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    • 专利摘要:
    Ein direkt wirkender zweistufiger Ventiltrieb verwendet direkt wirkende, schaltende Ventilstößel, die mit Nocken mit hohem und niedrigem Hub oder ohne Hub kombiniert sind, die differenzielle Ventilhübe für doppelte Einlassventile von Zylindern, die durch die Nocken mit niedrigem Hub betätigt werden, liefern. Die Kombination stellt verschiedene alternative Betriebsarten bereit, die die ladungssteigernden Qualitäten von differenziellen Einlassventilhüben im Betrieb mit niedrigem Hub benutzen. Diese Modi umfassen (1) hohen Hub bis zu differenziellem niedrigem Ventilhub und (2) hohen Hub bis zu niedrigem Hub an einer Bank und hohen Hub oder kein Hub (abgeschaltet) an der anderen. Ein Nocken-Phasensteller kann enthalten sein, um die Nockenphaseneinstellung an einzelnen oder doppelten Nockenwellen zu verändern.A direct acting two-stage valve train uses direct acting, switching valve lifters, which are combined with high and low lift or no lift cams, which provide differential valve lifts for double intake valves of cylinders operated by the low lift cams. The combination provides various alternative modes of operation that take advantage of the charge enhancing qualities of differential intake valve lifts in low lift operation. These modes include (1) high lift to differential low valve lift and (2) high lift to low lift on one bank and high lift or no lift (disabled) on the other. A cam phaser can be included to change the cam phasing on single or double camshafts.
    公开号:DE102004023451A1
    申请号:DE102004023451
    申请日:2004-05-12
    公开日:2004-12-09
    发明作者:Alan W. Romeo Haymann
    申请人:Motors Liquidation Co；
    IPC主号:F02D13-02
    专利说明:
    [0001] DieseErfindung betrifft Motorventiltriebe und im Besonderen einen zweistufigenVentiltrieb, der direkt wirkende Schaltventilstößel mit doppelten Einlassventilenund Nocken verwendet, die fürverschiedene Betriebsarten kombiniert werden.ThisInvention relates to engine valve trains and in particular to a two-stageValve train, the direct-acting switching valve tappet with double intake valvesand cams used fordifferent operating modes can be combined.
    [0002] ImStand der Technik gibt es zahlreiche Ventiltriebe oder Ventilbetätigungsmechanismenmit Einrichtungen zur Veränderungder zeitlichen Abstimmung und/oder des Hubes von Motorventilen,insbesondere Einlassventilen, währenddes Betriebes des Motors, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit desMotors zu verbessern, seine Abgasemissionen zu verringern und seinLeistungsvermögenzu verbessern.in theState of the art, there are numerous valve trains or valve actuation mechanismswith facilities for changethe timing and / or the stroke of engine valves,especially intake valves whilethe operation of the engine to reduce fuel economyImprove the engine, reduce its exhaust emissions and beperformanceto improve.
    [0003] Unterden in letzter Zeit berichteten Anordnungen gibt es eine, in deroben liegende Nockenwellen Kipphebel betätigen, die die Einlass- und Auslassventiledes Motors betreiben. Die Nockenwellen umfassen mehrere Nocken,die überabwechselnde Kipphebelstellglieder arbeiten, um selektiv hohe Hubhöhen oderniedrige Hubhöhendes Einlass- und Auslassventilbetriebes bereitzustellen. Eine Nockenwellen-Phasenänderungseinrichtungkann enthalten sein, die die Phase der Einlassventile ändert, umdie zeitliche Abstimmung der Ventile für unterschiedliche Betriebsartenwie gewünschtzu verändern.Underof the orders reported recently there is one in whichActuate overhead camshaft rocker arm that actuates the intake and exhaust valvesof the engine. The camshafts include several cams,the abovealternate rocker arm actuators work to selectively high lift heights orlow lifting heightsof the intake and exhaust valve operation. A camshaft phase change devicemay be included that changes the phase of the intake valves tothe timing of the valves for different operating modesas requiredto change.
    [0004] Einanderes System benutzt direkt wirkende Schaltventilstößel, diedurch eine oben liegende Nockenwelle angetrieben werden. Die Nockenwellen besitzenNocken mit hohem Hub und reduziertem Hub, um eine Änderungdes Ventilhubes von einem Modus mit hohem Hub zu einem Modus mitniedrigem Hub zuzulassen. Die Nocken mit niedrigem Hub für die beidenEinlassventile sind identisch, so dass alle Ventile mit identischenhohen Hubprofilen arbeiten, die selektiv durch den Betrieb mit identischen niedrigenHubprofilen ersetzbar sind. Wieder kann ein Nocken-Phasenstellervorgesehen sein, um die relativen Nockenwellenstellungen zum Verändern derPhase der Einlass- und Auslassnockenwellen zu verändern.Onanother system uses direct acting valve lifters thatdriven by an overhead camshaft. Have the camshaftsCam with high stroke and reduced stroke to make a changevalve lift from a high lift mode to a mode withallow low stroke. The low-lift cams for the twoIntake valves are identical, so all valves are identicalhigh lift profiles work selectively by operating with identical low onesHub profiles are replaceable. Again, a cam phaserbe provided to change the relative camshaft positionsTo change the phase of the intake and exhaust camshafts.
