DE10152721A1 - Vorrichtung zur Einstellung des Ventilhubs - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung (50) zum Einstellen eines Ventilhubs (VVL-Vorrichtung) besteht aus einem im Wesentlichen zylindrische Stößelgehäuse (51), an dessen oberem Ende sich ein Nockenkontaktbereich (51a) befindet, welcher in Kontakt mit einer Nocke gerät, welche an einer Nockenwelle vorgesehen ist und welche ein Hochhubnockenprofil aufweist; einem äußeren Rohr (52), welches koaxial innerhalb des Stößelgehäuses (51) vorgesehen ist; einem inneren Rohr (53), welches koaxial innerhalb des äußeren Rohrs (52) so vorgesehen ist, dass es axial gleitbar und in Umfangsrichtung drehbar ist; und einer Schraubenfeder (54), welche zwischen dem inneren Rohr (53) und dem Stößelgehäuse (51) vorgesehen ist und welche das innere Rohr (53) stets in Richtung eines Anstiegs eines Betrags der axialen Auslenkung eines Einlassventils zwingt. Eine Rampennut (60), mit welcher Stifte (68) des inneren Rohrs (53) in Eingriff sind, ist eine bogenartige Nut mit sekundärer Krümmung. Kollisionsgeräusche im Niederhubmodus können so adäquat absorbiert werden. Ruhe bei niedrigerer Maschinengeschwindigkeit kann daher sichergestellt werden, und die Anzahl der Teile wird reduziert, und das Gewicht der VVL-Vorrichtung (50) wird ebenfalls reduziert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung eines Ventilhubs (im Folgenden bezeichnet als VVL-Vorrichtung [variable valve lifting, variabler Ventilhub]), welche in einem Ventilantriebssystem vom Direktschlagtyp verwendet wird, in welchem ein Ventilstößel direkt durch eine Nocke getroffen wird, wenn ein Einlassventil oder ein Auslassventil (im Folgenden einfach als Ventil bezeichnet) einer Verbrennungskraftmaschine (im Folgenden als Maschine bezeichnet) geöffnet oder geschlossen wird, wobei ein Betrag des Ventilhubs (im Folgenden bezeichnet als Ventilhubbetrag) durch Verändern einer axialen Länge des Ventilstößels eingestellt wird.

2. Stand der Technik

Fig. 24 ist eine schematische Ansicht, welche eine Anordnung eines allgemeinen Ventilsystems einer Maschine zeigt. Fig. 25 ist eine Ansicht in Richtung der Pfeile A-A, welche eine Anordnung von Nocken an einer Nockenwelle in dem Ventilantriebssystem in Fig. 24 zeigt. Fig. 26 ist eine Vorderansicht, welche ein Profil der Nocke in Fig. 25 zeigt.

Die Fig. 27A bis 27G sind schematische Schnittansichten, um eine Öffnungs- und eine Schließbewegung eines herkömmlichen Ventils der VVL-Vorrichtung in Fig. 24 in einem Niederhubmodus zu zeigen, und Fig. 27H ist ein Graph, welcher kontinuierlich die Veränderung in dem Ventilhubbetrag zeigt. Die Fig. 28A bis 28G sind schematische Schnittansichten, um die Öffnungs- und Schließbewegung des herkömmlichen Ventils der VVL-Vorrichtung in Fig. 24 in einem Hochhubmodus zu zeigen, und Fig. 28H ist ein Graph, welcher kontinuierlich die Veränderung des Ventilhubbetrags zeigt.

In dem nun folgenden Beispiel ist nur das Ventilantriebssystem auf der Einlassseite gezeigt und nicht das Ventilantriebssystem der Auslassseite. Da das Ventilantriebssystem auf der Auslassseite im Wesentlichen den gleichen Aufbau hat, wird auf diese Erläuterung verzichtet. Außerdem erfolgen die nun folgenden Erläuterungen unter der Annahme, dass die Zylinder in den Figuren in vertikaler Richtung angeordnet sind.

