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EP1468171A1 - Device for controlling a cross-section of an opening in the combustion cylinder of an internal combustion engine - Google Patents

Device for controlling a cross-section of an opening in the combustion cylinder of an internal combustion engine

Info

Publication number
EP1468171A1
EP1468171A1 EP02806309A EP02806309A EP1468171A1 EP 1468171 A1 EP1468171 A1 EP 1468171A1 EP 02806309 A EP02806309 A EP 02806309A EP 02806309 A EP02806309 A EP 02806309A EP 1468171 A1 EP1468171 A1 EP 1468171A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
throttle
valve
pressure
control
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02806309A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Udo Diehl
Bernd Rosenau
Simon Kieser
Uwe Hammer
Volker Beuche
Stefan Reimer
Peter Lang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10201167A external-priority patent/DE10201167A1/en
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1468171A1 publication Critical patent/EP1468171A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • 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
    • 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
    • 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 invention is based on a device for controlling an opening cross section in a combustion cylinder of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • a known device of this kind (DE 198 26 047 Al) comprises as an actuator or actuator or valve disk to a double-acting f hydraulic working cylinder, in which an actuating piston is guided axially movable which is fixedly connected to the valve stem of the integrated in the combustion cylinder gas exchange valve or its valve closing body remote End forms itself.
  • the actuating piston delimits a first and a second pressure chamber in the working cylinder with its two end faces facing away from one another.
  • the first pressure chamber via which a piston displacement in the direction of valve closing is effected. is constantly pressurized with fluid under pressure
  • the second pressure chamber via which a piston displacement in the direction of valve opening is effected, with the aid of control valves, preferably 2 / 2-
  • Directional solenoid valves specifically pressurized with pressurized fluid or relieved to approximately ambient pressure.
  • the pressurized fluid is supplied by a regulated pressure supply.
  • a first control valve connects the second pressure chamber to the pressure supply and a second control valve connects the second pressure chamber to a relief line opening into a fluid reservoir.
  • the second pressure chamber is separated from the pressure supply by the closed first control valve and is connected to the relief line by the opened second control valve, so that the actuating piston is transferred into its closed position by the fluid pressure prevailing in the first pressure chamber.
  • the control valves are switched over, whereby the second pressure chamber is shut off from the relief line and connected to the pressure supply.
  • the gas exchange valve opens because the piston area of the actuating piston in the second pressure chamber is larger than the effective area of the actuating piston in the first pressure chamber, the size of the opening stroke depending on the formation of the electrical control signal applied to the first control valve and the opening speed of that controlled by the pressure supply Fluid pressure depends.
  • the control valves switch again to close the gas exchange valve.
  • the second pressure chamber which is shut off in relation to the pressure supply, lies on the relief line and that in the first pressure chamber prevailing fluid pressure leads the control piston back into its valve closed position, so that the gas exchange valve is closed by the control piston.
  • the device according to the invention for controlling an opening cross section in a combustion cylinder of an internal combustion engine has the advantage that the valve member is braked very strongly during the closing stroke before it reaches its closed position and the braking effect is independent of the temperature and the associated viscosity of the fluid volume displaced via the throttle cross section.
  • the throttle cross section is reduced with increasing temperature and thus decreasing viscosity, so that the flow velocity of the displaced fluid volume through the throttle and thus the braking effect of the damping element remains approximately constant.
  • the damping member has a damping cylinder, a damping piston which is axially displaceable in the damping cylinder and is firmly coupled to the lifting movement of the valve member, and a volume displacement chamber which is limited by the damping piston and accommodates the fluid displacement volume and is connected to the throttle opening, preferably the damping member is integrated in the actuator, so when the actuator is designed as a double-acting working cylinder with actuating piston, the damping piston is formed by the actuating piston itself.
  • the control unit for controlling the throttle cross-section has a control piston projecting into the volume displacement chamber and a throttle piston influencing the throttle cross-section of the throttle opening, which is coupled to the control piston in such a way that as the thrust piston is pushed out of the volume-displacement cross-section, the control piston enlarges.
  • Control pistons and throttle pistons are matched to one another in such a way that the throttle cross-section is of such a size at the operating temperature of the fluid that the fluid volume pushed out of the volume displacement chamber by the damping piston during the closing stroke of the fluid flows through the throttle cross-section at a predetermined flow rate.
  • This design of the throttle cross-section minimizes the control processes for the throttle piston in normal operation.
  • the throttle cross section is the one that is currently effective, i.e. for the Part of the throttle opening understood the fluid flow.
  • control piston is acted upon by a spring force of a return spring which is opposite to the direction in which the control piston is pushed out of the volume displacement chamber.
  • this return spring acting as a spring accumulator, part of the braking energy can be recovered and then used to accelerate the valve member in the direction of valve opening.
  • either the diameter of the actuating piston in the actuator driving the valve member or the hydraulic supply pressure for the actuator can be reduced, so that the energy efficiency of the device is improved overall.
  • the throttle opening in a chamber wall is the
  • volume displacement chamber arranged, and the control unit for controlling the throttle cross section of the throttle opening has a throttle slide which is displaceable along the throttle opening by a gas volume exposed to the fluid temperature of the displacement volume so that the throttle cross section of the throttle opening decreases in a displacement direction caused by an increase in the gas volume.
  • a guide bore extending transversely to the volume displacement chamber cuts the volume displacement chamber in such a way that the throttle opening is created in the chamber wall of the volume displacement chamber.
  • the throttle slide having a circular cross section lies axially displaceably in the guide bore and has at least one over the ' Throttle opening which can be pushed away and which extends transversely to the slide axis.
  • the gas volume for actuating the throttle slide is enclosed in a container which is in heat-conducting connection with the volume displacement chamber and which has an elastically expandable or displaceable container wall, preferably a membrane, which is firmly connected to the throttle slide.
  • the control unit has a pressure-controlled throttle element that varies the throttle cross-section of the throttle opening, an electrically controlled hydraulic pressure valve that adjusts the control pressure at the throttle element, and an electronic control device that controls the pressure valve, which controls signals for the pressure valve as a function of Displacement volume viscosity generated.
  • a viscosity measuring the displacement volume is Viscosity sensor provided, the measurement signals are fed to the control unit.
  • a first characteristic curve indicating the functional relationship between throttle cross section and hydraulic control pressure on the throttle element and a second characteristic curve indicating the functional relationship between viscosity and hydraulic control pressure are stored in the control device. Based on these stored two characteristic curves, the control unit generates the control signals for the pressure valve.
  • a temperature sensor measuring the temperature of the displacement volume can be used, the measurement signals of which in turn are fed to the control unit.
  • a third characteristic curve is stored in the control unit, which indicates the functional dependence of the viscosity of the fluid used on the temperature.
  • the control signals for the pressure valve are generated on the basis of all three characteristic curves.
  • 1 is a circuit diagram of a device for controlling an opening cross section in a combustion cylinder of an internal combustion engine
  • 2 is an enlarged sectional view of section II in FIG. 1
  • FIG. 3 shows the same representation as in FIG. 2 according to a modified embodiment in an upper section along line III 0 - IIIo in FIG. 4 and a lower section along line IIIu - IIIu in FIG. 4,
  • FIG. 5 shows a circuit diagram of a device for controlling two opening cross sections in a combustion cylinder of an internal combustion engine according to a further exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a longitudinal section of a controllable throttle in the device according to FIG. 5.
  • the device shown in the circuit diagram in FIG. 1 for controlling an opening cross section 11 in a combustion cylinder 10 of an internal combustion engine or an internal combustion engine in vehicles has a gas exchange valve 51 integrated in the combustion cylinder 10 with an axially displaceable valve member 12 which has a valve stem 13 and an end on Valve stem 13 includes formed valve closing body 14-.
  • the valve closing body 14 acts with one Valve seat 15 enclosing the opening cross section 11, on which the valve closing body 14 rests with a valve sealing surface 141 in the closed position of the gas exchange valve 10 and thus closes the opening cross section 11 in a gas-tight manner.
  • the device has a hydraulically operated valve actuator, hereinafter referred to as actuator or actuator 16, which represents a double-acting working cylinder and comprises a cylinder housing 17 and an actuating piston 18 which is axially displaceably guided in the cylinder housing 17 and which has a lower one in the cylinder housing 17 , first pressure chamber 19 and an upper, second pressure chamber 20 limited.
  • the first pressure chamber 19 is connected directly to a fluid connection 191 and the second pressure chamber 20 to a fluid connection 201 via a first control valve 21 at the outlet 221 of a controllable pressure supply device 22.
  • the second pressure chamber 20 is additionally connected with a fluid connection 202 via a second control valve 23 to a return line 25 opening into a fluid reservoir 24, in which a check valve 26 can also be arranged.
  • the control valves 21, 23 are designed as 2/2-way solenoid valves with spring return.
  • Pressure supply device 22 comprises a preferably controllable high-pressure pump 27, which conveys fluid, preferably hydraulic oil, from the fluid reservoir 24, a check valve 28 and a pressure accumulator 29 for pulsation damping and energy storage.
  • the actuating piston 18 is connected to the valve stem 13 of the gas exchange valve via a piston rod 30 led out of the cylinder housing 17 51 rigidly connected.
  • the adjusting piston 18 can also be formed directly on the valve stem 13.
  • the first control valve 21 is closed and the second control valve 23 is open.
  • the high pressure prevailing in the first pressure chamber 19 ensures that the actuating piston 18 is in the top dead center position and the valve closing body 14 with its valve closing surface 141 is thereby pressed gas-tight onto the valve seat 15 and the opening cross section 11 is thus closed gas-tight.
  • the control valves 21, 23 are switched over, the second pressure chamber 20 is shut off from the return line 25 and the high pressure at the outlet 221 of the pressure supply device 22 is applied to the second pressure chamber 20. Since the area of the actuating piston 18 delimiting the second pressure chamber 20 is larger than the area of the actuating piston 18 delimiting the first pressure chamber 19, the actuating piston 18 moves downward in FIG.
  • valve closing body 14 of the valve member 12 is lifted off the valve seat 15, so that the opening cross section 11 is released.
  • the control valves 21, 23 are returned to the switching position shown in FIG. 1.
  • the second pressure chamber 20 lies on the return line 25 and is depressurized.
  • the adjusting piston 18 moves upward in FIG. 1 and places the valve body 14 of the valve member 12 on the valve seat 15, sealing the opening cross section 11.
  • a valve brake 50 In order to comply with these limit values, a valve brake 50 is provided.
  • the valve brake 50 has a hydraulic damping element 31 with a fluid displacement volume flowing out over a throttle cross section of a throttle opening 35 (FIGS. 2 and 3) and a control unit 49 for controlling the throttle cross section as a function of the viscosity of the displacement volume.
  • Throttle cross section is understood here to mean that part of the throttle opening 35 which is in each case released for the flow of fluid.
  • the control unit 49 is designed so that the throttle cross section of the throttle opening is reduced as the viscosity of the displacement volume decreases.
  • damping element 31 and control unit 49 are integrated in actuator 16.
  • the damping member 31 has a damping cylinder 32, which is integrally attached to the cylinder housing 17 of the actuator 16, an axially displaceable in the damping cylinder 32, coupled to the stroke movement of the valve member 12 damping piston 33, which is made in one piece with the actuating piston 18 of the actuator 16, and a volume displacement chamber 34 in fluid communication with the second pressure chamber 20.
  • the volume displacement chamber 34 is connected to at least one throttle opening 35.
  • the damping piston 33 which is combined with the actuating piston 18 of the actuator 16, is designed such that it is actuated after a predetermined closing stroke of the valve member .12 at least temporarily closes the fluid connection 202 of the second pressure chamber 20 to the return line 25.
  • the fluid volume pushed out after the further movement of the damping piston 33 in the direction of the bearing 48 from the volume displacement chamber 34 via the throttle cross section of the throttle opening 35 is supplied to the fluid connection 202 connected to the return line 25 via corresponding bores in the damping cylinder 32, specifically. seen in the direction of flow behind its mouth in the second pressure chamber 20.
  • the holes provided for this purpose in the damping cylinder -32 are designated 36 and 37 in FIG. 2.
  • the axial bore 37 is closed above the mouth of the radial bore 36 with a closure piece 38.
  • the control unit 49 has a control piston 39, which is axially displaceably guided in the damping cylinder 32 and sealed by means of an annular seal 41 with respect to the volume displacement chamber 34 and projects into the volume displacement chamber 34, and a throttle bolt 40 which influences the throttle cross section of the throttle opening 35 and is thus coupled to the control piston 39. that with increasing displacement of the control piston 39 from the volume displacement chamber 34, the throttle cross section increases.
  • the piston surface 391 of the control piston 39 projecting into the volume displacement chamber 34 and the design of the throttle pin 40 are coordinated with one another in such a way that at the operating temperature of the fluid, the throttle cross-section of the throttle opening 35, which is opened by the throttle pin 40, is of such a size that during the closing stroke of the valve member 12 of the damping piston 33 with fluid volumes pushed out of the volume displacement chamber 34 a predetermined flow velocity flows through the throttle cross section of the throttle opening 35.
  • the throttle opening 35 is formed by an outlet bore 42 which opens into the volume displacement chamber 34 and is penetrated by a guide bore 43 extending transversely thereto.
  • the throttle piston 40 is axially displaceably received in the guide bore 43.
  • the throttle piston 40 has a transverse bore 401 which penetrates the throttle piston 40 and can be inserted into the intersection of the outlet bore 42 and the guide bore 43.