    [0005] Beieiner dritten bekannten Anordnung sind so genannte Schaltstößel vorgeschlagenworden, um einige der Zylinder eines Motors abzuschalten oder außer Betriebzu nehmen, indem die Ventile in einen Modus ohne Hub geschaltetwerden. Dann wird der Motorbetrieb vollständig durch die übrigen betriebsbereitenZylinder fortgesetzt. Gegenwärtigerhältliche Formenvon Schaltventilstößeln oderVentilstößeln für einenbedarfsabhängigenHubraum könnenfür dieseBetriebsart benutzt werden.atIn a third known arrangement, so-called switching plungers are proposedbeen used to shut down some of an engine's cylinders or out of orderto take by switching the valves to a no stroke modebecome. Then the engine will be fully operational by the restCylinder continued. Currentlyavailable shapesof switching valve tappets orValve lifters for onemeans-testedDisplacementfor thisOperating mode.
    [0006] Dievorliegende Erfindung stellt einen verbesserten Ventiltrieb bereit,der Abwandlungen der gegenwärtigenTechnologie zusammen mit innovativen Kombinationen derselben benutzt,um verschiedene betriebliche Alternativen bereitzustellen, die im Standder Technik nicht zu finden sind.TheThe present invention provides an improved valve trainthe variations of the currentTechnology combined with innovative combinations of the same,to provide various operational alternatives that are in the statetechnology cannot be found.
    [0007] Beieiner Ausführungsformder Erfindung werden Abänderungenvon bekannten direkt wirkenden Ventilstößeln dazu benutzt, eine Einlassventilbetätigung mithohem Hub oder niedrigem Hub sowie eine vergleichbare Auslassventilbetätigung bereitzustellen,wobei die abgewandelten zweistufigen Ventilstößel für eine direkte Betätigung derVentile im Vergleich mit einer indirekten Betätigung über Kipphebel oder andere Mechanismenbenutzt werden. Einzel- oder Doppelnocken-Phasensteller können derKombination hinzugefügtwerden, wenn es zum Verändernvon Ventilzeitabstimmungsereignissen erwünscht ist.atone embodimentmodifications of the inventionused by known direct acting valve lifters, with an inlet valve actuationto provide high stroke or low stroke and a comparable exhaust valve actuation,the modified two-stage valve lifters for direct actuation of theValves compared to indirect actuation via rocker arms or other mechanismsto be used. Single or double cam phase adjusters canCombination addedbe when it changesof valve timing events is desired.
    [0008] DieAnordnung liefert einen kompakten Ventiltrieb, der zusätzlicheMechanismen vermeidet, die mit zusätzlichen dazwischen liegendenBauelementen in einem Ventiltriebsystem, wie Kipphebeln oder Stößelstangen,einhergehen. Zusätzlichsind die Nocken mit niedrigem Hub für die doppelten Einlassventilefür jedenZylinder geschliffen, um Veränderungen imVentilhub, und, falls es gewünschtist, auch in der zeitlichen Abstimmung, bereitzustellen, damit eine verbesserteVerwirbelung und Mischung der Zylinderladung während des Betriebes des Motorsmit niedriger Drehzahl geschaffen wird.TheArrangement provides a compact valve train that additionalAvoids mechanisms that intervene with additional onesComponents in a valve train system, such as rocker arms or push rods,accompanied. additionallyare the low-lift cams for the double intake valvesfor eachGround cylinders to accommodate changes in theValve lift, and if desiredis to be provided, also in the timing, so that an improvedSwirling and mixing of the cylinder charge while the engine is runningis created at low speed.
    [0009] Beieiner alternativen Ausführungsformkann eine Gruppe von, vorzugsweise der Hälfte, der Motorzylinder für einenBetrieb mit reduziertem Ventilhub bei einem Hubmaß von Nulleingerichtet sein. Dies schaltet sowohl die Einlassventile als auchAuslassventile an diesen Zylindern aus, während fortgefahren wird, denMotor mit den verbleibenden Zylindern für einen effizienteren Motorbetriebbei niedriger Drehzahl und niedriger Lsst zu betreiben.atan alternative embodimentcan be a group of, preferably half, the engine cylinder for oneOperation with reduced valve lift at zero liftbe set up. This switches both the intake valves as wellExhaust valves on these cylinders while continuing theEngine with the remaining cylinders for more efficient engine operationto operate at low speed and low power.
    [0010] DieArbeitszylinder könnenprogrammiert sein, um abhängigvon den Motorbetriebsanforderungen des zugehörigen Fahrzeuges entweder inder Betriebsart mit hohem Hub oder der Betriebsart mit niedrigemHub zu arbeiten, um die wirksamsten Betriebsbedingungen bereitzustellen.Wenn eine schnelle Beschleunigung oder ein Betrieb mit hoher Drehzahlerforderlich ist, werden beide Gruppen von Zylindern zurück in denBetrieb mit hohem Hub geschaltet, um gegebenenfalls für eine volleMotorausgangsleistung zu sorgen. Wenn sie in dem Modus mit niedrigemHub betrieben werden, werden die Einlassventile wieder mit unterschied lichenHüben betätigt, sodass ein erstes Einlassventil in einem größeren Ausmaß offen ist, um vorteilhafteVerwirbelungs- und Ladungsmischungsbedingungen in dem Zylinder bereitzustellen,und das zweite Ventil hinreichend geöffnet ist, um die Zylinderladung geringfügig zu erhöhen, während die Öffnungenin einem Betriebszustand füreine sofortige Rückkehrin die Betriebsart mit hohem Hub gehalten werden, wenn es erforderlichist.The power cylinders can be programmed to operate in either the high lift mode or the low lift mode depending on the engine operating requirements of the associated vehicle to provide the most effective operating conditions. When rapid acceleration or high speed operation is required, both groups of cylinders are switched back to high stroke operation to provide full engine output if necessary. When operating in the low lift mode, the intake valves are again actuated with different strokes so that a first intake valve is open to a greater extent to provide advantageous swirl and charge mixing conditions in the cylinder and the second valve is adequately operated opens to slightly increase the cylinder charge while keeping the orifices in an operating condition for an immediate return to the high lift mode when required.
