventil als 2/2-Wegeventi1 ausgebildet, wobei dann entsprechend mehrere solche Vorwahlventile parallel geschaltet sind.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Vorwahlventil als 3/2-Wegeventil ausgebildet, wobei über ein 3/2-Wegeventil in Verbin¬ dung mit dem Steuerventil jeweils zwei Druckräume steuerbar sind.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschriebung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Ventil¬ steuervorrichtung eines Motoreinlaßventils mit dem dazugehörigen Hydraulikschaltplan; Fig. 2 einen Aus¬ schnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab; Fig. 3 drei übereinander angeordnete Steuerdiagramme der Öffnungsbeweguπg des Ventils; Fig. 4 und Fig. 5 zwei Varianten des Hydraulikschaltplans von Fig. 1; Fig. 6 eine Variante in der Speicherkolbensteuerung mit einem entsprechenden sowie vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße hydraulische Ven- tilsteuervorrichtung im Längsschnitt sowie als Hydraulikschaltplan dargestellt. Diese ist zwischen einem einen Ventilteller tragendem Ventilschaft 2 und einem mit einer Nockenwelle 3 umlaufenden Antriebsnocken 4 angeordnet. Der Ventilschaft 2 ist in einem Ventilgehäuse 5 axial verschiebbar geführt und ist in Schließrichtung des Ventils durch Ventilschließfedern 6 und 7 belastet, wodurch der Ventilteller 1 auf einen Ventilsitz 8 im Ventilgehäuse 5 gepreßt wird. Der Ventilteller 1 steuert eine zwischen ihm und dem Ventilsitz 8 bei geöffnetem Ventil gebildete Ventileinlaßöffnung 9.
Die hydraulische Ventilsteuervorrichtung weist ein in eine Gehäusebohrung 10 des Motorventilgehäuses 5 ein¬ gesetztes Steuergehäuse 11 auf, in welchem eine Federkammer 12 angeordnet ist, wobei in der Federkam¬ mer 12 die Ventilschließfedern 6 und 7 koaxial zuein¬ ander untergebracht sind. Im Steuergehäuse 11 ist von unten her ein mit dem Ventilschaft 2 verankerter und axial verschiebbarer sowie durch die Ventilschlie߬ federn 6 und 7 belasteter topfför iger Federteller 13 eingeschoben. In einer zentralen axial durchgehenden Bohrung 14 des Steuergehäuses 11 ist ein mit dem Ventilschaft 2 des Einlaßventils formschlüssig zusam¬ menwirkender Ventilkolben 15 und über diesem ein Arbeitskolben 16 eines Nockenkolbens 17 axial ver¬ schiebbar angeordnet. Der Arbeitskolben 16 ist durch eine Rückstellfeder 18 belastet, die sich einerseits an einer Schulter des S euergehäuses 11 abstützt und andererseits an einem Flansch des Arbeitskolbens 16 angreift und dadurch den Nockenkolben 17 an den Ventilsteuernocken 4 preßt.
Zwischen den einander zugewandten Stirnflächen des Ventilkolbens 15 und des Arbeitskolbens 16 ist in der Gehäusebohrung 14 ein mit Öl gefüllter Druckraum 19 eingeschlossen, wobei die wirksame Länge des gesamten Ventilstößels durch die Ölmenge bestimmt wird, die in diesem Druckraum 19 vorhanden ist. Bei Verringern der eingeschlossenen Ölmenge ist der wirksame Öffnungshub des Einlaßventils geringer; bei Aufrechterhalten der maximalen Füllung ist der Hub des Einlaßventils maximal .
Der Druckraum 19 steht über einen Druckkanal 21 mit einem Speicherventil 22 in Verbindung, das einen radial dichtenden topfförmigen Speicherkolben 23 auf¬ weist, der durch eine Speicherfeder 24 belastet in seiner dargestellten Ruhestellung auf einem Ventil¬ sitz 25 aufliegt. Die untere Stirnfläche des Spei¬ cherkolbens 23 begrenzt dabei einen Speicherraum 26, während ein Teil der Mantelfläche des Speicherkolbens 23 einen diesen umgebenden Ringkanal 27 abgrenzt, in den der Druckkanal 21 mündet.
Die Ventilsteuervorrichtung arbeitet mit einem Hydraulikkreislauf, mit einer Förderpumpe 28, die aus einem Ölbehälter 29 das Steueröl ansaugt und über eine Förderleitung 31 der Ventilsteuervorrichtung zuführt. Zur Erzielung eines bestimmten Förderdrucks ist in einer von der Förderleitung 31 abzweigenden und zum Ölbehälter 29 zurückführenden Leitung 32 ein Drucksteuerventil 33 angeordnet.