  • the diameter of the transverse bore 401 roughly corresponds to the diameter of the outlet bore 42. If the transverse bore 401 outside of the intersection region, the throttle opening is fully closed 35 by the choke piston 40, and with increasing immersion of the • transverse bore 401 in the outlet bore 42, the throttle cross-section of the throttle opening 35 continuously enlarged.
  • the throttle piston 40 is adjusted by the control piston 39 as a function of the pressure force acting on the control piston 39.
  • FIG. 2 is the
  • volume displacement baffle 34 with a second throttle opening 35 'in connection which is carried out in the same way with the aid of an outlet bore 42', which in turn is penetrated by a guide bore 43 r , in which a further throttle piston 40 ! is guided axially displaceably with a transverse bore 401 r .
  • the transverse bore 401 ' is offset in relation to the transverse bore 401 in the throttle bolt 40, so that it only becomes larger when the throttle piston 40 ? a throttle cross section of the Throttle opening 35 'releases.
  • the two throttle pistons 40, 40 'and the control piston 39 are aligned parallel to one another and rigidly connected to one another by a cross member 44.
  • a restoring spring 45 is supported on the cross member 44 and acts on the control piston 39 with a spring force which is directed against the displacement of the control piston 39 from the volume displacement chamber 34.
  • the return spring 45 is formed by a plurality of disc springs combined into a package.
  • valve brake 50 The function of the valve brake 50 is as follows;
  • the pressure in the volume displacement chamber 34 increases due to its upward movement in the direction of arrow 48, since less at the throttle opening 35 Fluid volume can flow off as is pushed by the damping piston 33. If the pressure in the volume displacement chamber 34 continues to rise, the control piston 39 is displaced upward in FIG. 2 by the pressure acting on its piston surface 391 and displaces the throttle bolts 40 'and 41 ". This causes the transverse bore 401 (and also displaces the transverse bore) 401 ') pushed further into the outlet bore 42 (or 42') and the cross section the throttle opening 35 is enlarged.
  • the design point of the throttle cross-section is the operating temperature in order to minimize the control processes in normal operation. If the operating temperature has not yet been reached, the pressure in the volume displacement chamber 34 rises, as described above, so that the throttle cross section is enlarged and the fluid with the greater viscosity can flow off over the enlarged throttle cross section at the same flow rate as the fluid heated to the operating temperature correspondingly lower viscosity. Leakages occurring via the control piston 39 and the throttle bolts 40, 40 ′ are discharged via a leakage bore 46 made in the damping cylinder 32.
  • damping member 31 and control unit are again 49 integrated in the actuator 16, wherein the damping cylinder 32 is made in one piece with the cylinder housing 17 of the actuator 16 and the
  • Volume displacement chamber 34 continues directly from the second pressure chamber 20 of the actuator 16.
  • the damping piston 33 delimiting the volume displacement chamber 34 is in turn made in one piece with the adjusting piston 18 of the actuator 16.
  • the control unit 49 for controlling the throttle cross section of the throttle opening 35 has a throttle slide 52, which is arranged in the damping cylinder 32 in a transverse direction Volume displacement chamber 34 introduced guide bore 53 is axially displaceably received.
  • the guide bore 53 is introduced in such a way that the guide bore 53 intersects the volume displacement chamber 34 and thus creates the throttle opening 35 in the chamber wall 341 of the volume displacement chamber 34, which in the embodiment of FIGS. 3 and 4 is an oval with a width seen in the direction of displacement of the throttle slide 52 d is.
  • the throttle slide 52 has a first through-opening 54 which can be pushed over the throttle opening 35 and extends transversely to the slide axis and a second through-opening 55 directly adjoining it with an opening cross-section which is substantially smaller than the first through-opening 54.
  • the first through bore 54 is designed as a bore and the second through opening 55 as an elongated hole.
  • the throttle slide 52 is actuated by means of a gas volume which is exposed to the fluid temperature of the fluid displacement volume in the volume displacement chamber 34.
  • a gas-filled membrane box 56 is fastened to the damping cylinder 32 in such a way that it is in heat-conducting connection with the damping cylinder 32.
  • the diaphragm unit 56 comprises a hood-shaped, gas-filled container 58 which is covered by a membrane 59th
  • the membrane box 56 is fastened on a heat-conducting base body 57, which is fixed to the damping cylinder 32.
  • the membrane 59 is clamped gas-tight at the edge between the container 58 and the base body 57 and is firmly connected in the center to the throttle slide 52.
  • the temperature of the fluid in the volume displacement chamber 34 increases, then the temperature also increases Temperature of the gas volume in the diaphragm box 56.
  • the gas volume thereby increasing causes a displacement of the throttle slide 52- via the diaphragm 59, which leads to a reduction in the cross section of the throttle opening 35, through which the displacement volume pushed out by the damping piston 33 can flow out. Due to the narrowing of the throttle cross section, the fluid flows off at an increased temperature and the associated lower viscosity at approximately the same speed as at a lower temperature and the associated higher viscosity, so that the braking effect of the valve brake 50 on the valve member 12 is independent of the temperature or the viscosity of the fluid in the volume displacement chamber 34.
  • An electrical heating coil 60 is arranged in the interior of the membrane box 56, the heating current of which can be adjusted by means of an electronic control unit 61.
  • the heating of the gas volume that takes place via the heating of the components can be supported by the additional electrical heating in order to improve the response behavior of the valve brake 50.
  • the device shown in the circuit diagram in FIG. 5 essentially corresponds to the device described in FIG. 1 and is expanded in the illustration to control two opening cross sections 11 in a combustion cylinder.
  • the same components are therefore provided with the same reference numerals.
  • the number of controllable opening cross sections 11 and thus the number of gas exchange valves 51 assigned to them can be chosen as desired.
  • a modification is included in the device insofar as the valve brake 50 has a different mode of operation, but in the same way one of the viscosity or the temperature of the displacement volume independent reduction of the impact speed of the gas exchange valves 51 cause.
  • the valve brake 50 each has a hydraulic damping element 31 assigned to a gas exchange valve 51 or its actuator 16, with a fluid displacement volume displaced by a damping piston and flowing out through a throttle cross section of a throttle opening 35, and a control unit 49 for controlling all gas exchange valves 51 and its actuators 16 of the throttle cross section in the attenuators 31 as a function of the viscosity of the displacement volume.
  • the hydraulic damping members 31 are each integrated in one of the actuators 16, the actuating pistons 18 simultaneously forming the damping pistons of the damping members 31.
  • the fluid connections 201 and 202 of the second pressure chamber 20 in each actuator 16 are placed in such a way that the actuating piston 18 closes the fluid connection 202 connected to the return line 25 after a predetermined closing stroke of the valve member 12.
  • the second pressure chamber 20 also has a third fluid connection 203 which, like the fluid connection 201, cannot be closed by the actuating piston 18.
  • the third fluid connection 203 is connected via a pressure-controlled throttle 62 to the valve inlet of the second control valve 23, which remains connected to the second fluid connection 202 of the second pressure chamber 20.
  • the pressure-controlled throttle 62 is shown in longitudinal section in FIG. 6. It has' a cylindrical throttle body 63, the throttle opening 35 in the form of a diametrical Includes through hole 64.
  • the through-hole 64 crosses a blind hole-like longitudinal bore 65 in the throttle body 63, 35 influencing the throttle member is arranged in the form of an axially displaceable in the • longitudinal bore 65 the control slide 66 in a longitudinally displaceable in which a throttle cross section of the throttle opening.
  • the control slide 66 carries a circumferential control edge 67 which interacts with the throttle opening 35 and delimits a control pressure chamber 68 with its one end face, the control pressure of which can be set by the control unit 49.
  • a return spring 69 in the form of a compression spring, which transfers the control slide 66 to a basic position when the control pressure chamber 68 is depressurized, in which the control slide 66 closes the throttle opening 35.
  • the control slide 66 in FIG. 6 is shifted to the left against the restoring force of the restoring spring 69, thereby releasing an increasing throttle cross section of the throttle opening 35.
  • control unit 49 In addition to the pressure-controlled control slides 66 which influence the throttle openings 35, the control unit 49 also has an electrically controlled hydraulic pressure valve 70 which adjusts the control pressure in all the control pressure chambers 68 and an electronic control unit 71 which controls the pressure valve 70 and which controls the control signals for the pressure valve 70 in Depending on the viscosity of the displacement volume generated.
  • an electrically controlled hydraulic pressure valve 70 which adjusts the control pressure in all the control pressure chambers 68
  • electronic control unit 71 which controls the pressure valve 70 and which controls the control signals for the pressure valve 70 in Depending on the viscosity of the displacement volume generated.
  • the valve inlet of the valve designed here as a pressure relief valve Druckventils- 70 connected via a common check valve 72 to a pressure source 73 delivering a maximum control pressure.
  • the pressure source 73 is formed by a pre-feed pump 74 for the high-pressure pump 27, which draws fluid from the fluid reservoir 24 and conveys it to the high-pressure pump 27 and, via the check valve 72, to the control pressure chambers 68 of the pressure-controlled throttles 62 and the pressure-limiting valve 70.
  • a viscosity sensor 75 is arranged in the fluid supply circuit for the actuators 16 of the gas exchange valves 51, which detects the viscosity of the flowing fluid and whose measurement signals are fed to the control unit 71.
  • a first characteristic curve which indicates the functional relationship between the hydraulic control pressure in the control pressure chamber 68 and the throttle cross section of the throttle opening 35
  • a second characteristic curve which indicates the functional relationship between viscosity and hydraulic control pressure
  • the control unit 71 On the basis of these characteristic curves and with the measured variables obtained from the viscosity sensor 75, the control unit 71 generates the electrical control signals for the pressure relief valve 70.
  • the amplitudes of the electrical control signals are set such that the control pressure in the control pressure chamber 68 decreases with decreasing viscosity and thus the throttle cross section of the Throttle opening 35 is increasingly reduced.
  • a temperature sensor at the same location ⁇ can be arranged instead of the viscosity sensor 75, which in turn measurement signals to the control unit 71 are supplied.
  • a third characteristic curve is stored in the control unit 71, which indicates the functional dependence of the viscosity of the fluid used on the temperature.
  • the generation of the control signals in the control unit 71 is now also taking into account the third characteristic curve, the amplitudes of the electrical control signals being set such that the control pressure in the control pressure chamber 68 decreases with increasing temperature as the pressure-limiting valve 70 increases and the throttle cross section of the throttle opening 35 decreases narrows.
  • the damping member 32 of the valve brake 51 does not have to be integrated in the actuator 16 and the damping piston 33 need not be rigidly coupled to the actuating piston 18 of the actuator 16 or connected in one piece to it. Rather, the damping piston 33 can also be directly connected to the valve stem 13 of the valve member 12 or can be made in one piece with the latter.
  • the damping cylinder 32 is provided with its own inflow for supplying a fluid volume, which is shut off by the damping piston 33 when the valve brake takes effect.
  • Fig. 1 apparatus multiple opening cross-sections to control in a combustion cylinder by each opening cross-section is assigned to a gas exchange valve which are actuated in the described manner by a respective actuator.

Landscapes

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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

The invention relates to a device for controlling a cross-section of an opening in the combustion cylinder of an internal combustion engine, said device comprising a gas exchange valve which is integrated into the combustion cylinder and an actuator (16) which drives the valve element (15) in a closing and opening movement. In order to reduce the impact speed of the valve closing body of the valve element on the valve seat during the closing movement of the valve element, a valve brake (50) acts during the final closing course of the valve element. Said valve brake comprises a hydraulic damping element (31) having a fluid displacement volume which flows over a cross-section of a throttling orifice (35), and a control unit (49) for controlling said cross-section according to the viscosity of the displacement volume.