    [0011] Mitirgendeiner dieser Alternativen können eine oder zwei Nocken-Phasenstelleran der Einzel- oder Doppelnockenwelle montiert sein, um Veränderungender Nockenzeitabstimmung zu liefern, wie sie für die verschiedenen Betriebsartenerwünschtsein können.WithAny of these alternatives can use one or two cam phasersbe mounted on the single or double camshaft to make changesto deliver the cam timing as it is for the different modeshe wishescould be.
    [0012] DieErfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben,in dieser ist:TheThe invention is described below by way of example with reference to the drawing,in this is:
    [0013] Dieeinzige Zeichnungsfigur eine schematische Ansicht eines Teils eineserfindungsgemäßen direktwirkenden Ventiltriebes, bei dem Teile weggebrochen sind, um bestimmteinnen liegende Merkmale der Bauelemente zu zeigen.Thesingle drawing figure is a schematic view of part of adirectly according to the inventionacting valve train in which parts have broken away to certainshow internal features of the components.
    [0014] Inder Zeichnung im Einzelnen gibt Bezugszeichen 10 einenMotorventiltrieb zur Verwendung in einem Kolbenmotor mit oben liegendenNocken an. Der Ventiltrieb umfasst eine Nockenwelle 12,die über einAntriebskettenrad 14 angetrieben wird, das über einenicht gezeigte Kette mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist.Ein Nocken-Phasensteller 16 ist benachbart zu dem Antriebskettenrad 14 vorgesehen undzwischen das Kettenrad und die Nockenwelle 12 geschaltet,um die zeitliche Abstimmung der Nockenwelle relativ zur Kolbenbewegungund zu anderen Betriebsfunktionen des Motors relativ zu anderenNockenwellen des Motors, falls vorgesehen, zu verändern.In the drawing there are reference numerals 10 an engine valve train for use in a piston engine with overhead cams. The valve train includes a camshaft 12 that have a drive sprocket 14 is driven, which is connected to the crankshaft of the engine via a chain, not shown. A cam phaser 16 is adjacent to the drive sprocket 14 provided and between the sprocket and the camshaft 12 switched to change the timing of the camshaft relative to piston movement and other engine operating functions relative to other engine camshafts, if provided.
    [0015] DieNockenwelle 12 betätigtwie gezeigt jeweils erste bzw. zweite Einlassventile 18, 20 desgleichen Motorzylinders. Die Ventile werden über separate Schaltventilstößel 22, 24 betätigt, diedurch doppelte Sätzevon Nockenkurvenflächenin Eingriff gebracht werden, die zwei Nocken 26 mit hohemHub und einen einzigen Nocken 28 mit reduziertem Hub für jedesEinlassventil umfassen. Es sind Ventilfedern 30 vorgesehen,um die Ventile in ihren geschlossenen Stellungen zu halten, mitder Ausnahme, wenn sie durch eine Betätigung der Nocken und Stößel in eineoffene Stellung betätigtwerden.The camshaft 12 operates first and second intake valves, respectively, as shown 18 . 20 of the same engine cylinder. The valves are operated via separate switching valve tappets 22 . 24 actuated, which are engaged by double sets of cam cam surfaces, the two cams 26 with high stroke and a single cam 28 with reduced stroke for each intake valve. They are valve springs 30 provided to hold the valves in their closed positions, except when they are operated by an actuation of the cams and tappets in an open position.
    [0016] EinvollständigerVentiltrieb fürden Motor benötigtnatürlichzusätzlicheNocken und Stößel zum Betätigen vonVentilen der anderen Motorzylinder, nicht gezeigt, und in einemV-Motor könntezusätzlich einezweite oben liegende Nockenwelle 12 zum Betätigen derEinlassventile in der zweiten Zylinderbank, nicht gezeigt, erforderlichsein. Es würdeauch ein Mechanismus, der identisch wie der veranschaulichte ist,als Ventiltrieb 10 bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehensein, um die Motorauslassventile zu betätigen, die durch Ventile 18, 20 des Ventiltriebes 10 dargestelltsein könnten.Während derMotor wie vorgesehen vorzugsweise doppelte Auslassventile sowiedoppelte Einlassventile fürjeden Zylinder umfassen würde,könnteeine alternative Ausführungsformein einzelnes Auslassventil für jedenZylinder benutzen, wobei in diesem Fall nur ein einziger Satz vonNocken mit hohem und reduziertem Hub und ein einziger Ventilstößel erforderlichwären,um das Auslassventil jedes Zylinders zu betätigen.A complete valve train for the engine, of course, requires additional cams and tappets to actuate valves of the other engine cylinders, not shown, and in a V-engine, a second overhead camshaft could be used 12 to actuate the intake valves in the second cylinder bank, not shown, may be required. There would also be a mechanism identical to that illustrated as the valve train 10 In one embodiment of the invention, it may be provided to actuate the engine exhaust valves through valves 18 . 20 of the valve train 10 could be shown. While the engine would preferably include double exhaust valves as well as double intake valves for each cylinder as intended, an alternative embodiment could use a single exhaust valve for each cylinder, in which case only a single set of high and reduced stroke cams and a single valve lifter would be required to operate the exhaust valve of each cylinder.