Die Förderleitung 31 führt zu einem 2/2-Magnetventil 34, welches eine Steuerleitung 35 steuert, die über ein Rückschlagventil 36 zum Speicherraum 26 führt. An die Förderleitung 31 ist kurz vor dem Magnetventil 34 ein Vordruckspeicher 37 angeschlossen, dessen Spei¬ cherdruck mit dem Drucksteuerventil 33 abgestimmt ist und der in der dargestellten Schließstellung des Magnetventils 34 weitgehend mit Steueröl aufgefüllt ist. Von der Steuerleitung 35 zweigen weitere Steuer¬ leitungen 38 ab, die zu weiteren Motorsteuerventil¬ einheiten des selben Motors führen, wobei diese Ein¬ heiten entsprechend der dargestellten ausgebildet sind . Von der Förderleitung 31 zweigt eine Auffülleitung 39 ab, die zum Druckkanal 21 führt und in der ein zum Druckkanal 21 hin öffnendes Rückschlagventil 41 ange¬ ordnet ist .
In Fig. 2 ist das Speicherventil 22 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Im Bereich des Ringkanals 27 weist der Speicherkolben auf seiner Mantelfläche einen Absatz 42 auf, durch den eine in Öffnungsrich¬ tung dieses Ventils wirkende Druckschulter 43 ent¬ steht. Entsprechend ist der Durchmesser des Ventil¬ sitzes 25 kleiner als der Durchmesser des Speicher¬ kolbens 23 in seinem radialen Führungsbereich.
Durch die Speicherfeder 24 wird innerhalb des topf- förmig ausgebildeten Speicherkolbens 23 ein Feder¬ teller 44 einer schwachen Feder 45 auf den Speicher¬ kolbenboden gespannt, wobei die Feder 45 das beweg¬ liche Ventilglied eines Entlastungsventils 46 be¬ lastet, welches in einer Entlastungsleitung 47 ange¬ ordnet ist, die den Speicherraum 26 mit dem Speicher¬ federraum 48 verbindet. Die Entlastungsleitung 47 ist hier als Drosselleitung ausgebildet, so daß sie als Staudrossel für einen Abfluß von Steueröl aus dem Speicherraum 26 zum Speicherfederraum 48 wirkt. Das Entlastungsventil 46 kann zudem als Drucksteuerventil ausgebildet sein, um so im Speicherraum 26 einen be¬ stimmten Vordruck aufrecht zu erhalten.
Die in Fig. 1 und 2 beschriebene Ventilsteuervorrich- tung arbeitet wie folgt: Beim Rotieren der Nockenwel¬ le 3 wird über den Antriebsnockεn 4 der Nockenkolben
17 mit Arbeitskolben 16 entgegen der Rückstellfeder
18 nach unten verschoben und verdrängt im Druckraum
19 das Hydrauliköl nach unten. Der dabei erzeugte Druck setzt sich einerseits über den Druckkanal 21 zum Speicherveπtil 22 hin fort wirkt aber vor allem auf die obere Stirnfläche des Ventilkolbens 15, wobei dieser einschließlich dem Ventilschaft 2 mit Ventil¬ teller 1 entgegen der Kraft der Ventilschließfedern 6 und 7 nach unten geschoben wird, wobei der Ventiltel¬ ler 1 vom Ventilsitz 8 abhebt und die Einlaßöffnung 9 freigibt, so daß entsprechend dem freigegebenen Quer¬ schnitt und der zur Verfügung stehenden Öffnungszeit, also entsprechend dem Öffnungszeitquerschnitt Ver¬ brennungsluft in den Brennraum des Motors strömt. Die Öffnung des Einlaßventils erfolgt synchron mit den Saughüben des Motorkolbens, wobei wiederum in Abstim¬ mung mit der Zündfolge bzw. des Kurbeltriebs der Brennkraftmaschine die einzelnen Motorventile nach¬ einander geöffnet werden, beispielsweise, wenn die nebeneinander angeordneten Motorzylinder mit I bis IV durchnummeriert sind, die Öffnungs- bzw. Zündreihen¬ folge sein könnte III, IV, II und zuletzt I wonach dann wieder bei einer solchen 4-Zylinder-Brennkraft- maschine das Motorventil von Zylinder III öffnen würde, usw.
Der vom Druckraum 19 während des Antriebs des Öffnungsventils vorhandene, verhältnismäßig hohe Druck überträgt sich über den Druckkanal 21 in den Ringkanal 27 des Speicherventils 22 und beaufschlagt dort die Druckschulter 43 am Speicherkolben 23 ent¬ gegen der Kraft der Speicherfeder 24. Die durch die Fläche der Druckschulter 43 und den Druck im Ring¬ kanal 27 dabei entwickelte Kraft ist jedoch stets kleiner als die Kraft der Speicherfeder 24, so daß der Speicherkolben 23 auf dem Ventilsitz 25 verharrt. Solange das Magnetventil 34 die dargestellte Schlie߬ stellung einnimmt, und der Speicherkolben 23 auf seinem Sitz 25 verharrt, legt der Ventilteller 1 einen maximalen Öffnungshub zurück, da das vom Arbeitskolben 16 verdrängte Hydrauliköl mangels sonstiger Ausweichmöglichkeit den Ventilkolben 15 so weit nach unten verschiebt wie der Arbeitskolben 16 verschoben wird, wobei der dabei zurückgelegte Weg unmittelbar der Höhe des Antriebsnockens 4 ent¬ spricht .