In den Figuren bezeichnet jede Bezugsziffer 1, 2, 3, 4 einen Zylinder einer Vierzylinder-Maschine (im Folgenden einfach als Zylinder bezeichnet). Innerhalb jedes Zylinders 1, 2, 3 und 4 befindet sich ein Kolben 5, 6, 7, 8, welcher sich in einer axialen Richtung des entsprechenden Zylinders hin und her bewegt. Die Hin- und Herbewegungen dieser Kolben 5, 6, 7 und 8 werden in eine Drehbewegung umgewandelt durch Kurbelmechanismen 9, 10, 11 und 12 für eine Übertragung an eine Kurbelwelle 13. An einem oberen Bereich (Zylinderkopf) jedes Zylinders 1, 2, 3 und 4 sind zwei Ventilsitze 14, 15, 16 bzw. 17 vorgesehen. Ein Einlassventil 18, 19, 20, 21 ist in jedem dieser Ventilsitze 14, 15, 16 und 17 vorgesehen. Die Einlassventile 18, 19, 20 und 21 sind so angeordnet, dass sie Gegenstand eines Rotationsantriebs von einlassseitigen Nocken 26, 27, 28 bzw. 29 sind, und zwar durch eine Vorrichtung zum Einstellen eines Ventilhubs (im Folgenden bezeichnet als VVL- Vorrichtung [variable valve lifting, variabler Ventilhub]) 22, 23, 24, 25. Einlassseitige Nocken 26, 27, 28 und 29 sind an einer einlassseitigen Nockenwelle 30 vorgesehen. Die einlassseitige Nockenwelle 30 ist in einer in Fig. 25 durch einen Pfeil B gekennzeichneten Richtung durch eine Rotationsantriebskraft drehbar, welche durch ein Antriebsübertragungselement 32, wie eine Riemenscheibe 31, einen Synchronriemen oder ähnliches, sowie eine Riemenscheibe 33 übertragen werden soll.

Da die einlassseitigen Nocken 26, 27, 28 und 29 alle den gleichen Aufbau haben, wird nun die einlassseitige Nocke 26 als typisches Beispiel erläutert. Wie in Fig. 26 gezeigt, besteht die einlassseitige Nocke 26 aus einem kreisförmigen Basisabschnitt 26a mit einem echten Kreis als Querschnitt, aus einem Hubkurvenbereich 26b, welcher sich von diesem Basiskreisabschnitt 26a erhebt, sowie aus Rampenabschnitten 26c und 26d, welche den Basiskreisabschnitt 26a und den Hubkurvenabschnitt 26b weich verbinden. Diese Anordnung ist die gleiche wie die der übrigen einlassseitigen Nocken 27, 28 und 29.

Wie in Fig. 25 gezeigt, sind der Hubkurvenabschnitt 27b der einlassseitigen Nocke 27 und der Hubkurvenabschnitt 28b der einlassseitigen Nocke 28 um ungefähr ± 90° versetzt an der Außenseite der einlassseitigen Nockenwelle 30 relativ zu dem Hubkurvenabschnitt 26b der einlassseitigen Nocke 26 angeordnet. Der Hubkurvenabschnitt 29b der verbleibenden einlassseitigen Nocke 29 ist um ungefähr 180° versetzt an der Außenseite der einlassseitigen Nockenwelle 30 relativ zu dem Hubkurvenabschnitt 26b der einlassseitigen Nocke 26 versetzt.

Da die oben genannten VVL-Vorrichtungen 22, 23, 24 und 25 alle den gleichen Aufbau haben, wird nun die VVL-Vorrichtung 22 als typisches Beispiel beschrieben. Wie in den Fig. 27 und 28 gezeigt, besteht die VVL-Vorrichtung 22 grob aus: einem Stößelgehäuse 34, welches an einem oberen Bereich ein Nockenkontaktbereich 34a hat, welcher in Kontakt mit einer Nockenfläche der einlassseitigen Nocke 26 gerät oder daran anstößt; und einem Hydraulikzylinder (nicht dargestellt), welcher innerhalb des Stößelgehäuses 34 vorgesehen ist und einen Hochhubmodus einnehmen kann, in welchem eine axiale Stößellänge verlängert ist, sowie einen Niederhubmodus, in welchem die axiale Stößellänge zusammengeschoben ist. Diese Anordnung ist in der deutschen Patentveröffentlichung DT 1958627 offenbart. Der untere Bereich dieser VVL- Vorrichtung 22 ist in Kontakt mit einem oberen Bereich einer Ventilstange 35. An einem unteren Bereich dieser Ventilstange 35 ist das oben beschriebene Einlassventil 18 vorgesehen. Zwischen dieser Ventilstange 35 und dem Zylinder 1 befindet sich eine Ventilfeder 36, welche die Ventilstange 35 axial nach oben zwingt, um das Einlassventil 18 gegen den Ventilstange 14 zu zwingen, wodurch das Einlassventil 18 in einen geschlossenen Zustand versetzt wird.

