HYDRAULISCHES SPIELAUSGLEICHSELEMENT

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Hintergrund der Erfindung

[0002] Ein derartiges für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine vorgesehenes Spielausgleichselement ist der Fachwelt aus der DE-OS 14 25 653 bekannt. Dessen Gehäuse und Druckkolben sind ebenfalls aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten gefertigt. Nachteilig ist es bei dem vorbekannten Ventiltrieb mit Spielausgleichselement, daß er nicht in der Lage ist, schnelle Längenänderungen seines Gaswechselventils, beispielsweise durch hohen Wärmeeintrag nach einem Kaltstart, angepaßt zu kompensieren.

Aufgabe der Erfindung

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Ventiltrieb mit einem hydraulischen Spielausgleichselement der vorgenannten Gattung zu schaffen, bei dem der zitierte Nachteil beseitigt ist.

Zusammenfassung der Erfindung

[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruchs gelöst.

[0005] Durch diese Maßnahmen wird gewährleistet, daß das Spielausgleichselement einer schnellen Längenänderung des Gaswechselventils, beispielsweise nach einem Kaltstart, folgen kann und in der Lage ist, diese Längenänderung vollständig zu kompensieren. Der Fachmann wird mittels dieser Lehre und durch einfache Variation der Parameter am Leckspalt stets optimale Bedingungen einstellen können. Das Gaswechselventil wird stets im Bereich einer definierten Schließrampenhöhe in seinen Sitz gehen. Somit ist mit einem "weichen" Schließen des Gaswechselventils zu rechnen. Es besteht nicht mehr, wie im Stand der Technik zu befürchten, die Gefahr eines betriebsbedingten Klemmens zwischen Druckkolben und Gehäuse, da der Leckspalt nunmehr über jeden Temperaturbereich hinweg eine optimale Breite einnimmt. Durch die erfindungsgemäßen Merkmale ist berücksichtigt, daß sich auslaßseitig das Gaswechselventil nach unmittelbarer Befeuerung der Brennkraftmaschine stark längt und somit das sich zwischen dem Element und dem Nocken befindliche Spiel schneller verkürzt, als das Element normalerweise in der Lage ist, durch seine Absinkrate diese Verkürzung zu kompensieren.

[0006] Somit kann es nicht mehr dazu kommen, daß das betreffende Gaswechselventil im Grundkreis geringfügig offen bleibt; mit den verbrennungsmotorisch bekannten Nachteilen wie unrunder Motorlauf bzw. Motorstillstand und anderes. Daher gelingt es, die Steuerzeiten optimaler einzustellen und gleichmäßigere Gesamtgaswechselquerschnitte je Ventilhub zu erzielen bzw. auch geringere Ventilüberschneidungen.

[0007] Bei dem in Anspruch 2 beschriebenen geschwindigkeitskonstanten Zwischenbereich ist statistisch gesehen mit dem häufigsten Aufsetzen des Gaswechselventils in seinen Sitz zu rechnen ist. Die sich beidseitig an diesen Bereich anschließenden Bereiche (Anschluß- und Endbereich) können wiederum degressiv zur Erzielung einer insgesamt kurzen Schließrampe ausgestaltet sein. Es ist zwar während des Betriebs der Brennkraftmaschine damit zu rechnen, daß unter Extrembedingungen (sehr hohe bzw. niedrige Temperaturen am Element) auch ein Aufsetzen des Elements während des Anschluß- bzw. Endbereichs in seinen Sitz auftritt, jedoch kann diese Auftreffzahl hinsichtlich des Verschleißes vernachlässigt werden.

[0008] Gleichzeitig ist durch die Maßnahmen nach der Erfindung garantiert, daß auch bei höchster Erwärmung des Elements ein erforderlicher Grundspalt von mindestens 1 µm garantiert ist.

[0009] Es ist vorgesehen, das gesamte Gehäuse und den gesamten Druckkolben aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungscharakteristiken zu fertigen, wobei es jedoch auch denkbar ist, lediglich den Leckspaltbereich mit Werkstoffen zu versehen, welchen die genannte Charakteristik immanent ist. Gleichfalls ist es vom theoretischen Ansatz her denkbar, das Gehäuse aus einem Werkstoff zu fertigen, welcher sich mit zunehmender Erwärmung verkleinert, dies wäre beispielsweise denkbar bei Einsatz von Werkstoffen, die ihre Gitterstruktur mit Erwärmung ändern.