In der Zeichnung ist die Motorventilsteuerung gerade in einer Antriebspause dargestellt, d. h. in einer Arbeitsstellung, in der der Grundkreis des Nockens 4 mit dem Nockenkolben 17 zusammenwirkt und wobei der Ventilteller 1 des Einlaßventils auf seinem Ventil¬ sitz 8 durch die Ventilschließfedern 6 und 7 ange¬ trieben dichtend aufliegt. Irgendwelche während des Betriebs entstehende Leckverluste von Hydrauliköl im Druckraum 19 werden über die Auffülleitung 39 ausge¬ glichen, über die Hydrauliköl unter Förderdruck über das Rückschlagventil 41 in den Druckkanal 21 und damit in den Druckraum 19 strömen kann. Hierdurch wird im Druckraum 19 ein während der Antriebspausen stets gleicher Vordruck erzeugt und es werden außer¬ dem Hohlräume vermieden, die zu Steuerfehlern in Bezug auf den Öffnungszeitpunkt aber auch den Öff¬ nungshub des Motorveπtils führen könnten.
Sobald das Magnetventil 34 umgeschaltet wird, wird von der Förderleitung 31 her der im Vordruckspeicher 37 herrschende Förderdruck über die Steuerleitung 35 und das Rückschlagventil 36 in den Speicherraum 26 übertragen, so daß die untere Stirnfläche des Spei¬ cherkolbens 23 von einem Steuerdruck beaufschlagt ist, der nur geringfügig niedriger ist als der För¬ derdruck in der Förderleitung 31. Dieser Steuerdruck erzeugt in Bezug auf die beaufschlagte Stirnfläche eine am Speicherkolben in Öffnungsrichtung wirkende Kraft, die geringer ist als die Kraft der Speicher¬ feder 24. Auch wenn zu dieser Steuerkraft die Vor¬ druckkraft hinzukommt, die von der Ringschulter 43 des Speicherkolbens 23 ausgeht und stets vorhanden ist, solange im Druckraum 19 der konstante Vordruck herrscht, reicht dieses nicht aus, um die Kraft der Speicherfeder 24 zu überwinden. Erst wenn der Antriebsnocken 4 wirksam wird und den Arbeitskolben 16 betätigt, entsteht im Druckraum 19 ein verhältnis¬ mäßig hoher Arbeitsdruck, wodurch auch die aufgrund der Schulter 43 am Kolben 23 angreifende Kraft ent¬ sprechend ansteigt, wird die Kraft der Speicherfeder 24 überwunden und der Speicherkolben 23 nach oben ge- schoben, wobei er aus seiner Ruhelage vom Ventilsitz 25 abhebt, so daß das Hydrauliköl vom Druckraum 19 her über den Druckkanal 21 in den Speicherraum 26 strömen kann, wobei der Arbeitsdruck des Hydrauliköls nach Abheben des Speicherkolbens 23 vom Ventilsitz 25 die ganze untere Stirnfläche beaufschlagt und damit eine hohe die Kraft der Speicherfeder 24 überwindende Verstellkraft bewirkt. Demnach ist es Voraussetzung, daß der Antriεbsnocken 4 wirksam ist, d. h., daß eine Aufsteuerung des Motorventils stattfindet, wenn der Speicherkolben 23 verschoben werden soll. Dadurch jedoch, daß vom Druckraum 19 ein Teil der verdrängten Menge zum Speicherraum 26 strömt, wird der Öffnungs¬ hub des Motorventils entsprechend verkleinert, wo¬ durch auch der Öffnungszeitquerschnitt verringert wird. Eine solche Änderung des Öffnungszeitquer¬ schnitts wirkt sich auf das angesaugte Luftvolumen des Motors aus und damit unmittelbar auf die Drehzahl des Motors. Um ein gewisses Öffnen des Motorvεntils in jedεm Fall zu gewährleisten, wird das Magnetventil 34 erst dann umgesteuert, wenn bereits der Öffnungs¬ hub des Motorventils begonnen hat, d. h., wenn durch dεn Antriεbsnocken 4 bereits einε Verschiebung des Arbeitskolbens 16 begonnen hat.