Nun wird der Betrieb der VVL-Vorrichtung 22 beschrieben. Direkt nach dem Start der Maschine hat sich zunächst, da der hydraulische Druck, welcher von einer Ölpumpe (nicht dargestellt) an die VVL-Vorrichtung 22 geliefert werden soll, nicht hoch genug ist, der Hydraulikzylinder (nicht dargestellt) innerhalb der VVL-Vorrichtung 22 noch nicht ausgeweitet, wodurch der Niederhubmodus eingenommen wird. Im Niederhubmodus dreht sich die einlassseitige Nocke 26 in Richtung eines Pfeils B. Wie in den Fig. 27A und 27B gezeigt, kommt die Nockenkontaktfläche 34a des Stößelgehäuses 34 in Kontakt mit der einlassseitigen Nocke 26 von dem Basiskreisabschnitt 26a durch den Rampenabschnitt 26c in Richtung des Hubkurvenabschnitts 26b. Da jedoch die axiale Auslenkung nach unten des Nockenkontaktbereichs 34a noch gering ist, bewegen sich das Stößelgehäuse 34 und die Ventilstange 35 noch nicht axial nach unten. Als Ergebnis einer weiteren Drehung der einlassseitigen Nocke 26 und wenn, wie in den Fig. 27C bis 27E gezeigt, der Nockenkontaktbereich 34a des Stößelgehäuses 34 weiter fortschreitet, um in Kontakt mit dem Rampenabschnitt 26c in Richtung des mittleren Bereichs (der Nase) des Hubkurvenabschnitts 26b zu geraten, steigt die axiale Auslenkung nach unten des Nockenkontaktbereichs 34a. Daher werden das Stößelgehäuse 34 und die Ventilstange 35 nach unten gegen die Kraft einer Schraubenfeder 36 gedrückt. Dadurch wird das Einlassventil 18 auch relativ zu dem Ventilstange 14 axial nach unten gedrückt, um den niedrigen Hubzustand einzunehmen. Der Ventilhubbetrag steigt zu dieser Zeit schrittweise an, wie in Fig. 27H gezeigt, von dem Zustand entsprechend Fig. 27c (Ventil offen) aus, und er wird maximal in dem Zustand nach Fig. 27D. Als Ergebnis einer weiteren Drehung der einlassseitigen Nocke 26 und wenn, wie in Fig. 27E, der Nockenkontaktbereich 34a des Stößelgehäuses 34 in Kontakt mit dem Rampenabschnitt 36d durch den mittleren Bereich des Hubkurvenabschnitts 26b gelangt, bewegt sich die axiale Auslenkung nach unten des Nockenkontaktbereichs 34a in Richtung einer Absenkung. Deshalb werden das Stößelgehäuse 34 und die Ventilstange 35 durch die Kraft der Schraubenfeder 36 angehoben, während sie dem Nockenprofil der einlassseitigen Nocke 26 folgen. Als Ergebnis wird das Einlassventil 18 auch gegen den Ventilsitz 14 gezwungen, wodurch der Hubzustand beendet ist (Ventil geschlossen). Der Ventilhubbetrag beginnt sich zu diesem Zeitpunkt zu senken, wie in Fig. 27H gezeigt, von dem Zustand entsprechend Fig. 27D aus, und er wird Null in dem Zustand entsprechend Fig. 27E (Ventil geschlossen). Die Beendigung des Hubzustands schreitet auch während des Vorgangs fort, in welchem, wie in den Fig. 27F und 27G gezeigt, der Nockenkontaktbereich 34a des Stößelgehäuses 34 den Rampenabschnitt 26d in Richtung des Basiskreisabschnitts 26a kontaktiert.

Da in dieser Art des Niederhubmodus der hydraulische Druck innerhalb des hydraulischen Zylinders zum Zeitpunkt einer langsamen Drehung der Maschine gering ist, wird die Zylinderlänge entsprechend der axialen Stößellänge verkürzt, um so den Ventilhubbetrag auf den niedrigen Hub zu setzen.

Als Ergebnis kann die Flussgeschwindigkeit des Luftbrennstoffgemischs gesteigert werden, um die Verbrennungseffizienz zu verbessern.