[0010] Vorgeschlagen ist es ebenfalls, einen Bereich einer Höhe einer Schließrampe des betreffenden Nockens < 0,4 mm zu gestalten. Kommt das betreffende Gaswechselventil in diesem Bereich in seinen Sitz, ist somit mit dessen weichem Auftreffen zu rechnen. Bisher bekannte Verschleiß- und Geräuschprobleme sind hierdurch eliminiert. Gleichzeitig ist angestrebt, die Länge der gesamten Schließrampe so kurz wie nur möglich zu gestalten, um eine, zumindest während einer Startphase der Brennkraftmaschine bzw. einer Startphase bis hin zu Teillastbereichen eines Betriebes dieser, unerwünschte Ventilüberschneidung auszuschließen bzw. zu verkürzen.

[0011] Der Quotient zwischen einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Druckkolbens und des Gehäuses soll sich in vorteilhafter Art und Weise in etwa zwischen 1,2 und 2 bewegen. Somit ist von dieser Seite her ein optimaler Bereich einer Werkstoffpaarung am Leckspalt vorgeschlagen.

[0012] Wird ein zwischen der Ablaufflanke des Nockens und dessen Grundkreis liegender Abschnitt (Schließrampe) in seiner dem jeweiligen Gaswechselventil übermittelten Hubbewegung degressiv (fallend) ausgelegt, ist mit einer weichen Aufsetzbewegung des betreffenden Gaswechselventils in seinen Sitz und einem relativ kurzen Gesamtablauframpenbereich zu rechnen.

[0013] In zweckmäßiger Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, beispielsweise den Druckkolben aus einem austenitischen Stahl bzw. Aluminium und das ihn umgebende Gehäuse aus einem ferritischen Stahl zu fertigen. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, sollte bei der Anwendung des relativ "weichen" Werkstoffs Aluminum für den Druckkolben dieser mit einer chemisch bzw. physikalisch aufgetragenen Verschleißschutzschicht oder ähnlichem versehen sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

[0014] Zweckmäßigerweise ist die Erfindung in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1

einen Längsschnitt durch einen Ventiltrieb mit einem Spielausgleichselement mit anlaufendem Nocken;

Figur 2

im Diagramm eine Ventilhubkurve über der Zeit im Bereich des Nockenablaufs aufgetragen und

Figur 3

einen typischen Verlauf einer negativen Spieländerung eines Auslaßventils über der Zeit bzw. Temperaturänderung nach Wiederbefeuerung der Brennkraftmaschine aufgetragen.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

[0015] Figur 1 zeigt einen Ventiltrieb mit einem hydraulisches Spielausgleichselement 1, welches in an sich bekannter Art und Weise in einen Tassenstößel 2 eingebaut ist. Dabei besteht das Spielausgleichselement 1 aus einem hohlzylindrischen Gehäuse 3, welches in seiner Bohrung 4, relativ beweglich zu diesem, einen Druckkolben 5 einschließt. Der Druckkolben 5 stützt sich mit seiner einen Stirnseite 6 gegen einen Boden 7 des Tassenstößels 2 ab. In die entgegengesetzte Richtung ist der Druckkolben 5 gegenüber einem Boden 8 des Gehäuses 3 über ein Federmittel 9 abgestützt. Gleichzeitig weist der Druckkolben 5 in Richtung zum Boden 8 ein nicht näher zu beschreibendes Rückschlagventil 10 auf, welches sich in Richtung zum Boden 8 öffnet. Axial zwischen Druckkolben 5 und Boden 8 verläuft ein Hochdruckraum 11 für Hydraulikmittel. Gleichzeitig ist der Tassenstößel 2 an seinem Boden 7 von einem Nocken 12 im Hubsinne beaufschlagt. Eine Übertragung eines Hubes des Nockens 12 erfolgt somit, ausgehend von diesem, über den Tassenstößel 2 auf ein dem Boden 8 des Gehäuses 3 zugewandtes Ende 20 eines Gaswechselventils 13, wie beispielsweise ein Auslaßventil.