    [0017] Beieiner bevorzugten Ausführungsformder Erfindung werden die Einlassventile 18, 20 unddas zugehörigeAuslassventil oder die zugehörigenAuslassventile, die ähnlichsind wie die Ventile 18, 20 in einem Modus mithohem Hub durch die doppelten Nocken 26 mit hohem Hub derNockenwelle betätigt, diedurch die Ventilstößel 22, 24 wirken,um in den meisten Fälleneine volle Öffnungsbewegungder Ventile füreinen Betrieb des Motors mit hoher Drehzahl und hoher Leistung sowiefür einStarten zu sorgen. Somit werden beide Einlassventile in einem Modusmit hohem Hub betätigt,und die zugehörigenein oder zwei Auslassventile würden ähnlich durchdoppelte Nocken mit hohem Hub in einem Modus mit hohem Hub betätigt werden.In a preferred embodiment of the invention, the intake valves 18 . 20 and the associated exhaust valve or valves that are similar to the valves 18 . 20 in a high-lift mode thanks to the double cams 26 with high stroke of the camshaft operated by the valve lifters 22 . 24 act in most cases to ensure a full opening movement of the valves for operation of the engine at high speed and high power and for starting. Thus, both intake valves are operated in a high lift mode and the associated one or two exhaust valves would similarly be operated by double high lift cams in a high lift mode.
    [0018] Für einenFahrbetrieb auf der Autobahn und gewöhnliche Fahrzustände aufStadtstraßenwürden dieVentilstößel 22; 24 geschaltetwerden, wie etwa durch eine elektronische Steuerung 32,die schematisch angegeben ist und auf eine bekannte Weise auf hydraulische Öldruck-Versorgungsmittelwirkt. Die geschalteten Stößel 22, 24 würden dannden Antrieb der Nocken mit hohem Hub von den Ventilen trennen undstattdessen die Ventile durch Nocken 28 mit reduziertemHub betätigen,so dass die Einlassventile mit einem geringeren Hubmaß geöffnet werden.The valve lifters would be used for driving on the motorway and normal driving conditions on city streets 22 ; 24 be switched, such as by an electronic control 32 , which is indicated schematically and acts on hydraulic oil pressure supply means in a known manner. The switched plungers 22 . 24 would then disconnect the high lift cams from the valves and the cams instead 28 Operate with a reduced stroke so that the inlet valves are opened with a smaller stroke.
    [0019] Beispielsweisekönntenbeide Einlassventile in dem Modus mit hohem Hub zu einem Hub von10 oder 11 Millimetern geöffnetwerden, wohingegen das erste Einlassventil in dem Modus mit niedrigem Hubzu einem Hub im Bereich von ungefähr 2 bis 5 Millimetern betätigt werdenkönnte,währenddas zweite Einlassventil zu einem Hub im Bereich von ungefähr 0,5 bis2 Millimetern betätigtwerden könnte. DieseBereiche sind fürviele gegenwärtigeKraftfahrzeugmotoranordnungen geeignet, könnten aber natürlich abhängig vonder Größe und Artdes betreffenden Motors verändertwerden.For examplecouldboth intake valves in the high stroke mode to a stroke of10 or 11 millimeters openwhereas the first intake valve in the low lift modecan be actuated to a stroke in the range of approximately 2 to 5 millimeterscould,whilethe second intake valve to a stroke in the range of approximately 0.5 to2 millimeters actuatedcould be. ThisAreas are formany currentMotor vehicle engine assemblies suitable, but could of course depend onthe size and typeof the engine concerned changedbecome.
    [0020] Ähnlich könnten diezugehörigenAuslassventile fürjeden Zylinder des Motors bei Betätigung in dem Modus mit niedrigemHub durch ihre Nocken, ähnlichwie die Nocken 28, zu Ventilöffnungen mit niedrigem Hubim Bereich von ungefähr3 bis 7 Millimetern angetrieben werden. Die Verwendung der Nocken-Phasenstellerzur Veränderungder zeitlichen Abstimmung der Nocken unter verschiedenen Bedingungenist ein optionales zusätzlichesMerkmal des Ventiltriebs.Similarly, the associated exhaust valves for each cylinder of the engine when operated in the low lift mode by their cams could be similar to the cams 28 , to low lift valve openings in the range of approximately 3 to 7 milli Meters are driven. The use of the cam phaser to change the timing of the cams under different conditions is an optional additional feature of the valve train.