Gleichzεitig mit der Steuerleitung 35 werden auch die Steuerleitungεn 38 mit Hydrauliköl unter Steuerdruck versorgt, so daß außer dem dargestεllten Speicherkol¬ ben 23 auch eiπε Rεihε zu anderen Motorventilsteue¬ rungen des gleichen Motors gehörende Speicherkolben mit Hydrauliköl unter Steuerdruck beaufschlagt werden. Damit im Falle diεsεs Umschalten des Magnet¬ ventils 34 ein ausreichender Steuerdruck in all den Steuerleitungen erhalten bleibt, dient der Speicher 37 dessen Speichervolumen entsprechend ausgelegt ist. Während sich der Speichεr in dεn Zεiten, in denen das Magnetventil 34 geschlossen ist, auflädt, so daß sein Vordruckspeicherkolben 49 die dargestellte Stellung einnimmt, verschiebt sich bei geöffnεtem Magnetvεntil 34 diεsεr Vordruckspεichεrkolben weitεr nach untεn, bεispielsweise in die gestrichelt dargestellte Stel¬ lung. Hiεrdurch kann diε Maximallεistung dεr Fördεr- pumpe 28 entsprechend geringer gehalten werden und es wird außerdem kurzfristig einε hohε Fördεrmenge zur Verfügung gestellt, so daß einε Art Druckstoß auf diε jεwεils beaufschlagten Speicherkolbεn 23 stattfindεt. Wiε obεn beschriεbεn sind diε dabεi angreifendεn Kräfte von Steuerdruck, Vordruck und Federn so auf einander abgestimmt, daß nur diε Speicherkolbεn 23 von ihrem Sitz 25 abheben, die zusätzlich auf ihrer Druckschulter 43 vom Arbeitsdruck beaufschlagt werden, der nur dann auftrεtεn kann,, wεnn der Arbeitsnocken 4 auf den Arbeitskolben 16 wirkt. So wie über die Auffülleitung 39 im Druckkanal 21 ein konstanter Vordruck in den Arbeitspausen erzeugt wird, in denen der Antriεbsnockεn nicht wirksam ist, so wird über das Entlastungsventil 46 in Verbindung mit dεrεn Fεdεr 45 im Spεichεrraum 26 εin ausreichen¬ der Auffülldruck aufrechtεrhalten. Sobald über die Steuerleitung 35 nach Öffnen des Magnetventils 34 Hydrauliköl unter Steuεrdruck in dεn Spεicherraum 26 strömt, wird auch in diesem Speicherraum 26 der Steuεrdruck eingestellt, der jedoch höher ist als dεr Aufstεuεrdruck des Entlastungsventils 46, so daß dieses öffnet. Da die Entlastungsleitung 47 im Spei- chεrkolbenboden als Drosselleitung ausgebildεt ist, entsteht dadurch ein Stau, so daß sich im Spεichεr- raum 26 dεr Stεuεrdruck aufrecht erhalten kann. In jedεm Fall ist die Förderlεistung der Förderpumpe 28 größer als die über allε glεichzeitig angεschlossεnεn Speicherräume 26 und deren Entlastungsleitungen 47 abströmende Menge an Hydrauliköl. Sobald dann der Arbeitsdruck vom Druckkanal 21 auf die Druckschulter 43 des Speichεrkolbεns 23 hinzukommt, hεbt diεser Speicherkolbεn 23 vom Sitz 25 ab und das Rückschlag- vεntil 36 wird durch dεn Arbeitsdruck gespεrrt, der weit höher ist als der Steuerdruck in der Steuerlei¬ tung 35.
Der Spεicherkolben 23 wird, wenn er einmal durch den Arbeitsdruck vom Druckkanal her bεaufschlagt ist, entgegen der Kraft der Speicherfeder 24 verschoben. Ab dem Augenblick, ab dem der Speichεrraum 26 zum Druckkanal 21 hin gεöffnet ist, wird das unter Arbeitsdruck vom Arbeitskolbεn 16 verdrängte Hydrau¬ liköl in diesen Speichεrraum 26 vεrdrängt, so daß das Einlaßvεntil wieder zu schließεn beginnt, wobei der Vεntilschaft 2 mit dε Vεntilkolben 15 nach oben ge¬ schoben wird und trotz der fortgesetzten Förderwir¬ kung des Arbeitskolbens 16 Hydrauliköl aus dem Druck- räum 19 in den Speichεrraum 26 fördert. Hierdurch wird der Öffnungshub des Ventiltellεrs 1 verkürzt und damit auch dεr Öffnungszεitquεrschnitt diεsεs Einla߬ ventils, wobei der Öffnungszeitquerschnitt vom Hub aber auch von der Drehzahl bεstimmt wird. Während diεses Schließvorgangs des Ventiltellεrs 1 strömt εine gewisse Menge über die Eπtlastungsleitung 47 und das En lastungsventil 46 ab, wobei jedoch diese Menge äußerst gering ist und damit nach vorheriger Berück¬ sichtigung einer solchen Abflußmenge keinε nachtεili- gε Wirkung auf die Steuerung hat.