[0016] Auf die prinzipielle Funktionsweise eines derartigen in einen Tassenstößel 2 eingebauten Spielausgleichselements 1 wird an dieser Stelle nicht näher eingegangen, weil dies der Fachwelt an sich bekannt ist. Jedoch erfolgt während jeder Hubbewegung des Nockens 12 ein Auspressen einer geringen Menge an Hydraulikmittel über einen zwischen Gehäuse 3 und Druckkolben 5 verlaufenden Leckspalt 14. Durch diese Auspreßbewegung sinken Druckkolben 5 und Gehäuse 3 relativ zueinander ein. Während einer Grundkreisphase B₅ des Nockens 12 erfolgt eine Eliminierung des im Ventiltrieb auftretenden Spiels dadurch, daß der Hochdruckraum 11 aus einem Vorratsraum 15, welcher vom Druckkolben 5 eingeschlossen ist, eine definierte Menge an hydraulischem Mittel nachsaugt. Gleichzeitig sorgt das Federmittel 9 dafür, daß der Kraftschluß zwischen Tassenstößel 2, Nocken 12 und Gaswechselventil 13 spielfrei bleibt. Die o. g. Längenänderung des Spielausgleichselements 1 durch Auspressen des Hydraulikmittels aus dem Hochdruckraum 11 ist nicht nur notwendig zum Ausgleich des Ventilspiels, sondern auch zum Ausgleich von Dilatationen im Ventiltrieb, so wie sie z. B. durch Verschleiß am Ventilsitz oder Wärmedehnung, wie beschreibungseinleitend näher ausgeführt, auftreten können.

[0017] Das Gehäuse 3 besteht aus einem Werkstoff mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der kleiner ist, als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Werkstoffs des Druckkolbens 5. Prinzipiell nimmt die Breite eines Leckspalts 14 zwischen Gehäuse 3 und Durckkolben 5 mit zunehmender Erwärmung ab, wobei jedoch bei höchster Betriebstemperatur ein minimaler Grundspalt von beispielsweise 1 µm erhalten bleiben soll. Als Werkstoffe für den Druckkolben 5 sind beispielsweise austenitischer Stahl bzw. Aluminium und für das Gehäuse 3 ist ein ferritischer Stahl vorgeschlagen (siehe auch Beschreibung zu Figur 3).

[0018] Am Nocken 12 sind zum besseren Verständnis verschiedene Bereich gekennzeichnet, die in Drehrichtung gesehen seiner Spitze 19 folgen. B₁ kennzeichnet die unmittelbare Ablaufflanke, B₂ einen Anschlußbereich, der beispielsweise degressiv ausgelegt sein kann, B₃ einen Zwischenbereich, der vorteilhafterweise linear (d. h. geschwindigkeitskonstant) ist, B₄ einen sich an diesen Zwischenbereich B₃ anschließenden Endbereich, der degressiv vorgeschlagen ist und B₅ den Grundkreisbereich des Nockens 12. Die Bereiche B₂ - B₄ stellen somit eine Schließrampe B_{2 - 4} dar. Durch die eben genannten Ausgestaltungen ist zum einen (siehe zur näheren Erläuterung Vorteilsangaben zu den Ansprüchen) eine optimal kurze Schließrampe B_{2 - 4} realisierbar. Auch setzt das betreffende Gaswechselventil 13 in seinen Sitz (nicht dargestellt) über alle Temperaturbereiche hinweg relativ "weich" auf. Zum anderen gelingt es, diesen Bereich relativ kurz auszugestalten, was sich vorteilhaft auf die Steuerzeiten auswirkt, da der Ventilüberschneidungsbereich verkürzt ist. Auch ist es denkbar, die gesamte Schließrampe B_{2 - 4} degressiv auszulegen.

[0019] Aus Figur 2 geht eine an sich bekannte Ventilhubkurve hervor. Die Kurve V_HDYN entspricht dabei dem Verlauf der kinematischen Hubkurve V_HKIN, jedoch abzüglich der Kompressibilität bzw. Elastizität des gesamten Ventiltriebs und abzüglich des vom jeweiligen Betriebszustand (Temperatur und Drehzahl) abhängigen Hubverlustes durch Absinken des Spielausgleichselements 1, hervorgerufen durch das aufgeführte Auspressen von Hydraulikmittel aus dem Hochdruckraum 11 über den Leckspalt 14. Zu erkennen ist ebenfalls, daß die Schließrampe B_{2 - 4} linear, also geschwindigkeitskonstant, ausgelegt ist. Kommt das Gaswechselventil 13 in diesem Bereich in seinen Sitz, so ist mit seinem weichen und sehr verschleiß- und geräuscharmen Aufsetzen zu rechnen.