Bei einem normalen Antrieb der Maschine ist der hydraulische Druck, welcher von der Ölpumpe (nicht dargestellt) an die VVL-Vorrichtung 22 geliefert werden soll, bereits ausreichend hoch. Der hydraulische Zylinder (nicht dargestellt) innerhalb der VVL-Vorrichtung 22 ist daher ausgefahren, um so den Modus auf einen Hochhubmodus zu setzen. In dem Hochhubmodus dreht sich die einlassseitige Nocke 26 in Richtung des Pfeils B. Wie in Fig. 28A gezeigt, schreitet der Nockenkontaktbereich 34a des Stößelgehäuses 34 fort, um die einlassseitige Nocke 26 von dem Basiskreisbereich 26a in Richtung des Rampenabschnitts 26c zu kontaktieren. Da jedoch die axiale Auslenkung nach unten des Nockenkontaktbereichs 34a noch gering ist, bewegen das Stößelgehäuse 34 und die Ventilstange 35 nicht axial nach unten. Als Ergebnis der weiteren Drehung der einlassseitigen Nocke 26 und wenn, wie in den Fig. 28B bis 28D gezeigt, der Nockenkontaktbereich 34a des Stößelgehäuses 34 die einlassseitige Nocke 26 von dem Basiskreisabschnitt 26a durch den Rampenabschnitt 26c in Richtung des Hubkurvenabschnitts 26b kontaktiert, steigt die axiale Auslenkung nach unten des Nockenkontaktbereichs 34a. Daher werden das Stößelgehäuse 34 und die Ventilstange 35 schrittweise axial nach unten gedrückt, und zwar gegen die Kraft der Schraubenfeder 36. Als Ergebnis wird das Einlassventil 18 auch axial nach unten relativ zu dem Ventilsitz 14 gedrückt, um dadurch einen hohen Hubzustand einzunehmen. Der Ventilhubbetrag steigt zu diesem Zeitpunkt schrittweise, wie in Fig. 28H gezeigt, von dem Zustand entsprechend Fig. 28A (Ventil offen), und er nimmt einen maximalen Wert in dem Zustand entsprechend Fig. 28D ein. Als Ergebnis einer weiteren Drehung der einlassseitigen Nocke 26 und wenn, wie in Fig. 28E bis 28G gezeigt, der Nockenkontaktbereich 34a des Stößelgehäuses 34 fortschreitet, um den mittleren Bereich des Hubkurvenabschnitts 26b in Richtung des Rampenabschnitts 26d zu kontaktieren, bewegt sich die axiale Auslenkung nach unten des Nockenkontaktbereichs 34a in Richtung einer Absenkung. Daher werden das Stößelgehäuse 34 und die Ventilstange 35 durch die Kraft der Schraubenfeder 36 angehoben, während sie dem Nockenprofil der einlassseitigen Nocke 26 folgen. Als Ergebnis wird das Einlassventil 18 auch gegen den Ventilsitz 14 gezwungen, um so den Hubzustand zu beenden (Ventil geschlossen). Der Ventilhubbetrag beginnt zu diesem Zeitpunkt, wie in Fig. 28H gezeigt, im Zustand nach Fig. 28D zu sinken und wird Null in dem Zustand entsprechend Fig. 27G (Ventil geschlossen).

In dieser Art des Hochhubmodus wird durch Ausnutzung der Tatsache, dass die Ablassfolgekennlinie des Hydraulikzylinders bei einer schnellen Drehung der Maschine nicht aufschließt, die der axialen Stößellänge entsprechenden Zylinderlänge aufrechterhalten, und der Ventilhubbetrag bleibt auf einem hohen Hubbetrag. Auf diese Art und Weise können ein niedrigerer spezifischer Brennstoffverbrauch und eine höhere Maschinenleistung durch Verbessern der Ansaugeffizienz erzielt werden.