Sobald der Antriebsnocken 4 mit seinεr Ablaufflanke wirksam wird und der Arbeitskolben 16 wieder nach oben bewegt wird, kann, sobald auch der Vεntilteller 1 wieder auf dem Ventilsitz 8 aufliegt, dεr Speichεr- kolben 23 mit seinem Rückhub beginnen, wobei er das vorher aufgenommene Hydrauliköl wieder zurück in den sich nunmehr vergrößernden Druckraum 19 fördεrt. Diεse Rückförderung findet auch dann statt, wenn das Magnetventil 34 noch geöffnet ist, da der durch die Speicherfεdεr 24 bewirkte Verdrängungsdruck dεs Spei¬ cherkolbens 23 weit höher ist als der Steuerdruck von der Förderleitung 31 her. Erst wenn der Speichεrkol- ben 23 auf seinε Sitz 25 aufliegt, kann übεr das Rückschlagventil 36 und das Entlastungsventil 46 eine Strömung über diε Stεuεrlεitung 35 durch dεn Spεi- chεrraum 26 stattfindεn, ohnε εinen Einfluß auf die Steuerung zu haben. Der Vorteil jεdoch besteht darin, daß der Zeitpunkt des Öffnens des Magnetventils 34 das Schließen des Motorventils εinlεitet, wobei die weitere Schließbewegung des Motorvεntils durch die Ventilschließfεdεrn 6 und 7 bεwirkt - abgεsεhen von den Drücken in der Brennkammer selbst, die den Ven¬ tilteller 1 beaufschlagen - von der Ausweichgeschwin¬ digkeit des Speicherkolbens 23 bestimmt wird.
In Fig. 3 ist anhand von drei übereinander darge¬ stellten Diagrammen dεr Arbεitshubverlauf des Vεn- tils für drei verschiedene Drehzahlεn dargestellt. In den Diagrammen ist über dem Drεhwinkelgrad dεr Kur¬ belwelle als αKW (Abzisse) der Hub dεs Motorvεntils h (Ordinatε) dargesteltt. Das erste Diagramm a ist für eine Motordrehzahl von 1000 U/min; das zweite Dia¬ gramm b entspricht einer Drehzahl 3000 U/min und das untereste Diagramm c gilt für eine Drehzahl von 5000 U/min. Die äußerε Mantelkurve in allen drei Diagram¬ men εntspricht dεm Einlaßventil Öffnungs- und Schließvorgang ohne Einfluß der Stεuεrung über das Magnetventil 34. Die strichpunktiert dargestellte Kurvenschar in jedem Diagramm entspricht wiederum einer Verkürzuung des Öffnungshubs oder dεr Öffnungs¬ zeit durch die Wirkung des Magnetvεntils 34, d. h. durch Öffnεn dεssεlbεn und wirksamwerden des Spei- cherventils 22. Während der Verlauf des Öffnungsab¬ schnitts der Kurven bei allen Kurven gleich ist, ist der Schließverlauf unterschiedlich. Der Öffnungshub¬ abschnitt der Kurve wird allein durch den Antriebs¬ nocken 4 bestimmt, der immer diε gleiche Öffnungswir¬ kung auf das Motorventil hat. Dies gilt auch für die Schliεßwirkung εntsprechend der Ablaufbahn des An- triεbsnockεns 4. Sobald jεdoch das Magnetventil 34 geöffnet hat, wird der dεn Motorvεntil schließen ent¬ sprechende Abschnitt der Kurve durch die oben be- schriebεnen Einflüsse bestimmt, vor allem durch diε Wirkung dεs Spεicherkolbens 23.
Ein Vergleich der drei Diagramme ergibt, daß je höhεr diε Motordrεhzahl ist desto flacher verlaufen diese strichpunktiert dargestεlltεn Schliεßkurvεn . Jε höhεr die Drehzahl ist desto mehr nähert sich die Steigung der Strichpunktiεrt dargεstεllten Schliεßkurvεn jεnεr Stεigung der Mantelkurve an, deren Verlauf durch den Antriebsnocken bestimmt wird. Dieser Effekt beruht darauf, daß aufgrund der Zunahmε der Massenkräfte mit steigεndεr Drεhzahl das mittlεrε Druckniveau im Druckraum 19 absinkt, wodurch die Ausgleichsbewegung des Speichεrkolbens 23 langsamer erfolgt. Diesε Eigεnschaft von dieser Art hydraulischer Motorvεntil- stεuεrung bεεinflußt nicht unerheblich den tatsäch¬ lichen Aufstεuεrzeitquerschnitt dεs Einlaßvεntils . Diε durchgεzogεnε Mantεlkurvε in dεn Diagrammen, die in ihrem Verlauf jenem des Antriebsnockεns 4 ent¬ spricht, ist für einε maximalε Lεistung bεi hoher Motordrehzahl angepaßt.