[0020] Figur 3 zeigt ein Diagramm eines typischen Verlaufs einer Spieländerung ΔS eines Auslaßventils 13 gegenüber seiner Umgebung in Form der aufgetragenen Kurve über der Zeit t nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine. Bei heutigen in Ventiltrieben und Zylinderköpfen verwendeten Werkstoffkombinationen ist unmittelbar nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine aus ihrem kalten Zustand heraus ein schnelleres Längenwachstum des Auslaßventils 13 im Vergleich zu seinen Umgebungsteilen (Zylinderkopf 16 u. a.) festzustellen (Gradient β). Dabei steht im Diagramm der Gradient β' für die digital über der Warmlaufphase kontinuierlich aufaddierten Absinkwege des Druckkolbens 5 gegenüber dem Gehäuse 3. Um die o. g. negative Spieländerung schnell genug auszugleichen, muß der Gradient β'zumindest gleich, jedoch nach der Erfindung anstrebenswerterweise steiler, verlaufen als der Gradient β. Erst dann ist mit einem vollständigen Schließen des Gaswechselventils 13 während der Erwärmungsphase der Brennkraftmaschine zu rechnen. Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird dieses Problem gelöst. Erst ab Erreichen einer konstanten Betriebstemperatur T₀ am Gaswechselventil 13 ist mit gleichmäßiger Wärmedehnung sämtlicher Ventiltriebs- und Zylinderkopfteile 16 u. a. zueinander zu rechnen.

Liste der Bezugszeichen

[0021] 

s

Leckspaltbreite [µm]

ε'

Quotient Wärmeausdehnungkoeffizienten ε_D/ε_G

ε_D

Wärmeausdehnungskoeffizient Druckkolben

ε_G

Wärmeausdehnungskoeffizient Gehäuse

h_R

Höhe Schließrampe Nocken [mm]

d_m

mittlerer Durchmesser des Leckspaltes [mm]

°NW

Grad Nockenwinkel

β'

Gradient addierter Absinkwege zwischen Druckkolben und Gehäuse

β

Gradient Spielverkleinerung zwischen Ventilschaftende und Grundkreis des Nockens

T

Temperatur am Element [°C]

T₁

minimale Betriebstemperatur des Ventiltriebs [°C] (bei Start)

T₀

Beharrungstemperatur bei Erreichen konstanter Betriebsbedingungen

ΔS

Spieländerung Auslaßventil

AW

Absinkweg von Druckkolben zu Gehäuse

h

Hub Gaswechselventil [mm]

B₁

Ablaufflanke

B₂

Anschlußbereich nach B₁

B₃

Zwischenbereich

B₄

Endbereich vor B₅

B₅

Grundkreis

B_{2 - 4}

Schließrampe

V_HKIN

Ventilhubkurve kinematisch

V_HDYN

Ventilhubkurve dynamisch

C

Verhältniskennzahl

Liste der Bezugszahlen

[0022] 

1

Spielausgleichselement, Element

2

Tassenstößel, Gehäuse

3

Gehäuse

4

Bohrung, Bohrungsbereich

5

Druckkolben

6

Stirnseite

7

Boden

8

Boden

9

Federmittel

10

Rückschlagventil

11

Hochdruckraum

12

Nocken

13

Gaswechselventil

14

Leckspalt, Leckspaltbereich

15

Vorratsraum

16

Zylinderkopf

17

Stirnseite

18

Außenmantel, Außenmantelabschnitt

19

Spitze

20

Ende

Ansprüche

1. Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem von einem Nocken (12) einer Nockenwelle beaufschlagten hydraulisches Spielausgleichselement (1), für einen Tassenstößel (2) oder einen Kipp-, Schwenk- bzw. Schlepphebel, mit folgenden Merkmalen:

a) das Spielausgleichselement (1) besteht aus einem Gehäuse (3) mit einem Boden (8), das mit einem Druckkolben (5) hohlzylindrisch ausgebildet, axial ineinandergesteckt und relativ zueinander axial beweglich ist, wobei zwischen dem Boden (8) und einer Stirnseite (17) des Druckkolbens (5) ein Hochdruckraum (11) für ein Servomittel wie Hydraulikmittel angeordnet ist und wobei der Boden (8) auf einem Ende (20) eines Gaswechselventils (13) sitzt;