In dieser Art von VVL-Vorrichtung 22 kommen im Hochhubmodus aufgrund eines Zwischenraums (nicht dargestellt), welcher zwischen der einlassseitigen Nocke 26 und dem Nockenkontaktbereich 34a des Stößelgehäuses 34 vorgesehen ist, um die thermische Ausdehnung und ähnliches zu berücksichtigen, die einlassseitige Nocke 26 und das Stößelgehäuse 34 zur Kollision miteinander als Ergebnis der Drehung der einlassseitigen Nocke 26 mit dem hohen Hubprofil zu dem folgenden Zeitpunkt: d. h., wenn, wie in Fig. 28A gezeigt, der Nockenkontaktbereich 34a des Stößelgehäuses 34 in Kontakt mit der einlassseitigen Nocke 26 gerät, nachdem er durch den Basiskreisabschnitt 26 und den Rampenabschnitt 26c in Richtung des Hubkurvenabschnitts 26b hindurchgetreten ist; und wenn, wie in Fig. 28G gezeigt, der Kontaktbereich 24a des Stößelgehäuses 34 in Kontakt mit der saugseitigen Nocke 26 gerät, nachdem er durch den Hubkurvenabschnitt 26b und den Rampenabschnitt 26d in Richtung des Basiskreisabschnitts 26a hindurchgetreten ist. Es ist jedoch möglich, die Kollisionsgeräusche an dem obenbeschriebenen Rampenabschnitt 26c oder 26d zu absorbieren und zu begrenzen.

In der oben beschriebenen VVL-Vorrichtung 22 wird die einlassseitige Nocke 26 mit dem hohen Hubprofil jedoch auch in dem Niederhubmodus verwendet. Während die Kollisionsgeräusche, die aufgrund des oben beschriebenen Zwischenraums (nicht dargestellt) entstehen, beschränkt oder unter Kontrolle gehalten werden können, ist es daher schwierig, die nachfolgenden beschriebenen Kollisionsgeräusche zu begrenzen. Im Niederhubmodus ist nämlich die axiale Länge des Stößelgehäuses 34 reduziert. Daher reduziert sich die Zeit, wenn die Rampenabschnitte 26c und 26d der einlassseitigen Nocke 26 in Kontakt mit dem Nockenkontaktbereich 34a des Stößelgehäuses 34 geraten, wie in Fig. 27B und 27F gezeigt, unter einen solchen Zeitraum der reduzierten axialen Länge des Stößels, der nicht wesentlich zu dem Öffnen und Schließen des Einlassventils 18 beitragen wird. Daher können die Rampenbereiche 26c und 26d der Funktion des weichen Verbindens des Basiskreisabschnitts 26a mit dem Hubkurvenabschnitt 26b nicht dienen. Als Ergebnis gab es das Problem, dass die folgenden Kollisionsgeräusche nicht effektiv begrenzt werden konnten. Die fraglichen Geräusche sind: Kollisionsgeräusche, welche am Beginn des Ventilhubs zwischen dem Stößel und der Ventilstange als Ergebnis eines schnellen Anhebens des Einlassventils 18 zum Zeitpunkt des Kontakts des Rampenabschnitts 26c, direkt nach dem Kontakt damit, mit dem früheren Teil des Hubkurvenabschnitts 26b entstehen; und Kollisionsgeräusche, welche am Ende des Ventilhubs zwischen dem Einlassventil 18 und dem Ventilsitz als Ergebnis des schnellen Zwingens des Einlassventils gegen den Ventilsitz zum Zeitpunkt des Kontakts des Rampenabschnitts 26d, direkt vor dem Kontakt damit, mit der späteren Hälfte des Hubkurvenabschnitts 26b auftreten.

In der oben beschriebenen VVL-Vorrichtung 22 gibt es außerdem keinen Aufbau zum Verriegeln der Ausweitung und Kontraktion des Hydraulikzylinders an einem besonderen Punkt. Daher hängt der Ventilhubbetrag (die Genauigkeit) von der Menge des Lecköls von dem Hydraulikzylinder, von der Rotationsfrequenz der Maschine (d. h. von der Geschwindigkeit, mit der der Kolben in den Zylinder gezwungen wird), oder ähnlichem ab. Als Ergebnis wird es als schwierig angesehen, den Ventilhubbetrag auf einen bestimmten Wert festzusetzen.