    [0021] Beieiner zweiten Ausführungsformdes veranschaulichten Ventiltriebes kann der Motor in zwei Gruppenvon Zylindern unterteilt sein, nämlicheine erste Gruppe von Zylindern, die abgeschaltet sein kann, undeine zweite Gruppe von Zylindern, die zu einem Betrieb mit niedrigemHub betätigtsein kann. In der Betriebsart mit hohem Hub von allen Zylindern werdensowohl die Einlassventile als auch die Auslassventile durch ihrejeweiligen Nocken 26 mit hohem Hub betätigt, um zu ihrem vorbestimmtenvollen Hub, wie etwa 10 oder 11 Millimeter, zum Betrieb des Motorsbei Zuständenhoher oder maximaler Leistung zu öffnen.In a second embodiment of the illustrated valve train, the engine may be divided into two groups of cylinders, namely a first group of cylinders that may be deactivated and a second group of cylinders that may be actuated to operate at a low lift. In the high stroke mode of operation of all cylinders, both the intake valves and the exhaust valves are driven by their respective cams 26 actuated at high stroke to open to its predetermined full stroke, such as 10 or 11 millimeters, to operate the engine in high or maximum power conditions.
    [0022] Umbei einem Zustand mit reduzierter Last zu arbeiten, werden die Nocken 28 mitreduziertem Hub der Abschaltungszylinder festgestellt oder festgehalten,so dass sie keinen Ventilhub liefern, wenn die Ventilstößel 22, 24 inden Zustand mit reduziertem Hub geschaltet sind. Die Auslassventilewürden ähnlich gesteuertwerden, so dass, wenn die Stößel in denZustand mit reduziertem Hub geschaltet sind, die Ventile von sowohldem Einlass als auch dem Auslass geschlossen bleiben und die Zylinderabgeschaltet sein werden. Herkömmlichwird währenddieser Betriebsart auch die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern abgeschaltet.To work in a reduced load condition, the cams 28 With a reduced stroke, the shut-off cylinders are locked or held so that they do not deliver a valve lift when the valve lifters 22 . 24 are switched to the state with reduced stroke. The exhaust valves would be similarly controlled so that when the tappets are in the reduced stroke state, the valves from both the intake and exhaust will remain closed and the cylinders will be shut off. Conventionally, the fuel supply to the cylinders is also switched off during this operating mode.
    [0023] Die übrigen nichtabgeschalteten Zylinder könnenderart gesteuert werden, dass sie den Betrieb im Zustand mit hohemHub fortsetzen, falls dies gewünschtist. Sie könnenjedoch auch durch Betätigungder Schaltstößel 22, 24 sogesteuert werden, dass sie durch die Nocken 28 mit niedrigemHub angetrieben werden, die, wie es zuvor diskutiert wurde, geöffnet werden,um unterschiedliche Ventilhübezu liefern, die niedriger als die hohen Hubwerte sind.The remaining non-deactivated cylinders can be controlled to continue operating in the high lift condition if desired. However, you can also operate the switching plunger 22 . 24 be controlled so that they are by the cams 28 are driven with a low lift, which, as previously discussed, are opened to provide different valve lifts that are lower than the high lift values.
    [0024] Beispielsweisekönntendie ersten Einlassventile zu einem Hub von ungefähr 2 bis 5 Millimetern geöffnet werden,währenddie zweiten Einlassventile der gleichen Zylinder nur bis zu ungefähr 0,5 bis2 Millimetern geöffnetwerden könnten.Dies liefert eine wesentliche Verringerung der Motorleistung mitangemessenem Drehmoment und verbessertem Wirkungsgrad zum Betreibendes Motors bei Reisedrehzahlen und bei moderater Fahrt auf Stadtstraßen. DerHub der zugehörigenAuslassventile der Zylinder mit niedrigem Hub würde auch auf einen geeigneten Bereich,wie ungefähr3 bis 7 Millimeter, reduziert werden, wie es für die besondere Motoranordnung erforderlichist.For examplecouldthe first intake valves are opened to a stroke of approximately 2 to 5 millimeters,whilethe second intake valves of the same cylinders only up to about 0.5 to2 millimeters opencould become.This provides a significant reduction in engine performanceadequate torque and improved efficiency for operationthe engine at travel speeds and when driving moderately on city streets. TheStroke of the associatedExhaust valves of the low lift cylinders would also be on an appropriate rangehow about3 to 7 millimeters, can be reduced as required for the special motor arrangementis.
    [0025] Wiederkann der Nocken-Phasensteller 16 wie gewünscht ander Einlassnockenwelle oder an einer separaten Auslassnockenwelleoder an beiden benutzt werden, um die Phaseneinstellung der Nockenso zu verändern,wie es fürdie wirkungsvollsten und nützlichstenBetriebsarten des Ventiltriebes erwünscht ist.Again the cam phaser can 16 as desired, on the intake camshaft or on a separate exhaust camshaft, or both, to change the phasing of the cams as desired for the most effective and useful valve train operating modes.
    [0026] Wiees aus dem Vorstehenden zu sehen ist, umfasst die vorliegende Erfindungeinen Ventiltrieb, der nur Abwandlungen in der Form der Nocken 28 mit reduziertemHub erfordert, die wie gewünschtfür einenniedrigen Ventilhub oder fürkeinen Ventilhub konstruiert sein können, um mehrere alternativeBetriebsarten fürMotoren bereitzustellen, die die offenbarten Merkmale benutzen.As can be seen from the foregoing, the present invention includes a valve train that only changes in the shape of the cams 28 with reduced stroke, which can be designed as desired for a low valve lift or for no valve lift, to provide several alternative modes of operation for engines using the disclosed features.