b) die Stirnseite (17) des Druckkolbens (5) ist mit einem sich in Richtung zum Hochdruckraum (11) öffnenden Rückschlagventil (10) versehen, welches aus einem vom Druckkolben (5) eingeschlossenen Vorratsraum (15) mit dem Servomittel versorgbar ist;

c) zwischen einer Bohrung (4) des Gehäuses (3) und einem Außenmantel (18) des Druckkolbens (5) ist ein Leckspalt (14) für das Servomittel gebildet;

d) das Gehäuse (3) und der Druckkolben (5) sind zumindest im Bereich des Leckspaltes (14) aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten gefertigt, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient des Werkstoffs des Gehäuses (3) kleiner als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Werkstoffs des Druckkolbens (5) ist;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
e) das Spielausgleichselement (1) besitzt eine derartige Absinkcharakteristik, daß ein Gradient (β') von digital während einer Erwärmung oder Abkühlung des Ventiltriebs addierten Absinkwegen pro Hubzyklus von Druckkolben (5) und Gehäuse (3) zueinander steiler verläuft, als ein Gradient (β) einer Spielverkleinerung zwischen dem Ende (20) des Gaswechselventils (13) und einem Grundkreis des Nockens (12).

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dessen Nocken (12) in Drehrichtung ab seiner Spitze (19) gesehen aus einer Ablaufflanke (B₁), einer Schließrampe (B_2-4) und einem Grundkreis (B₅) besteht, dadurch gekennzeichnet,

g) daß ein der Ablaufflanke (B₁) unmittelbar folgender Anschlußbereich (B₂) der Schließrampe (B_2-4) degressiv mit einer dem Gaswechselventil (13) übermittelten Schließgeschwindigkeit von ca. 40 - 20 µm pro °NW ausgelegt ist;

h) daß ein dem Anschlußbereich (B₂) in Drehrichtung nachgeordneter Zwischenbereich (B₃) der Schließrampe (B_2-4) annähernd linear mit einer dem Gaswechselventil (13) übermittelten Schließgeschwindigkeit von ca. 30 - 10 µm pro °NW hergestellt ist und

i) daß ein sich dem Zwischenbereich (B₃) anschließender Endbereich (B₄) der Schließrampe (B_2-4) linear bzw. degressiv mit einer dem Gaswechselventil (13) übermittelten Schließgeschwindigkeit von ca. 40 - 0 µm pro °NW ausgebildet ist.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Schließrampe des Nockens (12) < 0,4 mm ist.

4. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei maximaler Betriebstemperatur des Spielausgleichselements (1) von etwa 160 °C der Leckspalt (14) > 1 µm ist.

5. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkolben (5) zumindest im Bereich des Leckspaltes (14) aus einem austenitischen Stahl bzw. Aluminium und das Gehäuse (3) wenigstens im Bereich des Leckspaltes (14) aus einem ferritischen Stahl gefertigt sind.

6. Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Elemente Druckkolben (5) / Gehäuse (3) im Bereich des Leckspaltes (14) eine Verschleißschutzschicht, gefertigt durch ein Verfahren wie Hartcoatieren, Hartverchromen oder Nitrieren, aufweist.

7. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Quotienten (ε') des Wärmeausdehnungskoeffizienten (ε_D) des Druckkolbens (5) zu dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Gehäuses (3) gilt: 1,2 ≤ ε' < 2.

8. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einbau des Spielausgleichselements (1) in den Tassenstößel (2) dieses in einem Gehäuse des Tassenstößels (2) verläuft, welches Gehäuse im Bereich seines Bodens (7) von dem Nocken (12) betätigt ist, wobei das Spielausgleichselement (1) über einen Boden (8) des Gehäuses (3) auf einem Ende eines Gaswechselventils (13) sitzt und wobei eine weitere Stirnseite (6) des Druckkolbens (5) an dem Boden (7) des Gehäuses anliegt.