Wie aus dem Diagramm c erkennbar ist, wirkt sich einε übεr das Magnεtventil 34 bei 180° KW durchgeführte VentiIstεuεrung nicht mehr aus, da bei diesεn hohεn Drehzahlen der Einlaßschluß mit jenem bei 240° KW zusammenfallen würde, wie er ohne Steuεrung ohnehin stattfindet. Das heißt also, daß bei maximaler Dreh¬ zahl und Vollast, d. h. bεi der Forderung nach einem maximalen Zeitquεrschnitt ab 180° KW eine elεktrischε Steuerung des Motorvεntils übεr das Magnetventil 34 uninteressant ist und demnach nicht erfordεrlich ist. Zeitquerschnittssteuerungεn bεi Höchstdrehzahl und bei nierdrigεrεr Last bzw. Lεistung wird dadurch ge¬ steuert, daß unterhalb von 180° KW das Magnetventil 34 entsprechend eingeschaltet wird. Bei niedrigeren Drehzahlen hingegen könnte sich theorεtisch εinε Steuerung oberhalb von 180° KW noch auswirken, nur ist sie gerade dort nicht erforderlich. Im Berεich bis zu 3000 U/min findet im Normalfall das Schließεn dεs Einlaßvεntils bεi 180° KW statt, um diε dort εrfordεrlichε maximale Leistungsausbeute zu erhalten. Beim Diagramm a entspricht das einem Umschalten des Magnetventils 34 bei etwa 160° KW und bεi 3000 U/min εntsprεchend Diagramm b bei 130 ° KW.
Bεi Mehrzylindεr-Brεnnkraftmaschinεn finden bekannt¬ lich pro Umdrεhung der Kurbelwεlle mehrere Explo¬ sionshübe statt, beispiεlswεisε bei einεr Viεr-Zylin- der-Brennkraftmaschine zwei derartigε Explosionshübe. Bei einer 4-Zylinder-Brennkraftmaschinε findεn somit diε vier Explosionshübe der vier Zylinder innerhalb von zwei Umdrehungen statt. Eine übliche Zündfolge ist beispielswεise die gemäß der nebeneinander ange¬ ordneten Motorzylinder drei - vier - zwei - eins. Da wie in Fig. 3 dargestellt die Aufsteuεrung eines Motorventils über 240° KW gεhen kann, ergibt sich dadurch eine Überschneidung jeweils ab 180° KW. So¬ lange die einzelnεn Motorvεntile unabhängig von ein¬ ander gesteuert sind, spielt diεsεs kεine Rolle. Ge¬ mäß einer Ausgestaltung der Erfindung sollen jedoch mehrere Motorventile mit nur einem Magnetventil 34 gesteuert werden. Dadurch, daß wie oben erläutert, der Bereich oberhalb von 180° KW für die Steuerung uninteressant ist, wird erfindungsgemäß die Steuerung so ausgelegt, daß nur bis 180° KW das Magnetvεntil 34 aufgesteuert wird. Hierdurch ist es theorεtisch mög¬ lich, mit nur einεm Magnεtventil alle vier Motor¬ zylinder zu steuern, in dem pro Umdrehung mindεstεns zweimal das Magnetvnεtil aufgesteuert wird und wobei nur immer das Speicherventil 22 von seinem Sitz 25 abhebt, bei dessen zugeordnetεn Motorventil gerade der Nocken 4 wirksam ist. Da in den verbleibenden 180° bis 240° KW keine Steuerung erforderlich ist, kann eine Überschneidung gar nicht stattfinden. Bei manchen Motorεn, diε eine höhere Zylinderzahl haben oder auch einen größeren Einlaßschlußwinkel nach dem unteren Totpunkt des Motorventils ist es sinnvoll, bei einem 4-Zylinder-Motor zwei Motorventilsteuerein- hεitεn über je ein Magnetventil zu schalten. So sind nach der Variante in Fig. 4 dem Magnetvεntil 34 und εntsprechendεr Aufzweigung der Steuerleitung 35 in jeder der zwei Steuerleitungen 38 wiederum ein 2/2- Magnεtvεntil 51 angεordnεt, wobei stromab dieser Magnetvεntilε 51, die Steuerlεitungεn 38 weiter auf- gezwεigt sind, um zu den einzelnεn Motorventilsteuεr- εiπheiten zu führen.
In Fig. 5 mündet die Steuerleitung 35 des Magnetven¬ tils 34 in den Eingang eines 3/2-Magnetventils 52, dessen Ausgänge wiederum zu den Steuerleitungen 38 führen, die in sich dann wieder aufgezwεigt zu den einzelnen Motorventilsteuereinheitεn führεn.