Description

Vorrichtung zur Steuerung eines Öffnungsquerschnitts in einem Verbrennungszylinder einer BrennkraftmaschineDevice for controlling an opening cross section in a combustion cylinder of an internal combustion engine
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht, aus von einer Vorrichtung zur Steuerung eines Öffnungsquerschnitts in einem Verbrennungszylinder einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a device for controlling an opening cross section in a combustion cylinder of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (DE 198 26 047 AI) weist als Aktor oder Aktuator oder Ventilsteller einen doppeltwirkendenf hydraulischen Arbeitszylinder auf, in dem ein Stellkolben axial verschieblich geführt ist, der mit dem Ventilschaft des im Verbrennungszylinder integrierten Gaswechselventils fest verbunden ist oder dessen ventilschließkörperfernes Ende selbst bildet. Der Stellkolben begrenzt im Arbeitszylinder mit seinen beiden voneinander abgekehrten Stirnseiten eine erste und zweite Druckkammer. Während die erste Druckkammer, über welche eine Kolbenverschiebung in Richtung Ventilschließen bewirkt wird. ständig mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagt ist, wird die zweite Druckkammer, über welche eine Kolbenverschiebung in Richtung Ventilöffnen bewirkt wird, mit Hilfe von Steuerventilen, vorzugsweise 2/2-A known device of this kind (DE 198 26 047 Al) comprises as an actuator or actuator or valve disk to a double-acting f hydraulic working cylinder, in which an actuating piston is guided axially movable which is fixedly connected to the valve stem of the integrated in the combustion cylinder gas exchange valve or its valve closing body remote End forms itself. The actuating piston delimits a first and a second pressure chamber in the working cylinder with its two end faces facing away from one another. During the first pressure chamber, via which a piston displacement in the direction of valve closing is effected. is constantly pressurized with fluid under pressure, the second pressure chamber, via which a piston displacement in the direction of valve opening is effected, with the aid of control valves, preferably 2 / 2-
Wegemagnetventilen, gezielt mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagt oder wieder auf annähernd Umgebungsdruck entlastet. Das unter Druck stehende Fluid wird von einer geregelten Druckversorgung geliefert. Von den Steuerventilen verbindet ein erstes Steuerventil die zweite Druckkammer mit der Druckversorgung und ein zweites Steuerventil die zweite Druckka mer mit einer in einem Fluidreservoir mündenden Entlastungsleitung. Im Schließzustand des Gaswechselventils ist die zweite Druckkammer durch das geschlossene erste Steuerventil von der Druckversorgung getrennt und durch das geöffnete zweite Steuerventil mit der Entlastungsleitung verbunden, so daß der Stellkolben durch den in der ersten Druckkammer herrschenden Fluiddruck in seine Schließstellung überführt ist. Zum öffnen des Gaswechselventils werden die Steuerventile umgeschaltet, wodurch die zweite Druckkammer von der Entlastungsleitung abgesperrt und an die Druckversorgung angeschlossen wird. Das Gaswechselventil öffnet, da die Kolbenfläche des Stellkolbens in der zweiten Druckkammer größer ist als die Wirkfläche des Stellkolbens in der ersten Druckkammer, wobei die Größe des Öffnungshubs von der Ausbildung des an das erste Steuerventil angelegten elektrischen Steuersignals und die Öffnungsgeschwindigkeit von dem von der Druckversorgung eingesteuerten Fluiddruck abhängt. Zum Schließen des Gaswechselventils schalten die Steuerventile wieder um. Dadurch liegt die gegenüber der Druckversorgung abgesperrte zweite Druckkammer an der Entlastungsleitung, und der in der ersten Druckkammer herrschende Fluiddruck führt den Stellkolben in dessen Ventilschließstellung zurück, so daß von dem Stellkolben das Gaswechselventil geschlossen wird.Directional solenoid valves, specifically pressurized with pressurized fluid or relieved to approximately ambient pressure. The pressurized fluid is supplied by a regulated pressure supply. Of the control valves, a first control valve connects the second pressure chamber to the pressure supply and a second control valve connects the second pressure chamber to a relief line opening into a fluid reservoir. In the closed state of the gas exchange valve, the second pressure chamber is separated from the pressure supply by the closed first control valve and is connected to the relief line by the opened second control valve, so that the actuating piston is transferred into its closed position by the fluid pressure prevailing in the first pressure chamber. To open the gas exchange valve, the control valves are switched over, whereby the second pressure chamber is shut off from the relief line and connected to the pressure supply. The gas exchange valve opens because the piston area of the actuating piston in the second pressure chamber is larger than the effective area of the actuating piston in the first pressure chamber, the size of the opening stroke depending on the formation of the electrical control signal applied to the first control valve and the opening speed of that controlled by the pressure supply Fluid pressure depends. The control valves switch again to close the gas exchange valve. As a result, the second pressure chamber, which is shut off in relation to the pressure supply, lies on the relief line and that in the first pressure chamber prevailing fluid pressure leads the control piston back into its valve closed position, so that the gas exchange valve is closed by the control piston.
Bei einer solchen Vorrichtung besteht die Forderung nach einem schnellen Schließen des Gaswechselventils und gleichzeitig nach einer geringen Auftreffgeschwindigkeit des Ventilschließkörpers auf dem Ventilsitz, die aus Geräuschund Verschleißgründen bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten darf.With such a device, there is a demand for a quick closing of the gas exchange valve and, at the same time, for a low impact speed of the valve closing body on the valve seat, which may not exceed certain limit values for reasons of noise and wear.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung eines Öffnungsquerschnitts in einem Verbrennungszylinder einer Brennkraftmaschine hat den Vorteil, daß das Ventilglied beim Schließhub vor Erreichen seiner Schließstellung sehr stark abgebremst wird und dabei die Bremswirkung unabhängig von der Temperatur und der damit einhergehenden Viskosität des über den Drosselquerschnitt verdrängten Fluidvolumens ist. Der Drosselquerschnitt wird dabei mit zunehmender Temperatur und damit sinkender Viskosität verkleinert, so daß die Strömungsgeschwindigkeit des verdrängten Fluidvolumens durch die Drossel und damit die Bremswirkung des Dämpfungsglieds annähernd konstant bleibt .The device according to the invention for controlling an opening cross section in a combustion cylinder of an internal combustion engine has the advantage that the valve member is braked very strongly during the closing stroke before it reaches its closed position and the braking effect is independent of the temperature and the associated viscosity of the fluid volume displaced via the throttle cross section. The throttle cross section is reduced with increasing temperature and thus decreasing viscosity, so that the flow velocity of the displaced fluid volume through the throttle and thus the braking effect of the damping element remains approximately constant.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Dämpfungsglied einen Dämpfungszylinder, einen im Dämpfungszylinder axial verschiebbaren, an die Hubbewegung des Ventilglieds fest angekoppelten Dämpfungskolben und eine vom Dämpfungskolben begrenzte, das Fluidverdrängungsvolumen aufnehmende Volumenverdrängungskammer auf, die mit der Drosselöffnung in Verbindung steht, wobei vorzugsweise das Dämpfungsglied in dem Aktor integriert ist, bei Ausführung des Aktors als doppeltwirkender Arbeitszylinder mit Stellkolben also der Dämpfungskolben vom Stellkolben selbst gebildet wird.Advantageous further developments and improvements of the device specified in claim 1 are possible through the measures listed in the further claims. According to an advantageous embodiment of the invention, the damping member has a damping cylinder, a damping piston which is axially displaceable in the damping cylinder and is firmly coupled to the lifting movement of the valve member, and a volume displacement chamber which is limited by the damping piston and accommodates the fluid displacement volume and is connected to the throttle opening, preferably the damping member is integrated in the actuator, so when the actuator is designed as a double-acting working cylinder with actuating piston, the damping piston is formed by the actuating piston itself.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Steuereinheit zum Steuern des Drosselquerschnitts einen in die Volumenverdrängungskammer hineinragenden Steuerkolben und einen den Drosselquerschnitt der Drosselöffnung beeinflussenden Drosselkolben auf, der so mit dem Steuerkolben gekoppelt isr, daß mit zunehmendem Ausschieben des St uer olbens aus der Vo1umenverdrangungskämmer der Drosselquerschnitt sich vergrößert. Steuerkolben und Drosselkolben sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß bei Betriebstemperatur des Fluids der Drosselquerschnitt eine solche Größe aufweist, daß das beim Schließhub des Ventilglieds vom Dämpfungskolben aus der Volumenverdrängungskammer ausgeschobene Fluidvolumen mit einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit den Drosselquerschnitt durchströmt. Durcn diese Auslegung des Drosselquerschnitts werden die Regelvorgänge für den Drosselkolben im Normalbetrieb minimiert. Unter Drosselquerschnitt wird der momentan wirksame, also für den Fluiddurchfluß freigegebene Teil der Drosselöffnung verstanden.According to a preferred embodiment of the invention, the control unit for controlling the throttle cross-section has a control piston projecting into the volume displacement chamber and a throttle piston influencing the throttle cross-section of the throttle opening, which is coupled to the control piston in such a way that as the thrust piston is pushed out of the volume-displacement cross-section, the control piston enlarges. Control pistons and throttle pistons are matched to one another in such a way that the throttle cross-section is of such a size at the operating temperature of the fluid that the fluid volume pushed out of the volume displacement chamber by the damping piston during the closing stroke of the fluid flows through the throttle cross-section at a predetermined flow rate. This design of the throttle cross-section minimizes the control processes for the throttle piston in normal operation. The throttle cross section is the one that is currently effective, i.e. for the Part of the throttle opening understood the fluid flow.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Steuerkolben mit einer Federkraft einer Rückstellfeder beaufschlagt, die der Ausschieberichtung des Steuerkolbens aus der Volumenverdrängungskammer entgegengerichtet ist. Durch diese als Federspeicher wirkende Rückstellfeder kann ein Teil der Bremsenergie wieder zurückgewonnen und anschließend zum Beschleunigen des Ventilglieds in Richtung Ventilöffnen verwendet werden. Hierdurch kann entweder der Durchmesser des Stellkolbens in dem das Ventilglied antreibenden Aktor oder der hydraulische Versorgungsdruck für den Aktor verringert werden, so daß die Energieeffizienz der Vorrichtung insgesamt verbessert wird.According to an advantageous embodiment of the invention, the control piston is acted upon by a spring force of a return spring which is opposite to the direction in which the control piston is pushed out of the volume displacement chamber. By means of this return spring acting as a spring accumulator, part of the braking energy can be recovered and then used to accelerate the valve member in the direction of valve opening. As a result, either the diameter of the actuating piston in the actuator driving the valve member or the hydraulic supply pressure for the actuator can be reduced, so that the energy efficiency of the device is improved overall.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Drosselöffnung in einer Kammerwand derAccording to an alternative embodiment of the invention, the throttle opening in a chamber wall is the
Volumenverdrängungskammer angeordnet, und die Steuereinheit zum Steuern des Drosselquerschnitts der Drosselöffnung weist einen Drosselschieber auf, der durch ein der Fluidtemperatur des Verdrängungsvolumens ausgesetztes Gasvolumen längs der Drosselöffnung so verschiebbar ist, daß in einer durch Vergrößerung des Gasvolumens bewirkten Verschieberichtung der Drosselquerschnitt der Drosselöffnung sich verkleinert. Hierzu schneidet eine quer zur Volumenverclrängungskammer sich erstreckende Führungsbohrung die Volumenverdrängungskammer so, daß in der Kammerwand der Volumenverdrängungskammer die Drosselöffnung entsteht. Der einen Kreisquerschnitt aufweisende Drosselschieber liegt in der Führungsbohrung axial verschieblich ein und besitzt mindestens eine über die 'Drosselöffnung hinwegschiebbare, quer zur Schieberachse sich erstreckende Durchgangsöffnung.Volume displacement chamber arranged, and the control unit for controlling the throttle cross section of the throttle opening has a throttle slide which is displaceable along the throttle opening by a gas volume exposed to the fluid temperature of the displacement volume so that the throttle cross section of the throttle opening decreases in a displacement direction caused by an increase in the gas volume. For this purpose, a guide bore extending transversely to the volume displacement chamber cuts the volume displacement chamber in such a way that the throttle opening is created in the chamber wall of the volume displacement chamber. The throttle slide having a circular cross section lies axially displaceably in the guide bore and has at least one over the ' Throttle opening which can be pushed away and which extends transversely to the slide axis.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Gasvolumen zum Betätigen des Drosselschiebers in einem mit der Volumenverdrängungskammer in wärmeleitender Verbindung stehenden Behälter eingeschlossen, der eine elastisch ausdehnbare oder verschiebbare Behälterwand, vorzugsweise eine Membran, aufweist, die fest mit dem Drosselschieber verbunden ist. Durch diese Maßnahmen kann die Steuervorrichtung fertigungstechnisch recht günstig realisiert werden, und durch eine zusätzliche Erwärmung des Gasvolumens kann das Ansprechverhalten der Steuervorrichtung unterstützt werden.According to an advantageous embodiment of the invention, the gas volume for actuating the throttle slide is enclosed in a container which is in heat-conducting connection with the volume displacement chamber and which has an elastically expandable or displaceable container wall, preferably a membrane, which is firmly connected to the throttle slide. These measures enable the control device to be produced at a very low cost in terms of production technology, and the response behavior of the control device can be supported by additional heating of the gas volume.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Steuereinheit ein den Drosselquerschnitt der Drosselöffnung variierendes, druckgesteuertes Drosselglied, ein den Steuerdruck am Drosselglied einstellendes, elektrisch gesteuertes, hydraulisches Druckventil sowie ein das Druckventil ansteuerndes, elektronisches Steuergerät auf, das Steuersignale für das Druckventil in Abhängigkeit von der Viskosität des Verdrängungsvolumens generiert. Durch den Einsatz einer druckgesteuerten Drossel pro Gaswechselventil kann bei mehreren Gaswechselventilen der Brennkraftmaschine die Bremswirkung an allen Gaswechselventilen über die gemeinsame Einstellung des Drucks an den druckgesteuerten Drosseln auf einfache Weise gemeinsam eingestellt werden.According to an advantageous embodiment of the invention, the control unit has a pressure-controlled throttle element that varies the throttle cross-section of the throttle opening, an electrically controlled hydraulic pressure valve that adjusts the control pressure at the throttle element, and an electronic control device that controls the pressure valve, which controls signals for the pressure valve as a function of Displacement volume viscosity generated. By using a pressure-controlled throttle for each gas exchange valve, the braking effect on all gas exchange valves can be easily adjusted on all gas exchange valves by jointly setting the pressure at the pressure-controlled throttles in the case of several gas exchange valves.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein die Viskosität des Verdrängungsvolumens messender • Viskositätssensor vorgesehen, dessen Meßsignale dem Steuergerät zugeführt sind. Im Steuergerät sind eine den funktioneilen Zusammenhang zwischen Drosselquerschnitt und hydraulischem Steuerdruck am Drosselglied angebende erste Kennlinie und eine den funktionellen Zusammenhang zwischen Viskosität und hydraulischem Steuerdruck angebende zweite Kennlinie abgespeichert. Auf Basis dieser abgespeicherten beiden Kennlinien generiert das Steuergerät die Steuersignale für das Druckventil.According to an advantageous embodiment of the invention, a viscosity measuring the displacement volume is Viscosity sensor provided, the measurement signals are fed to the control unit. A first characteristic curve indicating the functional relationship between throttle cross section and hydraulic control pressure on the throttle element and a second characteristic curve indicating the functional relationship between viscosity and hydraulic control pressure are stored in the control device. Based on these stored two characteristic curves, the control unit generates the control signals for the pressure valve.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann anstelle eines Viskositätssensors ein die Temperatur des Verdrängungsvolumens messender Temperatursensor verwendet werden, dessen Meßsignale wiederum dem Steuergerät zugeführt sind. Im Steuergerät ist eine dritte Kennlinie abgespeichert, die die funktioneile Abhängigkeit der Viskosität des verwendeten Fluids von der Temperatur angibt. Die Generierung der Steuersignale für das Druckventil erfolgt in diesem Fall auf Basis aller drei Kennlinien.In an alternative embodiment of the invention, instead of a viscosity sensor, a temperature sensor measuring the temperature of the displacement volume can be used, the measurement signals of which in turn are fed to the control unit. A third characteristic curve is stored in the control unit, which indicates the functional dependence of the viscosity of the fluid used on the temperature. In this case, the control signals for the pressure valve are generated on the basis of all three characteristic curves.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten. Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:The invention is illustrated in the drawing. Embodiments described in more detail below. Show it:
Fig. 1 ein Schaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung eines Öffnungsquerschnitts in einem Verbrennungszylinder einer Brennkraftmaschine , Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Ausschnitts II in Fig. 1,1 is a circuit diagram of a device for controlling an opening cross section in a combustion cylinder of an internal combustion engine, 2 is an enlarged sectional view of section II in FIG. 1,
Fig. 3 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 2 gemäß einem modifizierten Ausführungsbeispiel in einem oberen Schnitt gemäß Linie III0 - IIIo in Fig. 4 und einem unteren Schnitt gemäß Linie IIIu - IIIu in Fig. 4,3 shows the same representation as in FIG. 2 according to a modified embodiment in an upper section along line III 0 - IIIo in FIG. 4 and a lower section along line IIIu - IIIu in FIG. 4,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV - IV in Fig. 3.4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 3.