Claims

1. Valve gear of an internal combustion engine with a hydraulic clearance-compensating element (1) which is acted upon by a cam (12) of a camshaft and is intended for a bucket tappet (2) or a rocker, swivelling or follower lever, having the following features:

a) the clearance-compensating element (1) comprises a housing (3) with an end wall (8) which, with a pressure piston (5), is of hollow-cylindrical design, is nested axially and capable of axial relative motion, a high-pressure space (11) for a servofluid such as hydraulic fluid being arranged between the end wall (8) and an end (17) of the pressure piston (5), and the end wall (8) being seated on one end (20) of a gas exchange valve (13);

b) the end (17) of the pressure piston (5) is provided with a nonreturn valve (10) which opens towards the high-pressure space (11) and can be supplied with the servofluid from a reservoir (15) enclosed by the pressure piston (5);

c) a leakage gap (14) for the servofluid is formed between a bore (4) of the housing (3) and an outer shell (18) of the pressure piston (5);

d) the housing (3) and the pressure piston (5) are manufactured from materials of different coefficients of thermal expansion, at least in the region of the leakage gap (14), the coefficient of thermal expansion of the material of the housing (3) being lower than the coefficient of thermal expansion of the material of the pressure piston (5);

characterized by the following features:
   e) the clearance-compensating element (1) has a sinking characteristic such that a gradient (β') of sinking displacements per stroke cycle of the pressure piston (5) and the housing (3) relative to one another, which are added digitally during heating or cooling of the valve gear, is steeper than a gradient (β) of a reduction in the clearance between the end (20)of the gas exchange valve (13) and a base circle of the cam (12).

2. Valve gear according to Claim 1, the cam (12) of which comprises, following its tip (19) in the direction of rotation, a descending flank (B₁), a closing ramp (B_2-4) and a base circle (B₅), characterized

g) in that a connecting region (B₂) of the closing ramp (B_2-4), the said region immediately following the descending flank (B₁), being of degressive configuration with a closing speed imparted to the gas exchange valve (13) of about 40-20 µm per °NW;

h) in that an intermediate region (B₃) of the closing ramp (B_2-4), the said intermediate region being arranged after the connecting region (B₂) in the direction of rotation, being produced so as to be approximately linear with a closing speed imparted to the gas exchange valve (13) of about 30-10 µm per °NW and

i) in that an end region (B₄) of the closing ramp (B_2-4), said end region adjoining the intermediate region (B₃), being of linear or degressive design with a closing speed imparted to the gas exchange valve (13) of about 40-0 µm per °NW.

3. Valve gear according to Claim 2, characterized in that the height of the closing ramp of the cam (12) is < 0.4 mm.

4. Valve gear according to Claim 1, characterized in that the leakage gap (14) is > 1 µm at the maximum operating temperature of the clearance-compensating element (1) of about 160°C.

5. Valve gear according to Claim 1, characterized in that the pressure piston (5) is manufactured from an austenitic steel or aluminium, at least in the region of the leakage gap (14), and the housing (3) is manufactured from a ferritic steel, at least in the region of the leakage gap (14).

6. Valve gear according to Claim 1 or 5, characterized in that, in the region of the leakage gap (14), at least one of the elements pressure piston (5)/housing (3) has an anti-wear layer produced by a method such as hard coating, hard chrome plating or nitriding.

7. Valve gear according to Claim 1, characterized in that the following relationship applies to a quotient (ε') of the coefficient of thermal expansion (ε_D) of the pressure piston (5) to the coefficient of thermal expansion of the housing (3): 1. 2 ≤ ε' < 2.

8. Valve gear according to Claim 1, characterized in that, when the clearance-compensating element (1) is installed in the bucket tappet (2), it extends in a housing of the bucket tappet (2), which housing is actuated in the region of its end wall (7) by the cam (12), the clearance-compensating element (1) being seated on an end of a gas exchange valve (13) by way of an end wall (8) of the housing (3), and another end (6) of the pressure piston (5) resting against the end wall (7) of the housing.

Revendications

1. Commande des soupapes d'un moteur à combustion interne avec un élément de compensation de jeu (1) hydraulique sollicité par une came (12) d'un arbre à cames, pour un poussoir à coupelle (2) ou un levier de basculement, de pivotement ou de suite, ayant les caractéristiques suivantes :

a) l'élément de compensation de jeu (1) se compose d'un boîtier (3) avec un fond (8) qui est conçu de manière creuse cylindrique avec un piston plongeur (5), inséré axialement l'un dans l'autre et mobile axialement l'un par rapport à l'autre, une chambre de haute pression (11) pour un fluide de commande tel qu'un fluide hydraulique étant disposée entre le fond (8) et une face frontale (17) du piston plongeur (5) et le fond (8) reposant sur une extrémité (20) d'une soupape à gaz à deux voies (13);