In Fig. 6 ist eine Variante für die Steuεrung der Au ffülleitung 39 dargestellt, wobei die Mündung der Auffülleitung 39 stromab des Rückschlagventils 42 durch den Speichεrkolben 23 erfolgt. Die Auffüllei- tung 39 mündεt hiεrfür in εinε Ringnut 53 in der Bohrungswand, in der dεr Spεichεrkolbεn 23 radial dichtεnd gεführt ist, wobεi diεsε Ringnut 53 übεr εine in der Länge begrenzte Längsnut 54 in der dargε- stellten Ruhelage des Speicherkolbεns 23 mit dεm Druckkanal 21 verbunden ist. Hierdurch kann in dieser Ruhelage des Speichεrkolbens 23 eine ungehindεrtε Auffüllung des Druckkanals 21 und damit des Druck¬ raums erfolgen. Sobald dann der Speicherkolbεn 23 von sεinem Sitz abgehoben hat, wird diε Längsnut 54 durch das Verschieben des Speicherkolbεns 23 von dεm Druck¬ kanal 21 gεtrεnnt, so daß in einer solchen Verschie¬ bestellung kein Hydrauliköl von der Auffüllεitung 39 her in den Druckkanal 21 gelangen kann. Hierdurch kann die Druckbilanz im Steuεrsystem vεrfεinεrt werden, so daß auch bei hoher Drehzahl und einem ent¬ sprechend geringεren Arbeitsdruck keine Fehlstεuεrun- gen dadurch stattfinden, daß das Speicherventil 22 ungewünscht öffnet. Die Kraft, die durch die Spei- cherfedεr 24 am Spεicherkolben 23" angrεift, kann dann gεringer sein als die an dem Speichεrkolbεn 23 in Öffnungsrichtung angrεifende, diε durch dεn Vordruck bεwirkt wird, wenn er diε gεsamte Stirnfläche beauf¬ schlagt. Sobald jedoch der Speicherkolbεn 23 auf dεm Sitz 25 aufliegt, kann sich in dem Speichεrraum 26 nur noch ein Druck einstellen, wie er durch das Ent¬ lastungsventil 46 bestimmt wird und der in jεdem Fall wesεntlich niεdriger ist als der Steuerdruck bzw. konstante Vordruck im Druckkanal 21. Diese Situation ändert sich natürlich, wenn das Magnetventil 34 um¬ schaltet und über die Stεuerleitung 35 Hydrauliköl unter Steuerdruck in den Speicherraum 26 strömt und den Speicherkolbεn 23 vom Sitz 25 abhebt, so daß wiederum die ganze Stirnfläche vom Arbεitsdruck beaufschlagbar ist.
Alle in der Beschrεibung, dεn nachfolgenden Ansprü¬ chen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliεbigεr Kombination mitεinaπder erfindungswεsεntlich sein.

Claims

Patentansprüche
Hydraulische Ventilstεuεrvorrichtung für Brenn¬ kraftmaschinen
- mit einεm durch dεn Antriεbsnockεn einer Motor- nockenwεlle über einen Ventilstößεl axial ange- triεbεnεn Motorvεntil
- mit εinεm diε wirksame Länge des Vεntilstößεls bεstimmεndεn mit Öl gεfüllten Druckraum änder- barεn Volumens
- mit einem über einε Drucklεitung mit dεm Druck¬ raum verbindbaren und einen fedεrbεlastetεn, stirnseitig einen Speichεrraum bεgrenzenden Speicherkolben aufweisenden Flüssigkeits¬ speicher - und mit einεm über ein Motorkenngrößen verar¬ beitendes elεktronischεs Stεuεrgerät ange¬ steuertes Magnetventil zur Steuεrung dεr Druck¬ leitung d a d u r c h g e k ε n n z ε i c h n ε t,
- daß dεr Spεichεrkolbεn (23) als beweglichεs Vεntilgliεd die Verbindung zwischen dεm Druck¬ kanal (21) und dεm Spεicherraum (26) steuert,
- daß eine Steuεrlεitung (35) für Stεuεröl unter bestimmtem Steuεrdruck in dεn Spεicherraum (26) mündet, die durch das Magnetvεntil (34) gesteu¬ ert ist, und die ein in Richtung Speicherraum (26) öffnendεs Rückschlagvεntil (36) εnthält,
- und daß diε durch diε Spεicherfεdεr (24) am Spεichεrkolbεn (23) angrεifende Federkraft größer ist als diε durch den Steuerdruck am Speichεrkolbεn (23) angrεifende Steuerkraft jedoch geringer ist als die Betätigungskraft, die dann erzeugt wird, wenn die Stirnfläche des Speicherkolbεns (23) durch dεn Arbεitsdruck vom Druckraum hεr beaufschlagt wird, wenn der Ven¬ tilstößel durch den Antriebsnocken (4) in Öff¬ nungsrichtung betätigt wird.