Fig. 5 ein Schaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung zweier Öffnungsquerschnitte in einem Verbrennungszylinder einer Brennkraftmaschine gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,5 shows a circuit diagram of a device for controlling two opening cross sections in a combustion cylinder of an internal combustion engine according to a further exemplary embodiment,
Fig. 6 einen Längsschnitt einer steuerbaren Drossel in der Vorrichtung gemäß Fig. 5.6 shows a longitudinal section of a controllable throttle in the device according to FIG. 5.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Die in Fig. 1 im Schaltbild dargestellte Vorrichtung zur Steuerung eines Öffnungsquerschnitts 11 in einem Verbrennungszylinder 10 einer Brennkraftmaschine oder eines Verbrennungsmotors in Fahrzeugen weist ein in dem Verbrennungszylinder 10 integriertes Gaswechselventil 51 mit einem axial verschieblichen Ventilglied 12 auf, das einen Ventilschaft 13 und einen endseitig am Ventilschaft 13 ausgebildeten Ventilschließkörper 14- umfaßt. Der Ventilschließkörper 14 wirkt mit einem den Öffnungsquerschnitt 11 umschließenden Ventilsitz 15 zusammen, auf den der Ventilschließkörper 14 in der Schließstellung des Gaswechsεlventils 10 mit einer Ventildichtfläche 141 aufliegt und so den Öffnungsquerschnitt 11 gasdicht verschließt.The device shown in the circuit diagram in FIG. 1 for controlling an opening cross section 11 in a combustion cylinder 10 of an internal combustion engine or an internal combustion engine in vehicles has a gas exchange valve 51 integrated in the combustion cylinder 10 with an axially displaceable valve member 12 which has a valve stem 13 and an end on Valve stem 13 includes formed valve closing body 14-. The valve closing body 14 acts with one Valve seat 15 enclosing the opening cross section 11, on which the valve closing body 14 rests with a valve sealing surface 141 in the closed position of the gas exchange valve 10 and thus closes the opening cross section 11 in a gas-tight manner.
Zur Hubbetätigung des Ventilglieds 12 weist die Vorrichtung einen hydraulisch betriebenen Ventilsteller, im folgenden Aktuator oder Aktor 16 genannt, auf, der einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder darstellt und ein Zylindergehäuse 17 sowie einen im Zylindergehäuse 17 axial verschieblich geführten Stellkolben 18 umfaßt, der im Zylindergehäuse 17 eine untere, erste Druckkammer.19 und eine obere, zweite Druckkammer 20 begrenzt. Die erste Druckkammer 19 ist mit einem Fluidanschluß 191 unmittelbar und die zweite Druckkammer 20 mit einem Fluidanschluß 201 über ein erstes Steuerventil 21 an dem Ausgang 221 einer regelbaren Druckversorgungseinrichtung 22 angeschlossen. Die zweite Druckkammer 20 ist zusätzlich mit einem Fluidanschluß 202 über ein zweites Steuerventil 23 an einer -in einem Fluidreservoir 24 mündenden Rücklaufleitung 25 angeschlossen, in welcher noch ein Rückschlagventil 26 angeordnet sein kann. Die Steuerventile 21, 23 sind als 2/2-Wegemagnetventile mit Federrückstellung ausgebildet. DieTo actuate the valve member 12, the device has a hydraulically operated valve actuator, hereinafter referred to as actuator or actuator 16, which represents a double-acting working cylinder and comprises a cylinder housing 17 and an actuating piston 18 which is axially displaceably guided in the cylinder housing 17 and which has a lower one in the cylinder housing 17 , first pressure chamber 19 and an upper, second pressure chamber 20 limited. The first pressure chamber 19 is connected directly to a fluid connection 191 and the second pressure chamber 20 to a fluid connection 201 via a first control valve 21 at the outlet 221 of a controllable pressure supply device 22. The second pressure chamber 20 is additionally connected with a fluid connection 202 via a second control valve 23 to a return line 25 opening into a fluid reservoir 24, in which a check valve 26 can also be arranged. The control valves 21, 23 are designed as 2/2-way solenoid valves with spring return. The
Druckversorgungseinrichtung 22 umfaßt eine vorzugsweise regelbare Hochdruckpumpe 27, die Fluid, vorzugsweise Hydrauliköl, aus dem Fluidreservoir 24 fördert, ein Rückschlagventil 28 und einen Druckspeicher 29 zur Pulsationsdämpfung und Energiespeicherung. Der Stellkolben 18 ist über eine aus dem Zylindergehäuse 17 herausgeführte Kolbenstange 30 mit dem Ventilschaft 13 des Gaswechselventils 51 starr verbunden. Alternativ kann der Stellkolben 18 auch unmittelbar am Ventilschaft 13 ausgebildet sein.Pressure supply device 22 comprises a preferably controllable high-pressure pump 27, which conveys fluid, preferably hydraulic oil, from the fluid reservoir 24, a check valve 28 and a pressure accumulator 29 for pulsation damping and energy storage. The actuating piston 18 is connected to the valve stem 13 of the gas exchange valve via a piston rod 30 led out of the cylinder housing 17 51 rigidly connected. Alternatively, the adjusting piston 18 can also be formed directly on the valve stem 13.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist das erste Steuerventil 21 geschlossen und das zweite Steuerventil 23 geöffnet. Der in der ersten Druckkammer 19 anstehende Hochdruck sorgt dafür, daß der Stellkolben 18 sich in der oberen Totpunktlage befindet und dadurch der Ventilschließkörper 14 mit seiner Ventilschließfläche 141 gasdicht auf den Ventilsitz 15 aufgepreßt wird und damit der Öffnungsquerschnitt 11 gasdicht geschlossen ist. Werden die Steuerventile 21, 23 umgeschaltet, so wird die zweite Druckkammer 20 von der Rücklaufleitung 25 abgesperrt und der Hochdruck am Ausgang 221 der Druckversorgungseinrichtung 22 an die zweite Druckkammer 20 gelegt. Da die die zweite Druckkammer 20 begrenzende Fläche des Stellkolbens 18 größer ist als die die erste Druckkammer 19 begrenzende Fläche des Stellkolbens 18 bewegt sich der Stellkolben 18 in Fig. 1 nach unten, und der Ventilschließkörper 14 des Ventilglieds 12 wird von dem Ventilsitz 15 abgehoben, so daß der Öffnungsquerschnitt 11 freigegeben ist. Zum Schließen des Gaswechselventils 51 werden die Steuerventile 21, 23 in die in Fig. 1 gezeigte Schaltstellung zurückgeführt. Dadurch liegt die zweite Druckkammer 20 an der Rücklaufleitung 25 und ist drucklos. Der Stellkolben 18 bewegt sich in Fig. 1 nach oben und setzt den Ventilkörper 14 des Ventilglieds 12 unter Abdichten des Öffnungsquerschnitts 11 auf dem Ventilsitz- 15 auf.As shown in FIG. 1, the first control valve 21 is closed and the second control valve 23 is open. The high pressure prevailing in the first pressure chamber 19 ensures that the actuating piston 18 is in the top dead center position and the valve closing body 14 with its valve closing surface 141 is thereby pressed gas-tight onto the valve seat 15 and the opening cross section 11 is thus closed gas-tight. If the control valves 21, 23 are switched over, the second pressure chamber 20 is shut off from the return line 25 and the high pressure at the outlet 221 of the pressure supply device 22 is applied to the second pressure chamber 20. Since the area of the actuating piston 18 delimiting the second pressure chamber 20 is larger than the area of the actuating piston 18 delimiting the first pressure chamber 19, the actuating piston 18 moves downward in FIG. 1, and the valve closing body 14 of the valve member 12 is lifted off the valve seat 15, so that the opening cross section 11 is released. To close the gas exchange valve 51, the control valves 21, 23 are returned to the switching position shown in FIG. 1. As a result, the second pressure chamber 20 lies on the return line 25 and is depressurized. The adjusting piston 18 moves upward in FIG. 1 and places the valve body 14 of the valve member 12 on the valve seat 15, sealing the opening cross section 11.
Bei Gaswechselventilen für Brennkraftmaschinen besteht insbesondere dann, wenn sie als Einlaßventile verwendet werden, die Forderung nach einem schnellen Schließen und zugleich nach einer geringen Auftreffgeschwindigkeit des Ventilschließkörpers auf dem Ventilsitz, die aus Geräusch- und Verschleißgründen bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten darf. Um diese Grenzwerte einzuhalten, ist eine Ventilbremse 50 vorgesehen. Die Ventilbremse 50 weist ein hydraulisches Dämpfungsglied 31 mit einem über einen Drosselquerschnitt einer Drosselöffnung 35 (Fig. 2 und 3) abströmenden fluiden Verdrängungsvolumen und eine Steuereinheit 49 zum Steuern des Drosselquerschnitts in Abhängigkeit von der Viskosität des Verdrängungsvolumens auf. Unter Drosselquerschnitt wird hier derjenige Teil der Drosselöffnung 35 verstanden, der für die Fluiddurchströmung jeweils freigegeben ist. Die Steuereinheit 49 ist dabei so ausgelegt, daß bei abnehmender Viskosität des Verdrängungsvolumens der Drosselquerschnitt der Drosselöffnung verkleinert wird.In the case of gas exchange valves for internal combustion engines, there is a requirement for rapid closing and, in particular, if they are used as intake valves at the same time after a low speed of impact of the valve closing body on the valve seat, which may not exceed certain limit values for reasons of noise and wear. In order to comply with these limit values, a valve brake 50 is provided. The valve brake 50 has a hydraulic damping element 31 with a fluid displacement volume flowing out over a throttle cross section of a throttle opening 35 (FIGS. 2 and 3) and a control unit 49 for controlling the throttle cross section as a function of the viscosity of the displacement volume. Throttle cross section is understood here to mean that part of the throttle opening 35 which is in each case released for the flow of fluid. The control unit 49 is designed so that the throttle cross section of the throttle opening is reduced as the viscosity of the displacement volume decreases.
In dem Ausführungsbeispiel der Ventilbremse 50 gemäß Fig. 1 und 2 sind Dämpfungsglied 31 und Steuereinheit 49 in dem Aktor 16 integriert. Das Dämpfungsglied 31 weist einen Dämpfungszylinder 32, der einstückig an das Zylindergehäuse 17 des Aktors 16 angesetzt ist, einen im Dämpfungszylinder 32 axial verschiebbaren, an die Hubbewegung des Ventilglieds 12 angekoppelten Dämpfungskolben 33, der einstückig mit dem Stellkolben 18 des Aktors 16 ausgeführt ist, sowie eine mit der zweiten Druckkammer 20 in Fluidaustauschverbindung stehende Volumenverdrängungskammer 34 auf. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, steht die Volumenverdrängungskammer 34 mit mindestens einer Drosselöffnung 35 in Verbindung. Der mit dem Stellkolben 18 des Aktors 16 vereinigte Dämpfungskolben 33 ist so ausgebildet, daß er nach einem vorgegebenen Schließhub des Ventilglieds .12 den Fluidanschluß 202 der zweiten Druckkammer 20 zur Rücklaufleitung 25 zumindest vorübergehend verschließt. Das nach Weiterbewegung des Dämpfungskolben 33 in Richtung Peil 48 aus der Volumenverdrängungskammer 34 über den Drosselquerschnitt der Drosselöffnung 35 ausgeschobene Fluidvolumen ist über entsprechende Bohrungen im Dämpfungszylinder 32 dem mit der Rücklaufleitung 25 verbundenen Fluidanschluß 202 zugeführt, und zwar. in Strömungsrichtung gesehen hinter dessen Mündung in der zweiten Druckkammer 20. Die hierzu im Dämpfungszylinder -32 vorgesehenen Bohrungen sind in Fig. 2 mit 36 und 37 bezeichnet. Die Axialbohrung 37 ist oberhalb der Mündung der Radialbohrung 36 mit einem Verschlußstück 38 verschlossen.In the exemplary embodiment of valve brake 50 according to FIGS. 1 and 2, damping element 31 and control unit 49 are integrated in actuator 16. The damping member 31 has a damping cylinder 32, which is integrally attached to the cylinder housing 17 of the actuator 16, an axially displaceable in the damping cylinder 32, coupled to the stroke movement of the valve member 12 damping piston 33, which is made in one piece with the actuating piston 18 of the actuator 16, and a volume displacement chamber 34 in fluid communication with the second pressure chamber 20. As can be seen in FIG. 2, the volume displacement chamber 34 is connected to at least one throttle opening 35. The damping piston 33, which is combined with the actuating piston 18 of the actuator 16, is designed such that it is actuated after a predetermined closing stroke of the valve member .12 at least temporarily closes the fluid connection 202 of the second pressure chamber 20 to the return line 25. The fluid volume pushed out after the further movement of the damping piston 33 in the direction of the bearing 48 from the volume displacement chamber 34 via the throttle cross section of the throttle opening 35 is supplied to the fluid connection 202 connected to the return line 25 via corresponding bores in the damping cylinder 32, specifically. seen in the direction of flow behind its mouth in the second pressure chamber 20. The holes provided for this purpose in the damping cylinder -32 are designated 36 and 37 in FIG. 2. The axial bore 37 is closed above the mouth of the radial bore 36 with a closure piece 38.