    [0027] AlleAusführungsformenbenutzen direkt wirkende Schaltventilstößel, die betätigt werdenkönnen,um einen Ventilbetrieb mit entweder hohem Hub oder reduziertem Hubzu liefern. Zusätzlichkönnen dieVentile durch richtiges Schleifen der Nocken mit reduziertem Hubin einer vorbestimmten differenziellen Einlassventilbetriebsartoder einer Betriebsart eines geschlossenen Ventils ohne Hub betriebenwerden, um alternative Betriebszustände für den Motor bei verschiedenenLeistungsniveaus bereitzustellen.Allembodimentsuse direct acting switching valve tappets that are actuatedcan,a valve operation with either a high stroke or a reduced stroketo deliver. additionallycan theyValves by properly grinding the cams with a reduced strokein a predetermined differential intake valve modeor an operating mode of a closed valve operated without a stroketo find alternative operating conditions for the engine at differentTo provide performance levels.
    [0028] Somitkönnteein Motor von einem Modus mit hohem Hub für volles Leistungsvermögen zu einem geteiltenModus, in dem fürein erstes Niveau einer reduzierten Leistungsfähigkeit nur eine Gruppe von Zylindernmit niedrigem Hub arbeitet, währendeine andere mit hohem Hub arbeitet. Ferner könnten die Zylinder mit niedrigemHub zu dem Betrieb mit hohem Hub zurückgeführt werden, während dieZylinder mit hohem Hub in den Betrieb ohne Hub geschaltet werden,was eine noch weitere Reduktion des Leistungsniveaus darstellt.Consequentlycouldan engine from a high lift mode for full performance to a splitMode in which fora first level of reduced performance only a group of cylindersworks with low stroke whileanother works with a high stroke. Furthermore, the cylinders could be lowCan be returned to the high lift operation during the strokeHigh stroke cylinders can be switched to operation without stroke,which represents a further reduction in the level of performance.
    [0029] Schließlich könnten dieZylinder mit hohem Hub auf einen Betrieb mit niedrigem Hub reduziert werden,währenddie anderen Zylinder abgeschaltet bleiben, was so zu einem niedrigenLeistungsbereich führt,wodurch der höchsteWirkungsgrad erhalten wird. Dies würde ein niedriges Leistungsniveauaber ein hohes Betriebswirkungsgradniveau für den Motor liefern, wenn unterBedingungen mit relativ niedrigem Leistungsbedarf gearbeitet wird.After all, they couldHigh stroke cylinders are reduced to low stroke operationwhilethe other cylinders remain off, resulting in a low onePerformance range leadsmaking the highestEfficiency is obtained. This would be a low level of performancebut deliver a high level of operating efficiency to the engine when belowConditions with relatively low power requirements is worked.
    [0030] Alternativkönnendie gleichen Kombinationen von Bauelementen allein durch Abwandlungder Nocken 28 mit niedrigem Hub auf eine gewünschte Hubhöhe einenMotor bereitstellen, der nur von einem Betrieb mit hohem Hub undvollem Leistungsvermögenan beiden Nockenwellen zu einem Betrieb mit niedrigem Hub und reduziertemLeistungsvermögenund verbessertem Wirkungsgrad an beiden Nockenwellen in einen Modusmit niedrigem Hub schaltet. Alternativ könnte der gleiche Motor in einemZwischenmodus betrieben werden, bei dem eine Bank in einem Betriebmit hohem Hub gehalten wird und die andere Bank oder Gruppe vonZylindern zu einem Betrieb mit niedrigem Hub bewegt wird, um eindazwischen liegendes Leistungsniveau zu liefern.Alternatively, the same combinations of components can be achieved simply by modifying the cams 28 Provide a low lift engine to a desired lift height that only switches from low lift, high lift, full power operation on both camshafts to low lift, reduced power, and improved efficiency operation on both camshafts. Alternatively, the same engine could be operated in an intermediate mode with a bank in is held in a high stroke operation and the other bank or group of cylinders is moved to a low stroke operation to provide an intermediate level of performance.
    [0031] Eindirekt wirkender zweistufiger Ventiltrieb verwendet direkt wirkendeSchaltventilstößel, diemit Nocken mit hohem und niedrigem Hub oder ohne Hub kombiniertsind, die differenzielle Ventilhübefür doppelteEinlassventile von Zylindern, die durch die Nocken mit niedrigemHub betätigtwerden, liefern. Die Kombination stellt verschiedene alternativeBetriebsarten bereit, die die ladungssteigernden Qualitäten vondifferenziellen Einlassventilhübenim Betrieb mit niedrigem Hub benutzen. Diese Modi umfassen (1) hoherHub bis zu differenziellem niedrigem Ventilhub und (2) hoher Hubbis zu niedrigem Hub an einer Bank und hoher Hub oder kein Hub (abgeschaltet)an der anderen. Ein Nocken-Phasensteller kann enthalten sein, umdie Nockenphaseneinstellung an einzelnen oder doppelten Nockenwellenzu verändern.Ondirect acting two-stage valve train uses direct actingShift valve lifters, thecombined with cams with high and low stroke or without strokeare the differential valve strokesfor doubleIntake valves from cylinders through the cams with lowStroke actuatedwill deliver. The combination represents various alternativesModes of operation ready that the charge increasing qualities ofdifferential intake valve strokesuse in operation with low stroke. These modes include (1) higherStroke to differential low valve lift and (2) high liftup to low stroke on a bench and high stroke or no stroke (switched off)on the other. A cam phaser can be included tothe cam phase adjustment on single or double camshaftsto change.