2. Ventilstεuervorrichtung nach Anspruch 1, d a¬ d u r c h g e k ε n n z ε i c h n ε t, daß am Speicherkolbεn (23) εinε εntgεgεn dεr Kraft dεr Speicherfεdεr (24) wirkende und vom Druck in Druckkanal (21) stets beaufschlagte Druckfläche (43) vorhanden ist, und daß die Kraft der Spei- 50 -
cherfedεr (24) größεr ist als die Steuerkraft zu¬ züglich der durch diese Druckfläche bewirkten Vordruckkraft .
3. Veπtilsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k ε n n z ε i c h n e t, daß vom Speichεrraum (26) eine Entlastungsleitung (47) abzweigt, in welcher eine Staudrossel ent¬ halten ist .
4. Ven:ilsteuervorrichtung nach Anspruch 3, d a- d u r c h g e k e n n z ε i c h n ε t, daß die Entlastuπgsleitung (47) durch εin Druckhalteven- til (46) gεstεuεrt ist.
5. Ventilstεuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Entlastungsleitung (47) im Boden des Spei- cherkolbens (23) angeordnet ist und den Speicher¬ raum (26) mit dem Speicherfederraum (48) verbin¬ det .
6. Veπtilsteuervorrichtung nach einεm der vorherge¬ henden Ansprüche, d a d u r c h g e k ε n n- z e i c h n e t, daß stromauf dεs Magnεtventils (3- an die Förderlεitung (31) für das Steueröl ein Vordruckspeicher (37) angeschlossen ist.
Ven ilsteuervorrichtung nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche. d a d u r c h g e k e n n- - 3*1 -
z e i c h n e t, daß das agnetvεntil (34) als 2/2- agnetventil ausgebildet ist.
Ventilsteuervorrichtung nach einem der Ansprüchε 4 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h¬ n e t, daß die Kraft der Speicherfeder (24) ge¬ ringer ist als die aus Steuerdruck und Speicher¬ kolbenboden gebildete Au fsteuerkra ft und daß die Au ffül leitung (39) durch den Speicherkolben (23) gesteuεrt ist, wobεi die Au f ülleitung (39) nach Herstellen der Verbindung zwischen Druckkanal (21) und Speicherraum (26) gesperrt wird (Fig. 6).
Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 8, d a- d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf der Mantelfläche des Speicherkolbεns (23) eine Längsnut (54) vorhanden ist, die in stetigεr Überdeckung mit einer in der den Speicherkolben (23) aufnehmenden Bohrung vorhandenen Ringnut (53) steht und in Ruhestεllung mit dem Druckkanal (21. verbunden ist, jedoch nachdεm der Speicher¬ kolben (23) entgegεn der Kraft der Spεicherfeder ( 24 x verschoben wird von dem Druckkanal (21) getrennt wird.
10. Ventilsteuervorrichtung nach einem der vorhergε- henαen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n- z e i c h n ε t, daß dεr Druckkanal (21) über eine Au ü1 lei tung (39) mit einer unter Steuer- druck stεhεndεn Vεrsorgungsleitung (31) verbunden ist und daß in der Auffülleitung (39) ein in Richtung Druckkanal (21) öffnendes Rückschlagven¬ til (41) angeordnet ist.
11. Ventilsteuervorrichtung insbesondεrε nach εinεm dεr vorhergehenden Ansprüche für einε Mεhrzylin- dεr-Brennkraftmaschine , d a d u r c h g e¬ k e n n z e i c h n e t, daß über εin elektroni¬ sches Steuergεrät diε einzelnen Ventilsteuεrεin- hεitεn (Magnetvεntilε (34)) jεwεils nur bis zu εinem Antrieb von 180° Kurbelwellenvεrdrεhwinkεl (°KW) steuerbar sind, so daß mehrere Ventilstεu- εrεinheiten durch nur ein Magnetventil (34) ge¬ steuert werden und wobei Überschneidungεn von Steuεrzeitεn (Einschaltzεitεn des Magnetvεntilεs (34)) obεrhalb von 180° KW pro Vεntil unterbunden sind .
12. Ventilstεuεrvorrichtung nach Anspruch 11, d a- d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Gruppen von Ventilsteuerεinheiten nach einer ersten Aufteilung der Steuerleitung stromab des Magnetventils 34 durch mindestens ein Vorwahlven¬ til 51, 52 steuerbar sind (Fig. 4 oder 5).
13. Ventilstεuεrvorrichtung nach Anspruch 12, d a- d u r c h g e k e n n z ε i c h n ε t, daß das Vorwahlvεntil als 2/2-Wegeventil 51 ausgebildet ist.
14. Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 12, d a- d u r c h- g e k e n n z e i c h n e t, daß als Vorwahlventil ein gleichzeitig eine Aufteilung bewirkendes 3/2- Wegeventil dient.
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