Die Steuereinheit 49 weist einen im Dämpfungszylinder 32 axial verschieblich geführten und mittels einer Ringdichtung 41 gegenüber der Volumenverdrängungskarnmer 34 abgedichteten, in die Volumenverdrängungskammer 34 hineinragenden Steuerkolben 39 und einen den Drosselquerschnitt der Drosselöffnung 35 beeinflussenden Drosselbolzen 40 auf, der so mit dem Steuerkolben 39 gekoppelt ist, daß mit zunehmendem Ausschieben des Steuerkolbens 39 aus der Volumenverdrängungskammer 34 der Drosselquerschnitt sich vergrößert. Die in die Volumenverdrängungskammer 34 hineinragende Kolbenfläche 391 des Steuerkolbens 39 und die Ausbildung des Drosselbolzens 40 sind so aufeinander abgestimmt, daß bei Betriebstemperatur des Fluids der vom Drosselbolzen 40 aufgesteuerte Drosselquerschnitt der Drosselöffnung 35 eine solche Größe aufweist, daß das beim Schließhub des Ventilglieds 12 vom Dämpfungskolben 33 aus der Volumenverdrängungskammer 34 ausgeschobene Fluidvolumen mit einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit den Drosselquerschnitt der Drosselöffnung 35 durchströmt.The control unit 49 has a control piston 39, which is axially displaceably guided in the damping cylinder 32 and sealed by means of an annular seal 41 with respect to the volume displacement chamber 34 and projects into the volume displacement chamber 34, and a throttle bolt 40 which influences the throttle cross section of the throttle opening 35 and is thus coupled to the control piston 39. that with increasing displacement of the control piston 39 from the volume displacement chamber 34, the throttle cross section increases. The piston surface 391 of the control piston 39 projecting into the volume displacement chamber 34 and the design of the throttle pin 40 are coordinated with one another in such a way that at the operating temperature of the fluid, the throttle cross-section of the throttle opening 35, which is opened by the throttle pin 40, is of such a size that during the closing stroke of the valve member 12 of the damping piston 33 with fluid volumes pushed out of the volume displacement chamber 34 a predetermined flow velocity flows through the throttle cross section of the throttle opening 35.
Die Drosselöffnung 35 wird von einer in der Volumenverdrängungskammer 34 mündenden Auslaßbohrung 42 gebildet, die von einer dazu quer verlaufenden Führungsbohrung 43 durchdrungen ist. In der Führungsbohrung 43 ist der Drosselkolben 40 axial verschieblich aufgenommen. Der Drosselkolben 40 weist eine den Drosselkolben 40 durchdringende Querbohrung 401 uf, die in den Kreuzungsbereich von Auslaßbohrung 42.und Führungsbohrung 43 einschiebbar ist. Der Durchmesser der Querbohrung 401 entspricht in etwa dem Durchmesser der Auslaßbohrung 42. Liegt die Querbohrung 401 außerhalb des Kreuzungsbereichs, ist die Drosselöffnung 35 durch den Drosselkolben 40 vollständig geschlossen, und mit zunehmenden Eintauchen der •Querbohrung 401 in die Auslaßbohrung 42 wird der Drosselquerschnitt der Drosselöffnung 35 kontinuierlich vergrößert. Die Einstellung des Drosselkolbens 40 erfolgt durch den Steuerkolben 39 in Abhängigkeit von der auf den Steuerkolben 39 wirkenden Druckkraft. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 steht dieThe throttle opening 35 is formed by an outlet bore 42 which opens into the volume displacement chamber 34 and is penetrated by a guide bore 43 extending transversely thereto. The throttle piston 40 is axially displaceably received in the guide bore 43. The throttle piston 40 has a transverse bore 401 which penetrates the throttle piston 40 and can be inserted into the intersection of the outlet bore 42 and the guide bore 43. The diameter of the transverse bore 401 roughly corresponds to the diameter of the outlet bore 42. If the transverse bore 401 outside of the intersection region, the throttle opening is fully closed 35 by the choke piston 40, and with increasing immersion of the • transverse bore 401 in the outlet bore 42, the throttle cross-section of the throttle opening 35 continuously enlarged. The throttle piston 40 is adjusted by the control piston 39 as a function of the pressure force acting on the control piston 39. In the embodiment of FIG. 2 is the
Volumenverdrängungs ammer 34 mit einer zweiten Drosselöffnung 35' in- Verbindung, die in gleicher Weise mit Hilfe einer Auslaßbohrung 42' ausgeführt ist, die ihrerseits von einer Führungsbohrung 43 r durchdrungen ist, in der ein weiterer Drosselkolben 40 ! mit einer Querbohrung 401 r axial verschieblich geführt ist. Die Querbohrung 401' ist gegenüber der Querbohrung 401 im Drosselbolzen 40 hubversetzt angeordnet, so daß sie erst bei einem größeren Hub des Drosselkolbens 40 ? einem Drosselquerschnitt der Drosselöffnung 35' freigibt. Die beiden Drosselkolben 40, 40' und der Steuerkolben 39 sind parallel zueinander ausgerichtet und durch einen Querträger 44 starr miteinander verbunden. An dem Querträger 44 stützt sich eine Rückstellfeder 45 ab, die den Steuerkolben 39 mit einer Federkraft beaufschlagt, die der Ausschiebung des Steuerkolbens 39 aus der Volumenverdrängungskammer 34 entgegengerichtet ist. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die Rückstellfeder 45 von mehreren, zu einem Paket zusammengefaßten Tellerfedern gebildet. Durch diese einen Federspeicher darstellende Rückstellfeder 45 kann ein Teil der von der Ventilbremse 50 aufgenommenen Bremsenergie zurückgewonnen und anschließend zum Beschleunigen des Ventilglieds 12 in Richtung Ventilöffnen verwendet werden.Volume displacement baffle 34 with a second throttle opening 35 'in connection, which is carried out in the same way with the aid of an outlet bore 42', which in turn is penetrated by a guide bore 43 r , in which a further throttle piston 40 ! is guided axially displaceably with a transverse bore 401 r . The transverse bore 401 'is offset in relation to the transverse bore 401 in the throttle bolt 40, so that it only becomes larger when the throttle piston 40 ? a throttle cross section of the Throttle opening 35 'releases. The two throttle pistons 40, 40 'and the control piston 39 are aligned parallel to one another and rigidly connected to one another by a cross member 44. A restoring spring 45 is supported on the cross member 44 and acts on the control piston 39 with a spring force which is directed against the displacement of the control piston 39 from the volume displacement chamber 34. In the embodiment of FIG. 2, the return spring 45 is formed by a plurality of disc springs combined into a package. By means of this return spring 45, which represents a spring accumulator, part of the braking energy absorbed by the valve brake 50 can be recovered and then used to accelerate the valve member 12 in the direction of valve opening.
Die Funktion der Ventilbremse 50 ist wie folgt;The function of the valve brake 50 is as follows;
Nach Verschließen des Fluidanschlusses 202 im Aktor 16 durch den mit dem Stellkolben 18 verbundenen Dämpfungskolben 33 beim Hub des Stellkolbens 18 in Richtung Schließen des Gaswechselventils 51 erhöht sich durch dessen Aufwärtsbewegung in Richtung Pfeil 48 der Druck in der Volumenverdrängungskammer 34, da an der Drosselöffnung 35 weniger Fluidvolumen abfließen kann als vom Dämpfungskolben 33 nachgeschoben wird. Steigt der Druck in der Volumenverdrängungskammer 34 weiter an, wird der Steuerkolben 39 durch den auf seine Kolbenfläche 391 wirkenden Druck in Fig. 2 nach oben verschoben und verschiebt die Drosselbolzen 40' und 41". Dadurch wird die Querbohrung 401 (und hubversetzt auch die Querbohrung 401') weiter in -die Auslaßbohrung 42 (bzw. 42') eingeschoben und der Querschnitt der Drosselöffnung 35 wird vergrößert. Der Auslegungspunkt des Drosselquerschnitts ist die Betriebstemperatur, um die Regelvorgänge im Normalbetrieb zu minimieren. Ist die Betriebstemperatur noch nicht erreicht, steigt, wie vorstehend beschrieben, der Druck in der Volumenverdrängungskammer 34 an, so daß der Drosselquerschnitt vergrößert wird und das Fluid mit der größeren Viskosität über den vergrößerten Drosselquerschnitt mit gleicher Strömungsgeschwindigkeit abfließen kann wie das auf Betriebstemperatur erwärmte Fluid mit entsprechend geringerer Viskosität. Dabei über den Steuerkolben 39 und die Drosselbolzen 40, 40' auftretende Leckagen werden über eine in den Dämpfungszylinder 32 eingebrachte Leckagebohrung 46 abgeführt.After closing the fluid connection 202 in the actuator 16 by the damping piston 33 connected to the actuating piston 18 when the actuating piston 18 is moved in the direction of closing the gas exchange valve 51, the pressure in the volume displacement chamber 34 increases due to its upward movement in the direction of arrow 48, since less at the throttle opening 35 Fluid volume can flow off as is pushed by the damping piston 33. If the pressure in the volume displacement chamber 34 continues to rise, the control piston 39 is displaced upward in FIG. 2 by the pressure acting on its piston surface 391 and displaces the throttle bolts 40 'and 41 ". This causes the transverse bore 401 (and also displaces the transverse bore) 401 ') pushed further into the outlet bore 42 (or 42') and the cross section the throttle opening 35 is enlarged. The design point of the throttle cross-section is the operating temperature in order to minimize the control processes in normal operation. If the operating temperature has not yet been reached, the pressure in the volume displacement chamber 34 rises, as described above, so that the throttle cross section is enlarged and the fluid with the greater viscosity can flow off over the enlarged throttle cross section at the same flow rate as the fluid heated to the operating temperature correspondingly lower viscosity. Leakages occurring via the control piston 39 and the throttle bolts 40, 40 ′ are discharged via a leakage bore 46 made in the damping cylinder 32.
Bei der in Fig. 3 in zwei verschiedenen Längsschnitten gemäß Schnittlinien III0 - IIIo bzw. IIIu - IIIu in Fig. 4 und in Fig. 4 im Querschnitt gemäß Schnittlinie IV - IV in Fig. 3 dargestellten Ventilbremse 50 sind wiederum Dämpfungsglied 31 und Steuereinheit 49 in dem Aktuator 16 integriert, wobei der Dämpfungszylinder 32 einstückig mit dem Zylindergehäuse 17 des Aktors 16 ausgeführt ist und dieIn the valve brake 50 shown in FIG. 3 in two different longitudinal sections according to section lines III 0 - IIIo or IIIu - IIIu in FIG. 4 and in FIG. 4 in cross section according to section line IV - IV in FIG. 3, damping member 31 and control unit are again 49 integrated in the actuator 16, wherein the damping cylinder 32 is made in one piece with the cylinder housing 17 of the actuator 16 and the
Volumenverdrängungskammer 34 sich von der zweiten Druckkammer 20 des Aktors 16 unmittelbar fortsetzt. Der die Volumenverdrängungskammer 34 begrenzende Dämpfungskolben 33 ist wiederum einstückig mit dem Stellkolben 18 des Aktors 16 ausgeführt.Volume displacement chamber 34 continues directly from the second pressure chamber 20 of the actuator 16. The damping piston 33 delimiting the volume displacement chamber 34 is in turn made in one piece with the adjusting piston 18 of the actuator 16.