b) la face frontale (17) du piston plongeur (5) est pourvue d'une soupape de non-retour (10) débouchant dans la direction de la chambre à haute pression (11), qui peut être alimentée avec le fluide de commande depuis une chambre de réserve (15) fermée par un piston plongeur (5);

c) un interstice (14) pour le fluide de commande est formé entre un alésage (4) du boîtier (3) et une enveloppe externe (18) du piston plongeur (5);

d) le boîtier (3) et le piston plongeur (5) sont fabriqués, au moins dans la zone de l'interstice de fuite (14) en matériaux de différents coefficients de dilatation thermique, le coefficient de dilatation thermique du matériau du boîtier (3) étant inférieur au coefficient de dilatation thermique du matériau du piston plongeur (5);

caractérisée par les caractéristiques suivantes :
e) l'élément de compensation de jeu (1) possède une caractéristique d'abaissement tel qu'un gradient (β') de courses d'abaissement ajoutées numériquement pendant un échauffement ou un refroidissement de la commande des soupapes par cycle de levage du piston plongeur (5) et du boîtier (3) s'étend de manière plus raide qu'un gradient (β) d'une réduction du jeu entre l'extrémité (20) de la soupape à gaz à deux voies (13) et un cercle de base de la came (12).

2. Commande des soupapes selon la revendication 1, dont la came (12) vue dans le sens de rotation à partir de sa pointe (19) se compose d'un flanc de sortie (B₁), d'une rampe de fermeture (B_2-4) et d'un cercle de base (B₅), caractérisée en ce que

g) une zone de raccordement (B₂) de la rampe de fermeture (B_2-4) suivant directement le flanc de sortie (B₁) est formée de manière dégressive avec une vitesse de fermeture transmise à la soupape à gaz à deux voies (13) d'environ 40 - 20 pm par °NW;

h) une zone intermédiaire (B₃) disposée après la zone de raccordement (B₂) dans le sens de rotation est produite de manière approximativement linéaire avec une vitesse de fermeture transmise à la soupape à gaz à deux voies (13) d'environ 30 - 10 µm par °NW et

i) une zone d'extrémité (B4) se raccordant à la zone intermédiaire (B₃) de la rampe de fermeture (B_2-4) est formée de manière linéaire ou dégressive avec une vitesse de fermeture transmise à la soupape à gaz à deux voies (13) d'environ 40 - 0 µm par °NW.

3. Commande des soupapes selon la revendication 2, caractérisée en ce que la hauteur de la rampe de fermeture de la came (12) est < 0,4 mm.

4. Commande des soupapes selon la revendication 1, caractérisée en ce que pour une température de fonctionnement maximale de l'élément de compensation de jeu (1) d'environ 160°C, l'interstice de fuite (14) est > 1 µm.

5. Commande des soupapes selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston plongeur (5) est fabriqué au moins dans la zone de l'interstice de fuite (14) en acier austénitique ou en aluminium et le boîtier (3) au moins dans la zone de l'interstice de fuite (14) est fabriqué en acier ferritique.

6. Commande des soupapes selon la revendication 1 ou 5, caractérisée en ce qu'au moins un des éléments piston plongeur (5) / boîtier (3) présente, dans la zone de l'interstice de fuite (14), une couche de protection contre l'usure, fabriquée par un procédé tel que le revêtement dur, chromage dur ou nitruration.

7. Commande des soupapes selon la revendication 1, caractérisée en ce que pour un quotient (ε') entre le coefficient de dilatation thermique (ε_D) du piston plongeur (5) et le coefficient de dilatation thermique du boîtier (3), on a : 1,2 ≤ ε' < 2.

8. Commande des soupapes selon la revendication 1, caractérisée en ce que lors de l'insertion de l'élément de compensation de jeu (1) dans le poussoir à coupelle (2), celui-ci s'étend dans un boîtier du poussoir à coupelle (2), lequel boîtier est actionné dans la zone de son fond (7) par la came (12), l'élément de compensation de jeu (1) reposant par le biais d'un fond (8) du boîtier (3) sur une extrémité d'une soupape à gaz à deux voies (13) et une autre face frontale (6) du piston plongeur (5) s'appuyant contre le fond (7) du boîtier.

Zeichnung