    权利要求:
    Claims (12)
    [1]
    Ventiltrieb füreinen Kolbenmotor mit oben liegenden Nocken, der erste und zweiteEinlassventile (18, 20) und zumindest ein Auslassventilje Zylinder umfasst, die in zumindest einer Zylinderbank angeordnetsind, wobei der Ventiltrieb umfasst: zumindest eine oben liegendeNockenwelle (12) für jedeZylinderbank, die Nocken mit hohem Hub (26) und reduziertemHub (28) fürjedes Einlassventil (18, 20) umfasst, einendirekt wirkenden Ventilstößel (22, 24)für jedes Einlassventil(18, 20), wobei die Ventilstößel (22, 24) selektivbetreibbar sind, um die Einlassventile (18, 20)aller Zylinder in einem Modus mit hohem Hub zu betätigen, oderdie Einlassventile (18, 20) einer ersten Gruppevon Zylindern in einem Modus mit niedrigem Hub zu betätigen, unddie Einlassventile (18, 20) einer zweiten Gruppevon Zylindern in einem Modus ohne Hub oder einem Modus mit hohemHub zu betätigen,wobei die ersten Einlassventile (18, 20),die in dem Modus mit niedrigem Hub betätigbar sind, eine Öffnung mit niedrigemHub aufweisen, die größer istals die Öffnungmit niedrigem Hub der zweiten Einlassventile (18, 20),die in dem Modus mit niedrigem Hub betätigbar sind.Valve train for a piston engine with overhead cams, the first and second intake valves ( 18 . 20 ) and at least one exhaust valve per cylinder, which are arranged in at least one cylinder bank, the valve train comprising: at least one overhead camshaft ( 12 ) for each cylinder bank, the cams with high stroke ( 26 ) and reduced stroke ( 28 ) for each inlet valve ( 18 . 20 ) includes a direct acting valve lifter ( 22 . 24 ) for each inlet valve ( 18 . 20 ), the valve lifters ( 22 . 24 ) are selectively operable to the inlet valves ( 18 . 20 ) operate all cylinders in a high stroke mode, or the intake valves ( 18 . 20 ) actuate a first group of cylinders in a low stroke mode, and the intake valves ( 18 . 20 ) actuate a second group of cylinders in a no-stroke mode or a high-stroke mode, the first intake valves ( 18 . 20 ) that are operable in the low-lift mode have a low-lift opening that is larger than the low-lift opening of the second intake valves ( 18 . 20 ) that can be operated in the low-lift mode.
    [2]
    Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Nockenwelle (12) Auslassnocken mit hohem Hub (26)und reduziertem Hub (28) und einen direkt wirkenden Auslassventilstößel (22, 24)für jedesAuslassventil eines Zylinders, dessen Einlassventi le (18, 20)in einem Modus mit niedrigem Hub betätigbar sind, umfasst, wobeidie Ventilstößel (22, 24)selektiv betätigbarsind, um ihre jeweiligen Ventile in einem Modus mit hohem Hub odereinem Modus mit reduziertem Hub zu betätigen.Valve train according to claim 1, characterized in that the camshaft ( 12 ) Exhaust cam with high stroke ( 26 ) and reduced stroke ( 28 ) and a direct acting exhaust valve tappet ( 22 . 24 ) for each exhaust valve of a cylinder, the intake valve ( 18 . 20 ) are operable in a low-lift mode, the valve lifters ( 22 . 24 ) are selectively operable to operate their respective valves in a high lift mode or a reduced lift mode.
    [3]
    Ventiltrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durcheine Steuereinrichtung, die dazu dient, den Ventiltrieb in den Modusmit hohem Hub füreinen Motorbetrieb in vorbestimmten Zuständen mit hoher Last zu setzen,und den Ventiltrieb in einen Modus mit reduziertem Hub für einenMotorbetrieb in vorbestimmten Zuständen mit niedriger Last zusetzen.Valve train according to claim 1, characterized bya control device that serves to put the valve train in modewith high stroke forto set engine operation in predetermined conditions with high load,and the valve train in a reduced stroke mode for oneEngine operation in predetermined low load conditionsput.