Die Steuereinheit 49 zur Steuerung des Drosselquerschnitts der Drosselöffnung 35 weist einen Drosselschieber 52 auf, der in einer in den Dämpfungszylinder 32 quer zur Volumenverdrängungskammer 34 eingebrachten Führungsbohrung 53 axial verschieblich aufgenommen ist. Die Einbringung der Führungsbohrung 53 erfolgt so, daß die Führungsbohrung 53 die Volumenverdrängungskammer 34 schneidet und so in der Kammerwand 341 der Volumenverdrängungskammer 34 die Drosselöffnung 35 entsteht, die im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 ein Oval mit einer in Verschieberichtung des Drosselschiebers 52 gesehenen Breite d ist. Der Drosselschieber 52. weist eine über die Drosselöffnung 35 hinwegschiebbare, quer zur Schieberachse sich erstreckende erste Durchgangsöffnung 54 und eine sich unmittelbar daran anschließende zweite Durchgangsöffnung 55 mit gegenüber der ersten Durchgangsöffnung 54 wesentlich kleinerem Öffnungsquerschnitt auf. Die erste Durchgängsbohrung 54 ist als Bohrung und die zweite Durchgangsöffnung 55 als Langloch ausgeführt. Der Drosselschieber 52 wird mittels eines Gasvolumens, das der Fluidtemperatur des fluiden Verdrängungsvolumens in der Volumenverdrängungskammer 34 ausgesetzt ist, betätigt. Hierzu ist an dem Dämpfungszylinder 32 eine gasgefüllte Membrandose 56 so befestigt, daß sie in wärmeleitender Verbindung mit dem Dämpfungszylinder 32 steht. Die Membrandose, 56 weist einen haubenförmigen, gasgefüllten Behälter 58 auf, der von einer Membran 59 abgedeckt ist. Die Membrandose 56 ist auf einem gut wärmeleitenden Grundkörper 57 befestigt, der an dem Dämpfungszylinder 32 festgelegt ist. Die Membran 59 wird randseitig zwischen Behälter 58 und Grundkörper 57 gasdicht eingespannt und ist mittig mit dem Drosselschieber 52 fest verbunden.The control unit 49 for controlling the throttle cross section of the throttle opening 35 has a throttle slide 52, which is arranged in the damping cylinder 32 in a transverse direction Volume displacement chamber 34 introduced guide bore 53 is axially displaceably received. The guide bore 53 is introduced in such a way that the guide bore 53 intersects the volume displacement chamber 34 and thus creates the throttle opening 35 in the chamber wall 341 of the volume displacement chamber 34, which in the embodiment of FIGS. 3 and 4 is an oval with a width seen in the direction of displacement of the throttle slide 52 d is. The throttle slide 52 has a first through-opening 54 which can be pushed over the throttle opening 35 and extends transversely to the slide axis and a second through-opening 55 directly adjoining it with an opening cross-section which is substantially smaller than the first through-opening 54. The first through bore 54 is designed as a bore and the second through opening 55 as an elongated hole. The throttle slide 52 is actuated by means of a gas volume which is exposed to the fluid temperature of the fluid displacement volume in the volume displacement chamber 34. For this purpose, a gas-filled membrane box 56 is fastened to the damping cylinder 32 in such a way that it is in heat-conducting connection with the damping cylinder 32. The diaphragm unit 56 comprises a hood-shaped, gas-filled container 58 which is covered by a membrane 59th The membrane box 56 is fastened on a heat-conducting base body 57, which is fixed to the damping cylinder 32. The membrane 59 is clamped gas-tight at the edge between the container 58 and the base body 57 and is firmly connected in the center to the throttle slide 52.
Erhöht sich die Temperatur des Fluids in der Volumenverdrängungskammer 34, so vergrößert sich auch die Temperatur des Gasvolumens in der Membrandose 56. Das sich dadurch vergrößernde Gasvolumen bewirkt über die Membran 59 eine Verschiebung des Drosselschiebers 52-, was zu einer Reduzierung des Querschnitts der Drosselöffnung 35 führt, über die das vom Dämpfungskolben 33 ausgeschobene Verdrängungsvolumen abströmen kann. Durch die Verengung des Drosselquerschnitts fließt das Fluid bei gestiegener Temperatur und damit einhergehender, geringerer Viskosität mit annähernd gleicher Geschwindigkeit ab, wie bei einer niedrigeren Temperatur und damit einhergehender höherer Viskosität, so daß die Bremswirkung der Ventilbremse 50 auf das Ventilglied 12 unabhängig von der Temperatur bzw. der Viskosität des Fluids in der Volumenverdrängungskammer 34 ist. Im Innern der Membrandose 56 ist noch eine elektrische Heizwendel 60 angeordnet, deren Heizstrom mittels eines elektronischen Steuergeräts 61 einstellbar ist. Die über die Bauteileerwärmung erfolgende Erwärmung des Gasvolumens kann durch die elektrische Zusatzheizung unterstützt werden, um das Ansprechverhalten der Ventilbremse 50 zu verbessern.If the temperature of the fluid in the volume displacement chamber 34 increases, then the temperature also increases Temperature of the gas volume in the diaphragm box 56. The gas volume thereby increasing causes a displacement of the throttle slide 52- via the diaphragm 59, which leads to a reduction in the cross section of the throttle opening 35, through which the displacement volume pushed out by the damping piston 33 can flow out. Due to the narrowing of the throttle cross section, the fluid flows off at an increased temperature and the associated lower viscosity at approximately the same speed as at a lower temperature and the associated higher viscosity, so that the braking effect of the valve brake 50 on the valve member 12 is independent of the temperature or the viscosity of the fluid in the volume displacement chamber 34. An electrical heating coil 60 is arranged in the interior of the membrane box 56, the heating current of which can be adjusted by means of an electronic control unit 61. The heating of the gas volume that takes place via the heating of the components can be supported by the additional electrical heating in order to improve the response behavior of the valve brake 50.
Die in Fig. 5 im Schaltbild dargestellte Vorrichtung entspricht im wesentlichen der zu Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung und ist in der Darstellung auf die Steuerung von zwei Öffnungsquerschnitten 11 in einem Verbrennungszylinder erweitert. Gleiche Bauteile sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Anzahl der steuerbaren Öffnungsquerschnitte 11 und damit die Anzahl der diesen zugeordneten Gaswechselventile 51 kann jedoch beliebig gewählt v/erden. In der Vorrichtung ist insoweit eine Modifikation enthalten, als die Ventilbremse 50 eine andere Funktionsweise aufweist, jedoch in gleicher Weise eine von der Viskosität bzw. der Temperatur des Verdrängungsvolumens unabhängige Reduzierung der Auftreffgeschwindigkeit der Gaswechselventile 51 bewirken.The device shown in the circuit diagram in FIG. 5 essentially corresponds to the device described in FIG. 1 and is expanded in the illustration to control two opening cross sections 11 in a combustion cylinder. The same components are therefore provided with the same reference numerals. However, the number of controllable opening cross sections 11 and thus the number of gas exchange valves 51 assigned to them can be chosen as desired. A modification is included in the device insofar as the valve brake 50 has a different mode of operation, but in the same way one of the viscosity or the temperature of the displacement volume independent reduction of the impact speed of the gas exchange valves 51 cause.
Die Ventilbremse 50 weist jeweils ein einem Gaswechselventil 51 bzw. dessen Aktor 16 zugeordnetes, hydraulisches Dämpfungsglied 31 mit einem von einem Dämpfungskolben verdrängten, über einen Drosselquerschnitt einer Drosselöffnung 35 abströmendem fluiden Verdrängungsvolumen sowie eine allen Gaswechselventilen 51 bzw. dessen Aktoren 16 gemeinsame Steuereinheit 49 zum Steuern des Drosselquerschnitts in dem Dämpfungsgliedern 31 in Abhängigkeit von der Viskosität des Verdrängungsvolumens auf. Die hydraulischen Dämpfungsglieder 31 sind in jeweils einem der Aktoren 16 integriert, wobei die Stellkolben 18 zugleich die Dämpfungskolben der Dämpfungsglieder 31 bilden. Die Fluidanschlüsse 201 und 202 der zweiten Druckkammer 20 in jedem Aktor 16 sind so gelegt, daß der Stellkolben 18 nach einem vorgegebenen Schließhub des Ventilglieds 12 den mit der Rücklaufleitung 25 verbundenen Fluidanschluß 202 verschließt. Die zweite Druckkammer 20 weist noch einen dritten Fluidanschluß 203 auf, der ebenso wie der Fluidanschluß 201 von dem Stellkolben 18 nicht verschlossen werden kann. Der dritte Fluidanschluß 203 ist über eine druckgesteuerte Drossel 62 an den Ventileinlaß des zweiten Steuerventils 23 gelegt, der nach wie vor mit dem zweiten Fluidanschluß 202 der zweiten Druckkammer 20 verbunden bleibt.The valve brake 50 each has a hydraulic damping element 31 assigned to a gas exchange valve 51 or its actuator 16, with a fluid displacement volume displaced by a damping piston and flowing out through a throttle cross section of a throttle opening 35, and a control unit 49 for controlling all gas exchange valves 51 and its actuators 16 of the throttle cross section in the attenuators 31 as a function of the viscosity of the displacement volume. The hydraulic damping members 31 are each integrated in one of the actuators 16, the actuating pistons 18 simultaneously forming the damping pistons of the damping members 31. The fluid connections 201 and 202 of the second pressure chamber 20 in each actuator 16 are placed in such a way that the actuating piston 18 closes the fluid connection 202 connected to the return line 25 after a predetermined closing stroke of the valve member 12. The second pressure chamber 20 also has a third fluid connection 203 which, like the fluid connection 201, cannot be closed by the actuating piston 18. The third fluid connection 203 is connected via a pressure-controlled throttle 62 to the valve inlet of the second control valve 23, which remains connected to the second fluid connection 202 of the second pressure chamber 20.
Die druckgesteuerte Drossel 62 ist in Fig. 6 im Längsschnitt dargestellt. Sie weist' einen zylinderförmigen Drosselkörper 63 auf, der die Drosselöffnung 35 in Form einer diametralen Durchgangsbohrung 64 enthält. Die Durchgangsbohrung 64 kreuzt eine sacklochartige Längsbohrung 65 im Drosselkörper 63, in der ein den Drosselquerschnitt der Drosselöffnung 35 beeinflussendes Drosselglied in Form eines in der • Längsbohrung 65 axial verschiebbaren Steuerschiebers 66 längsverschiebbar angeordnet ist. Der Steuerschieber 66 trägt eine mit der Drosselöffnung 35 zusammenwirkende, umlaufende Steuerkante 67 und begrenzt mit seiner einen Stirnseite eine Steuerdruckkammer 68, deren Steuerdruck von der Steuereinheit 49 einstellbar ist. Zwischen dem Grund der- Längsbohrung 65 und dem Steuerschieber 66 stützt sich eine als Druckfeder ausgebildete Rückstellfeder 69 ab, die den Steuerschieber 66 bei druckloser Steuerdruckkammer 68 in eine Grundstellung überführt, in welcher der Steuerschieber 66 die Drosselöffnung 35 verschließt. Mit zunehmendem Steuerdruck in der Steuerdruckkammer 68 wird der Steuerschieber 66 in Fig. 6 nach links gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder 69 verschoben und dadurch ein zunehmender Drosselquerschnitt der Drosselöffnung 35 freigegeben.The pressure-controlled throttle 62 is shown in longitudinal section in FIG. 6. It has' a cylindrical throttle body 63, the throttle opening 35 in the form of a diametrical Includes through hole 64. The through-hole 64 crosses a blind hole-like longitudinal bore 65 in the throttle body 63, 35 influencing the throttle member is arranged in the form of an axially displaceable in the • longitudinal bore 65 the control slide 66 in a longitudinally displaceable in which a throttle cross section of the throttle opening. The control slide 66 carries a circumferential control edge 67 which interacts with the throttle opening 35 and delimits a control pressure chamber 68 with its one end face, the control pressure of which can be set by the control unit 49. Between the bottom of the longitudinal bore 65 and the control slide 66 is supported a return spring 69 in the form of a compression spring, which transfers the control slide 66 to a basic position when the control pressure chamber 68 is depressurized, in which the control slide 66 closes the throttle opening 35. With increasing control pressure in the control pressure chamber 68, the control slide 66 in FIG. 6 is shifted to the left against the restoring force of the restoring spring 69, thereby releasing an increasing throttle cross section of the throttle opening 35.
Neben den die Drosselöffnungen 35 beeinflussenden, druckgesteuerten Steuerschiebern 66 weist die Steuereinheit 49 noch ein den Steuerdruck in allen Steuerdruckkammern 68 gemeinsam einstellendes, elektrisch gesteuertes, hydraulisches Druckventil 70 und ein das Druckventil 70 ansteuerndes elektronisches Steuergerät 71 auf, das die Steuersignale für das Druckventil 70 in Abhängigkeit von der Viskosität des Verdrängungsvolumens generiert. Zur Steuerdruckerzeugung in den Steuerdruckkammern 68 sind einerseits die Steuerdruckkammern 68 und andererseits der Ventileinlaß des hier als Druckbegrenzungsventil ausgeführten Druckventils- 70 über ein gemeinsames Rückschlagventil 72 an einer einen maximalen Steuerdruck liefernden Druckquelle 73 angeschlossen. Die Druckquelle 73 wird von einer Vorförderpumpe 74 für die Hochdruckpumpe 27 gebildet, die Fluid aus dem Fluidreservoir 24 ansaugt und zur Hochdruckpumpe 27 sowie über das Rückschlagventil 72 zu den Steuerdruckkammern 68 der druckgesteuerten Drosseln 62 und dem Druckbegrenzungsventil 70 fördert.In addition to the pressure-controlled control slides 66 which influence the throttle openings 35, the control unit 49 also has an electrically controlled hydraulic pressure valve 70 which adjusts the control pressure in all the control pressure chambers 68 and an electronic control unit 71 which controls the pressure valve 70 and which controls the control signals for the pressure valve 70 in Depending on the viscosity of the displacement volume generated. To generate control pressure in the control pressure chambers 68, on the one hand the control pressure chambers 68 and on the other hand the valve inlet of the valve designed here as a pressure relief valve Druckventils- 70 connected via a common check valve 72 to a pressure source 73 delivering a maximum control pressure. The pressure source 73 is formed by a pre-feed pump 74 for the high-pressure pump 27, which draws fluid from the fluid reservoir 24 and conveys it to the high-pressure pump 27 and, via the check valve 72, to the control pressure chambers 68 of the pressure-controlled throttles 62 and the pressure-limiting valve 70.