    [4]
    Ventiltrieb füreinen Kolbenmotor mit oben liegenden Nocken, der erste und zweiteEinlassventile (18, 20) und zumindest ein Auslassventilje Zylinder umfasst, wobei die Zylinder in zumindest einer Zylinderbankangeordnet sind und der Ventiltrieb umfasst: zumindest eineoben liegende Nockenwelle (12) für jede Zylinderbank, die Nockenmit hohem Hub (26) und reduziertem Hub (28) für jedesEinlassventil (18, 20) umfasst, einen direktwirkenden Ventilstößel (22, 24)für jedes Einlassventil(18, 20), wobei die Ventilstößel (22, 24) selektivbetätigbarsind, um die Einlassventile (18, 20) aller Zylinderin einem Modus mit hohem Hub zu betätigen, oder die Einlassventile(18, 20) von zumindest einigen der Zylinder ineinem Modus mit reduziertem Hub zu betätigen, wobei in dem Modusmit reduziertem Hub die Einlassventile (18, 20)von zumindest ausgewähltenZylindern in einem Modus mit niedrigem Ventilhub betätigt sind,in dem die ersten Einlassventile (18, 20) eineVentilöffnungmit niedrigem Hub aufweisen, die größer ist als die Ventilöffnung mitniedrigem Hub der zweiten Einlassventile (18, 20).Valve train for a piston engine with overhead cams, the first and second intake valves ( 18 . 20 ) and at least one exhaust valve per cylinder, the cylinders being arranged in at least one cylinder bank and the valve train comprising: at least one overhead camshaft ( 12 ) for each cylinder bank, the cams with high stroke ( 26 ) and reduced stroke ( 28 ) for each inlet valve ( 18 . 20 ) includes a direct acting valve lifter ( 22 . 24 ) for each inlet valve ( 18 . 20 ), the valve lifters ( 22 . 24 ) are selectively operable to the inlet valves ( 18 . 20 ) operate all cylinders in a high stroke mode, or the intake valves ( 18 . 20 ) to actuate at least some of the cylinders in a reduced stroke mode, wherein in the reduced stroke mode the intake valves ( 18 . 20 ) are actuated by at least selected cylinders in a low valve lift mode in which the first intake valves ( 18 . 20 ) have a low-lift valve opening that is larger than the low-lift valve opening of the second intake valves ( 18 . 20 ).
    [5]
    Ventiltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass in dem Modus mit reduziertem Hub alle Einlassventile (18, 20)in dem Modus mit niedrigem Ventilhub betätigt sind.Valve train according to claim 4, characterized in that in the reduced stroke mode, all the intake valves ( 18 . 20 ) are operated in the low valve lift mode.
    [6]
    Ventiltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass in dem Modus mit niedrigem Ventilhub der Hub der ersten Einlassventile(18, 20) im Bereich von ungefähr 2–5 mm und der Hub der zweitenEinlassventile (18, 20) im Bereich von ungefähr 0,5–2 mm liegt.Valve train according to claim 5, characterized in that in the mode with low valve lift the stroke of the first intake valves ( 18 . 20 ) in the range of approximately 2-5 mm and the stroke of the second intake valves ( 18 . 20 ) is in the range of about 0.5-2 mm.
    [7]
    Ventiltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass in dem Modus mit reduziertem Hub alle Auslassventile ebenfallsin dem Modus mit niedrigem Ventilhub mit einer Ventilhuböffnung betätigt sind,die kleiner ist als die Huböffnungdes Auslassventils im Modus mit hohem Hub.Valve train according to claim 5, characterized inthat in the reduced stroke mode, all exhaust valves as wellare operated with a valve lift opening in the low valve lift mode,which is smaller than the lift openingexhaust valve in high lift mode.
    [8]
    Ventiltrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass in dem Modus mit niedrigem Ventilhub der Hub der Auslassventileim Bereich von ungefähr 3–7 mm liegt.Valve train according to claim 7, characterized inthat in the low valve lift mode, the exhaust valve liftis in the range of about 3-7 mm.
    [9]
    Ventiltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass in dem Modus mit reduziertem Hub die Einlassventile (18, 20)von nicht ausgewählten Zylindernin entweder dem Modus mit hohem Hub oder einem Modus ohne Hub betätigt sind.Valve train according to claim 4, characterized in that in the mode with reduced stroke the inlet valves ( 18 . 20 ) of unselected cylinders in either the high lift mode or the no lift mode.
    [10]
    Ventiltrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass wenn die Einlassventile (18, 20) der nichtausgewähltenZylinder in dem Modus ohne Hub sind, die Einlassventile (18, 20)der ausgewähltenZylinder in dem Modus mit niedrigem Hub sind, in welchem der Hubder ersten Einlassventile (18, 20) im Bereichvon ungefähr3–7 mmliegt und der Hub der zweiten Einlassventile (18, 20)im Bereich von ungefähr0,5–2mm liegt.Valve train according to claim 9, characterized in that when the inlet valves ( 18 . 20 ) of the unselected cylinders in the no-stroke mode, the intake valves ( 18 . 20 ) of the selected cylinders are in the low-stroke mode in which the stroke of the first intake valves ( 18 . 20 ) is in the range of approximately 3–7 mm and the stroke of the second intake valves ( 18 . 20 ) is in the range of about 0.5-2 mm.
    [11]
    Ventiltrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass in dem Modus mit reduziertem Hub die Auslassventile der ausgewählten Zylinderebenso in dem Modus mit niedrigem Ventilhub mit einem Hub betätigt sind,der kleiner ist als in dem Modus mit hohem Hub.Valve train according to claim 9, characterized inthat in the reduced stroke mode, the exhaust valves of the selected cylindersare also operated with one stroke in the low valve lift mode,which is smaller than in the high stroke mode.
    [12]
    Ventiltrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass in dem Modus mit niedrigem Ventilhub der Auslassventilhub imBereich von 3–7mm liegt.Valve train according to claim 11, characterized inthat in the low valve lift mode, the exhaust valve lift inRange from 3–7mm lies.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    US20040226524A1|2004-11-18|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-12-09| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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