In dem Fluidversorgungskreis für die Aktoren 16 der Gaswechselventile 51 ist ein Viskositätssensor 75 angeordnet, der die Viskosität des strömenden Fluids erfaßt und dessen Meßsignale dem Steuergerät 71 zugeführt sind. Im Steuergerät 71 ist eine erste Kennlinie, die den funktioneilen Zusammenhang zwischen dem hydraulischen Steuerdruck in der Steuerdruckkammer 68 und dem Drosselquerschnitt der Drosselöffnung 35 angibt, und eine zweite Kennlinie abgespeichert, die den funktioneilen Zusammenhang zwischen Viskosität und hydraulischem Steuerdruck angibt. Auf Basis dieser Kennlinien und mit den vom Viskositätssensor 75 erhaltenen Meßgrößen generiert das Steuergerät 71 die elektrischen Steuersignale für das Druckbegrenzungsventil 70. Dabei sind die Amplituden der elektrischen Steuersignale so eingestellt, daß mit sinkender Viskosität der Steuerdruck in der Steuerdruckkammer 68 abnimmt und dadurch der Drosselquerschnitt der Drosselöffnung 35 zunehmend reduziert wird.A viscosity sensor 75 is arranged in the fluid supply circuit for the actuators 16 of the gas exchange valves 51, which detects the viscosity of the flowing fluid and whose measurement signals are fed to the control unit 71. A first characteristic curve, which indicates the functional relationship between the hydraulic control pressure in the control pressure chamber 68 and the throttle cross section of the throttle opening 35, and a second characteristic curve, which indicates the functional relationship between viscosity and hydraulic control pressure, are stored in the control unit 71. On the basis of these characteristic curves and with the measured variables obtained from the viscosity sensor 75, the control unit 71 generates the electrical control signals for the pressure relief valve 70. The amplitudes of the electrical control signals are set such that the control pressure in the control pressure chamber 68 decreases with decreasing viscosity and thus the throttle cross section of the Throttle opening 35 is increasingly reduced.
In einer alternativen Ausführungsform kann anstelle des Viskositätssensors 75 ein Temperatursensor an gleicher Stelle¬ angeordnet werden, dessen Meßsignale wiederum dem Steuergerät 71 zugeführt sind. Neben den bereits genannten beiden Kennlinien ist im Steuergerät 71 noch eine dritte Kennlinie abgespeichert, die die funktionelle Abhängigkeit der Viskosität des verwendeten Fluids von der Temperatur angibt. Die Generierung der Steuersignale im Steuergerät 71 erfolgt nunmehr auch unter Berücksichtigung der dritten Kennlinie, wobei die Amplituden der elektrischen Steuersignale so eingestellt werden, daß mit steigender Temperatur der Steuerdruck in der Steuerdruckkammer 68 durch zunehmendes Aufsteuern des Druckbegrenzungsventils 70 abnimmt und der Drosselquerschnitt der Drosselöffnung 35 sich verengt.In an alternative embodiment, a temperature sensor at the same location ¬ can be arranged instead of the viscosity sensor 75, which in turn measurement signals to the control unit 71 are supplied. In addition to the two characteristic curves already mentioned, a third characteristic curve is stored in the control unit 71, which indicates the functional dependence of the viscosity of the fluid used on the temperature. The generation of the control signals in the control unit 71 is now also taking into account the third characteristic curve, the amplitudes of the electrical control signals being set such that the control pressure in the control pressure chamber 68 decreases with increasing temperature as the pressure-limiting valve 70 increases and the throttle cross section of the throttle opening 35 decreases narrows.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So muß das Dämpfungsglied 32 der Ventilbremse 51 nicht in dem Aktor 16 integriert und der Dämpfungskolben 33 nicht mit dem Stellkolben 18 des Aktors 16 starr gekoppelt bzw. einstückig mit diesem verbunden sein. Der Dämpfungskolben 33 kann vielmehr auch unmittelbar mit dem Ventilschaft 13 des Ventilglieds 12 fest verbunden oder einstückig mit diesem ausgeführt werden. In diesem Fall ist der Dämpfungszylinder 32 mit einem eigenen Zufluß zur Zuführung eines Fluidvolumens versehen, der bei Wirksamwerden der Ventilbremse von dem Dämpfungskolben 33 abgesperrt wird. Selbstverständlich 'ist es möglich, auch mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung mehrere Öffnungsquerschnitte in einem Verbrennungszylinder zu steuern, indem jedem Öffnungsquerschnitt ein Gaswechselventil zugeordnet ist, die in der beschriebenen Weise jeweils von einem Aktor betätigt werden. The invention is not restricted to the exemplary embodiments described above. Thus, the damping member 32 of the valve brake 51 does not have to be integrated in the actuator 16 and the damping piston 33 need not be rigidly coupled to the actuating piston 18 of the actuator 16 or connected in one piece to it. Rather, the damping piston 33 can also be directly connected to the valve stem 13 of the valve member 12 or can be made in one piece with the latter. In this case, the damping cylinder 32 is provided with its own inflow for supplying a fluid volume, which is shut off by the damping piston 33 when the valve brake takes effect. Of course, 'it is possible with the embodiment shown in Fig. 1 apparatus multiple opening cross-sections to control in a combustion cylinder by each opening cross-section is assigned to a gas exchange valve which are actuated in the described manner by a respective actuator.

Claims

AnsprücheExpectations
Vorrichtung zur Steuerung mindestens eines Öffnungsquerschnitts (11) in einem Verbrennungszylinder (10) einer Brennkraftmaschine, mit einem im Verbrennungszylinder (10) integrierten Gaswechselventil (51), das ein verschiebliches Ventilglied (12) mit einem Ventilschaft (13) und einem am Ventilschaft (13) ausgebildeten, mit einem den Öffnungsquerschnitt (11) umschließenden Ventilsitz (15) zusammenwirkenden Ventilschließkörper (14) aufweist, und mit einem Aktor (16), der das Ventilglied (12) zu einem den Ventilschließkörper (14) vom Ventilsitz (15) abhebenden Öffnungshub und zu einem den Ventilschließkörper (14) auf den Ventilsitz (15) aufsetzenden Schließhub antreibt, gekennzeichnet durch eine während eines Restschließhubs des Ventilglieds (12) wirksame Ventilbremse (50), die ein hydraulisches Dämpfungsglied (31) mit einem über einen Drosselquerschnitt einer Drosselöffnung (35) abströmenden, fluiden Verdrängungsvolumen und eine Steuereinheit (49) zum Steuern des Drosselquerschnitts in Abhängigkeit von der Viskosität des Verdrängungsvolumens -aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (49) so ausgelegt ist, daß mit abnehmender Viskosität des Verdrängungsvolumens der Drosselquerschnitt der Drosselbohrung (35) sich verkleinert .Device for controlling at least one opening cross section (11) in a combustion cylinder (10) of an internal combustion engine, with a gas exchange valve (51) integrated in the combustion cylinder (10), which has a displaceable valve member (12) with a valve stem (13) and one on the valve stem (13 ) formed, with a valve seat (15) surrounding the opening cross-section (11) interacting valve closing body (14), and with an actuator (16) which moves the valve member (12) to an opening stroke lifting the valve closing body (14) from the valve seat (15) and drives to a closing stroke which places the valve closing body (14) on the valve seat (15), characterized by a valve brake (50) which is effective during a residual closing stroke of the valve member (12) and which has a hydraulic damping member (31) with a throttle opening across a throttle cross section ( 35) outflowing, fluid displacement volume and a control unit (49) for controlling the throttle cross-section depending on the viscosity of the displacement volume. Apparatus according to claim 1, characterized in that the control unit (49) is designed such that the throttle cross section of the throttle bore (35) decreases as the viscosity of the displacement volume decreases.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (31) einen Dämpfungszylinder (32), einen im Dämpfungszylinder (32) axial verschiebbaren, an die Hubbewegung des Ventilglieds (12) fest angekoppelten Dämpfungskolben (33) und eine vom Dämpfungskolben (33) begrenzte, mit einem Fluid füllbare Volumenverdrängungskammer (34) aufweist, die mit der Drosselöffnung (35) in Verbindung steht.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the damping member (31) comprises a damping cylinder (32), a damping piston (33) which is axially displaceable in the damping cylinder (32) and is coupled to the stroke movement of the valve member (12), and one of the damping piston (32). 33) has a limited volume displacement chamber (34) which can be filled with a fluid and which is connected to the throttle opening (35).
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (31) in dem Aktor (16) integriert ist .Device according to claim 3, characterized in that the damping element (31) is integrated in the actuator (16).
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktor (16) einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder mit einem Zylindergehäuse (17) und einem darin verschiebbaren Stellkolben (18) aufweist, der mit dem Ventilschaft (13) des Ventilglieds (12) fest verbunden ist und im Zylindergehäuse (17) zwei Druckkammern (19, 20) begrenzt, von denen die erste Druckkammer (19) mit einem Fluiddruck beaufschlagt ist und die einen Zulauf (201) und einen Rücklauf (202) aufweisende zweite Druckkammer (20) wahlweise mit dem Fluiddruck beaufschlagbar und entlastbar ist, daß der Dämpfungszylinder (32) vorzugsweise einstückig an das Zylindergehäuse (17) so angesetzt ist, daß die Volumenverdrängungskammer (34) mit der zweiten Druckkammer (20) in Fluidaustauschverbindung steht und der Dämpfungskolben (33) mit dem Stellkolben fest, vorzugsweise einstückig, verbunden und so ausgebildet ist, daß er nach einem vorgegebenen Schließhub des Ventilglieds (12) den Rücklauf (202) verschließt.Apparatus according to claim 4, characterized in that the actuator (16) has a double-acting working cylinder with a cylinder housing (17) and an adjusting piston (18) displaceable therein, which is fixedly connected to the valve stem (13) of the valve member (12) and in Cylinder housing (17) delimits two pressure chambers (19, 20), of which the first pressure chamber (19) is pressurized with a fluid pressure and the second pressure chamber (20), which has an inlet (201) and a return (202), can optionally be pressurized with the fluid pressure and it can be relieved that the Damping cylinder (32) is preferably attached in one piece to the cylinder housing (17) in such a way that the volume displacement chamber (34) is in fluid exchange connection with the second pressure chamber (20) and the damping piston (33) is fixed, preferably in one piece, connected and designed in this way is that it closes the return (202) after a predetermined closing stroke of the valve member (12).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das über den Drosselquerschnitt abströmende Fluidvolumen dem Rücklauf (202) im Zylindergehäuse (17) in Strömungsrichtung gesehen hinter dessen Mündung in der zweiten Druckkammer (20) zugeführt ist.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the fluid volume flowing out through the throttle cross-section is fed to the return (202) in the cylinder housing (17) seen in the flow direction behind its mouth in the second pressure chamber (20).
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämp ungskolben (33) mit dem Ventilschaft (13) des Ventilglieds (12) fest verbunden, vorzugsweise mit diesem einstückig, ist.7. The device according to claim 3, characterized in that the damping piston (33) with the valve stem (13) of the valve member (12) is fixedly connected, preferably integrally therewith.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (49) einen in die Volumenverdrängungskammer (34) hineinragenden Steuerkolben (39) und einen den Drosselquerschnitt der Drosselöffnung (35) beeinflussenden Drosselbolzen (40) aufweist, der so mit dem Ξteuerkolben (39) gekoppelt ist, daß mit zunehmendem Ausschieben des Steuerkolbens (39) aus der VolumenVerdrängungs ammer (34) der Drosselquerschnitt sich vergrößert. 8. Device according to one of claims 3-7, characterized in that the control unit (49) has a in the volume displacement chamber (34) projecting control piston (39) and a throttle cross-section of the throttle opening (35) influencing throttle bolt (40), so is coupled to the control piston (39) so that the throttle cross section increases as the control piston (39) is pushed out of the volume displacement plunger (34).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerkolben (39) und Drosselbolzen (40) so aufeinander abgestimmt sind, daß bei Betriebstemperatur des Fluids der Drosselquerschnitt der Drosselöffnung (35) eine solche Größe aufweist, daß das beim Schließhub des Ventilglieds vom Dämpfungskolben (33) aus der Volumenverdrängungskammer (34) ausgeschobene Fluidvolumen mit einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit den Drosselquerschnitt durchströmt»9. The device according to claim 8, characterized in that the control piston (39) and throttle pin (40) are matched to one another so that at the operating temperature of the fluid, the throttle cross section of the throttle opening (35) is of such a size that that during the closing stroke of the valve member from the damping piston (33) fluid volume ejected from the volume displacement chamber (34) flows through the throttle cross section at a predetermined flow rate »
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (39) mit einer der Ausschieberichtung des Steuerkolbens (39) aus der Volnimenverdrängungskammer (34) entgegengerichteten Federkraft einer Rückstellfeder (45) beaufschlagt ist.10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the control piston (39) with one of the ejection direction of the control piston (39) from the Volnimenverdrängungskammer (34) opposite spring force of a return spring (45) is applied.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselöffnung (35) von einer in der Volumenverdrängungskammer (34) mündenden Auslaßbohrung (42) gebildet ist, daß die Auslaßbohrung11. Device according to one of claims 8 - 10, characterized in that the throttle opening (35) is formed by an outlet bore (42) opening into the volume displacement chamber (34), that the outlet bore
(42) von einer dazu quer verlaufenden Führungsbohrung(42) from a transverse guide bore
(43) durchdrungen ist, in der der Drosselbolzen (40) verschieblich aufgenommen ist, und daß der Drosselbolzen(43) is penetrated, in which the throttle pin (40) is slidably received, and that the throttle pin
(40) eine durch sein Verschieben in den Kreuzungsbereich von Auslaß- und Führungsbohrung (42, 43) einschiebbare Querbohrung (401) aufweist .(40) has a transverse bore (401) which can be inserted by being displaced into the intersection area of the outlet and guide bore (42, 43).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Drosselöffnung (35 ') von einer in der Volumenverdrängungskammer (34) mündenden, zweiten Auslaßbohrung (42') gebildet ist, die von einer dazu quer verlaufenden, zweiten Führungsbohrung (43') für einen zweiten, mit dem Steuerkolben (39) gekoppelten Drosselbolzen (40') durchdrungen ist, und daß der zweite Drosselbolzen (40") eine zu der Querbohrung (401) im ersten Drosselbolzen (40) in Verschieberichtung versetzte Querbohrung (401') aufweist, die durch Verschieben des zweiten Drosselbolzens (40') hubversetzt zu der Querbohrung (401) im ersten Drosselkolben (40) in den Kreuzungsbereich von zweiter Auslaßbohrung (42') und zweiter Führungsbohrung (43') eintaucht.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that a further throttle opening (35 ') of a in the volume displacement chamber (34) opening, second Outlet bore (42 ') is formed, which is penetrated by a second guide bore (43') extending transversely thereto for a second throttle bolt (40 ') coupled to the control piston (39), and that the second throttle bolt (40 ") is one to the transverse bore (401) in the first throttle bolt (40) offset in the displacement direction transverse bore (401 '), which is displaced by moving the second throttle bolt (40') stroke-displaced to the transverse bore (401) in the first throttle piston (40) in the crossing area of the second Exhaust bore (42 ') and second guide bore (43') immersed.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Drosselbolzen (40, 40') und der Steuerkolben (39) parallel zueinander ausgerichtet und über einen Querträger (44) miteinander verbunden sind und daß sich die Rückstellfeder (35) am 'Querträger (44) abstützt.13. The apparatus of claim 10 and 12, characterized in that the first and second throttle bolts (40, 40 ') and the control piston (39) are aligned parallel to each other and connected to each other via a cross member (44) and that the return spring (35 ) on the ' cross member (44).
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 - 7, dadurch gekennzeichnet,- daß die Drosselöffnung (35) in einer Kammerwand (341) der Volumenverdrängungskammer (34) angeordnet ist und die Steuereinheit (49) einen Drosselschieber (52) aufweist, der von einem der Fluidtemperatur des Verdrängungsvolumens ausgesetzten Gasvolumen längs der Drosselöffnung (35) so verschiebbar ist, daß in einer durch Vergrößerung des Gasvolumens bewirkten Verschieberichtung des Drosselschiebers (52) der Drosselquerschnitt der Drosselöffnung (35) sich verkleinert . 14. Device according to one of claims 3-7, characterized in that - the throttle opening (35) in a chamber wall (341) of the volume displacement chamber (34) is arranged and the control unit (49) has a throttle slide (52) by one the gas volume exposed to the fluid temperature of the displacement volume can be displaced along the throttle opening (35) in such a way that the throttle cross section of the throttle opening (35) decreases in a displacement direction of the throttle slide (52) caused by an increase in the gas volume.
5. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine quer zur Volumenverdrängungskammer (34) eingebrachte Führungsbohrung (53) die5. The device according to claim 14, characterized in that a transverse to the volume displacement chamber (34) introduced guide bore (53)
Volumenverdrängungskammer (34) so schneidet, daß in der Kammerwand (341) der Volumenverdrängungskammer (34) die Drosselöffnung (35) entsteht, und daß der in der Führungsbohrung axial verschieblich aufgenommene Drosselschieber (52) einen Kreisquerschnitt undVolume displacement chamber (34) cuts so that the throttle opening (35) is formed in the chamber wall (341) of the volume displacement chamber (34), and that the throttle slide (52) received axially displaceably in the guide bore has a circular cross section and
, mindestens eine durch sein Verschieben über die Drosselöffnung (35) hinwegschiebbare, quer zur Schieberachse sich erstreckende Durchgangsöffnung (54) aufweist ., has at least one through opening (54) which can be pushed over the throttle opening (35) and extends transversely to the slide axis.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Drosselschieber (52) eine, sich unmittelbar an die erste Durchgangsöffnung (54) anschließende zweite Durchgangsöffnung (55) mit kleinerem Öffnungsquerschnitt eingebracht ist.16. The apparatus according to claim 15, characterized in that in the throttle slide (52), a directly through the first passage opening (54) adjoining second passage opening (55) is introduced with a smaller opening cross section.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasvolumen in einem mit der Volumenverdrängungskammer (34) in wärmeleitender Verbindung stehenden, geschlossenen Behälter (58) eingeschlossen ist, der eine elastisch ausdehnbare oder verschiebbare Behälterwand (59) aufweist, die fest mit dem Drosselschieber (52) verbunden ist.17. Device according to one of claims 14 - 16, characterized in that the gas volume is enclosed in a closed container (58) which is in heat-conducting connection with the volume displacement chamber (34) and which has an elastically expandable or displaceable container wall (59), which is firmly connected to the throttle slide (52).
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwand von einer Membran (59) gebildet ist, die randseitig am Behälter (58) festgelegt und mittig an dem Drosselschieber (52) angebunden ist. 18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the container wall is formed by a membrane (59) which is fixed on the edge of the container (58) and is connected centrally to the throttle slide (52).
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasvolumen zusätzlich beheizbar ist.19. Device according to one of claims 14 - 18, characterized in that the gas volume is additionally heatable.
20. Vorrichtung nach Anspruch 17 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (58) ein Heizglied, vorzugsweise eine elektrische Heizwendel (60), deren Heizstrom mittels eines elektronischen Steuergeräts (61) einstellbar ist, angeordnet ist.20. The apparatus according to claim 17 and 19, characterized in that in the container (58) a heating element, preferably an electric heating coil (60), the heating current of which is adjustable by means of an electronic control unit (61), is arranged.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (49) ein- den Drosselquerschnitt der Drosselöffnung (35) variierendes, druckgesteuertes Drosselglied (66), ein den Steuerdruck am Drosselglied (66) einstellendes, elektrisch gesteuertes, hydraulisches Druckventil (70) sowie ein das Druckventil (70) ansteuerndes, elektronisches Steuergerät (71) aufweist, das Steuersignale für das Druckventil (70) in Abhängigkeit der Viskosität des Verdrängungsvolumens generiert .21. Device according to one of claims 1-7, characterized in that the control unit (49) one, the throttle cross-section of the throttle opening (35) varying, pressure-controlled throttle member (66), a control pressure on the throttle member (66) adjusting, electrically controlled, hydraulic pressure valve (70) and an electronic control device (71) which controls the pressure valve (70) and which generates control signals for the pressure valve (70) as a function of the viscosity of the displacement volume.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein die -Viskosität des Verdrängungsvolumens messender Viskositätssensor (75) vorgesehen ist, dessen Meßsignale dem Steuergerät (71) zugeführt sind, daß im Steuergerät (71) eine den funktioneilen Zusammenhang zwischen Drosselquerschnitt der Drosselöffnung (35) und dem hydraulischen Steuerdruck am Drosselglied (66) angebende erste Kennlinie und eine den funktioneilen Zusammenhang zwischen Viskosität und hydraulischem Steuerdruck angebende zweite Kennlinie abgespeichert sind und daß die Generierung der Steuersignale für das Druckventil (70) auf Basis der beiden. Kennlinien ' erfolgt.22. The apparatus according to claim 21, characterized in that a viscosity sensor (75) measuring the viscosity of the displacement volume is provided, the measurement signals of which are fed to the control unit (71), that in the control unit (71) the functional relationship between the throttle cross section of the throttle opening ( 35) and the hydraulic control pressure on the throttle element (66) and a first characteristic curve indicating the functional relationship between viscosity and hydraulic control pressure and that the generation of the control signals for the pressure valve (70) based on the two. Characteristic curves ' .
23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Temperatur- des Verdrängungsvolumens messender Temperatursensor vorgesehen ist, dessen Meßsignale dem Steuergerät (71) zugeführt sind, daß im Steuergerät (71) eine den funktioneilen Zusammenhang zwischen Drosselquerschnitt der Drosselöffnung (35) und hydraulischem Steuerdruck am Drosselglied (66) angebende erste Kennlinie, eine den, funktioneilen Zusammenhang zwischen Viskosität und hydraulischem Steuerdruck angebende zweite Kennlinie sowie eine die funktionelle Abhängigkeit der Viskosität von der Temperatur angebende dritte Kennlinie abgespeichert sind und daß die Generierung der Steuersignale für das Druckventil (70) auf Basis der drei Kennlinie erfolgt.23. The device according to claim 21, characterized in that a temperature sensor of the displacement volume is provided, the measurement signals of which are fed to the control unit (71), that in the control unit (71) the functional relationship between the throttle cross section of the throttle opening (35) and hydraulic control pressure on the throttle element (66), a second characteristic curve indicating the functional relationship between viscosity and hydraulic control pressure and a third characteristic curve indicating the functional dependence of the viscosity on the temperature are stored and that the generation of the control signals for the pressure valve (70 ) based on the three characteristics.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 - 23 zur Steuerung mehrerer Öffnungsquerschnitte mittels ihnen zugeordnete Gaswechselventile (51) betätigender Aktoren (16), dadurch gekennzeichnet, daß jedem Aktor (16) ein Dämpfungsglied (31) und ein dessen Drosselöffnung (35) variierendes Drosselglied (66) zugeordnet ist und daß das Druckventil (70) zur Steuerdruckeinstellung allen Drosselgliedern (66) gemeinsam ist.24. Device according to one of claims 21 - 23 for controlling a plurality of opening cross-sections by means of associated gas exchange valves (51) actuating actuators (16), characterized in that each actuator (16) has an attenuator (31) and a throttle member varying its throttle opening (35) (66) is assigned and that the pressure valve (70) for setting the control pressure is common to all throttle members (66).
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 - 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckventil (70) ein elektrisch gesteuertes Druckbegrenzungsventil ist, das einen am Drosselglied (66) anstehenden, maximalen Steuerdruck auf einem vom Steuergerät (71) vorgegebenen Druckwert reduziert .25. Device according to one of claims 21 - 24, characterized in that the pressure valve (70) is an electrically controlled pressure relief valve, the one on Throttle element (66), the maximum control pressure present is reduced to a pressure value specified by the control unit (71).
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 - 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied (66) von einem axial verschiebbaren Steuerschieber (66) mit einer den Drosselque-rschnitt der Drosselöffnung (35) steuernden Steuerkante (67) gebildet ist, der mit seiner einen Stirnseite eine Steuerdruckkammer (68) begrenzt und mit seiner anderen Stirnseite sich an einer Rückstellfeder (69) abstützt, die den Steuerschieber (66) in eine Grundstellung verschiebt, in welcher er den Drosselquerschnitt verschließt, und daß -die Steuerdruckkammer (68) zusammen mit dem Ventileinlaß des Druckbegrenzungsventils (70) an einer einen maximalen Steuerdruck liefernden Druckquelle (73) angeschlossen ist.26. Device according to one of claims 21 - 25, characterized in that the throttle member (66) is formed by an axially displaceable control slide (66) with a control edge (67) controlling the throttle cross-section of the throttle opening (35), which with its one end limits a control pressure chamber (68) and with its other end is supported on a return spring (69) which shifts the control slide (66) into a basic position in which it closes the throttle cross section, and that - the control pressure chamber (68) together with the valve inlet of the pressure relief valve (70) is connected to a pressure source (73) providing a maximum control pressure.
27. Vorrichtung nach Anspruch 22 und 26, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuergerät (71) die Amplituden der elektrischen Steuersignale so eingestellt werden, daß mit sinkender Viskosität der Steuerdruck in der Steuerdruckkammer (68) abnimmt.27. The apparatus of claim 22 and 26, characterized in that the amplitudes of the electrical control signals are set in the control device (71) so that the control pressure in the control pressure chamber (68) decreases with decreasing viscosity.
28. Vorrichtung nach Anspruch 23 und 26, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuergerät (71) die Amplituden der elektrischen Steuersignale so eingestellt werden, daß mit steigender Temperatur der Steuerdruck in der Steuerdruckkammer (68) abnimmt. 28. The apparatus of claim 23 and 26, characterized in that the amplitudes of the electrical control signals are set in the control device (71) so that the control pressure in the control pressure chamber (68) decreases with increasing temperature.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 - 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle (73) eine Fluid aus einem Fluidreservoir (24) fördernde Fluidpumpe ist.29. The device according to any one of claims 26-28, characterized in that the pressure source (73) is a fluid pump conveying fluid from a fluid reservoir (24).
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidpumpe als Vorförderpumpe (74) für eine den Aktor (16) mit unter Hochdruck stehendem Fluid versorgende Hochdruckpumpe (27) eingesetzt ist. 30. The device according to claim 29, characterized in that the fluid pump is used as a pre-feed pump (74) for a high-pressure fluid supplying the actuator (16) with high-pressure fluid (27).
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