Als mögliche Lösung für dieses Problem offenbaren die ungeprüfte internationale Patentveröffentlichung (KOHYO KOHO) Nr. 507242/1998 und die japanische ungeprüfte veröffentlichte Patentanmeldung (KOKAI KOHO) Nr. 141030/1998 VVL- Vorrichtungen, in welchen ein bestimmter Ventilhubbetrag festgesetzt werden kann. Diese VVL-Vorrichtungen bestehen im Wesentlichen aus: mehreren Nocken, welche an einer Nockenwelle angebracht sind, welche durch eine Kurbelwelle einer Maschine drehend angetrieben wird; einem inneren Stößel, welcher sich in axialer Richtung einer Ventilstange hin und her bewegt, um einem Nockenprofil einer Drehnocke der mehreren Nocken folgen, einer Niederhubnocke, welche zu dem Öffnen und Schließen des Ventils in einem Bereich mit niedriger Drehgeschwindigkeit beiträgt; einem äußeren Stößel, welcher an einer Außenseite des inneren Stößels vorgesehen ist und welcher sich in der axialen Richtung der Ventilstange hin und her bewegt, um einem Nockenprofil einer Drehnocke der mehreren Nocken einer Hochhubnocke zu folgen, welche zu dem Öffnen und Schließen des Ventils in einem Bereich mit hoher Drehgeschwindigkeit beiträgt; und einem beweglichen Element, welches innerhalb des inneren Stößels vorgesehen ist, um in radialer Richtung des inneren Stößels beweglich zu sein. Dieses bewegliche Element bewegt sich wie folgt: In einem Hochhubmodus bewegt es sich radial nach auswärts durch den auf den mittleren Bereich des inneren Stößels aufgebrachten hydraulischen Druck, um mit einem Ausnehmungsbereich an einem inneren Umfang des äußeren Stößels in Eingriff zu geraten, wodurch die beiden Stößel miteinander integriert werden. In einem Niederhubmodus kehrt andererseits das bewegliche Element nach radial einwärts des inneren Stößels zurück aufgrund eines Zwangmittels, wie eine Feder oder ähnliches, in einem Zustand mit niedrigem hydraulischen Druck, so dass das bewegliche Element außer Eingriff mit dem Ausnehmungsbereich des äußeren Stößels gerät, wodurch die beiden Stößel voneinander getrennt werden.

In dieser Art von VVL-Vorrichtung sind zwei Arten von Nocken, d. h. eine Hochhubnocke und eine Niederhubnocke, an der gleichen Nockenwelle vorgesehen, um ein einzelnes Ventil zu öffnen und zu schließen. Daher kann diese Vorrichtung die Erzeugung von Kollisionsgeräuschen beschränken, welche in der Anordnung erzeugt werden, welche eine einzige Hochhubnocke in dem Niederhubmodus verwendet, wie in der oben genannten deutschen Patentveröffentlichung DT 19658627 beschrieben.

In der herkömmlichen VVL-Vorrichtung ist es jedoch notwendig, zwei Arten von Nocken vorzusehen, d. h. eine Hochhubnocke und eine Niederhubnocke, was zu einem anderen Problem führt, dass die Anzahl der Teile ansteigt mit nachfolgenden hohen Kosten und einem gestiegenen Gewicht.

Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die oben genannten Probleme zu lösen, und sie hat eine Aufgabe, eine VVL-Vorrichtung zu schaffen, wobei sogar in einem Niederhubmodus die Kollisionsgeräusche geeignet absorbiert werden können, um daher Ruhe bei einer niedrigen Drehfrequenz der Maschine sicherzustellen, und wobei die Anzahl der Teile, wie beispielsweise Nocken oder ähnlichem, reduziert werden können, um gesenkte Kosten und ein geringeres Gewicht der VVL-Vorrichtung zu erzielen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um die oben genannte und weitere Aufgaben zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Einstellen eines Ventilhubs mit: einem Stößelgehäuse mit einem Nockenkontaktbereich, welcher in Kontakt mit einer Nocke gerät, welche an einer Nockenwelle vorgesehen ist, welche durch eine Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine in Drehung versetzt wird; Hubmodusumschaltmitteln zum selektiven Umschalten zwischen einem Hochhubmodus, in welchem ein Betrag der Auslenkung eines Einlassventils oder eines Auslassventils eines Zylinders entsprechend dem Stößelgehäuse gleich einem Betrag der Auslenkung des Nockenkontaktbereichs des Stößelgehäuses ist, und einem Niederhubmodus, in welchem der Betrag der Auslenkung des Einlassventils oder des Auslassventils sich relativ zu dem Betrag der Auslenkung des Nockenkontaktbereichs senkt; Begrenzungsmitteln zum Halten der Hubmodusumschaltmittel auf dem Hochhubmodus; und Zwangsmitteln zum Zwingen in eine Richtung, in welcher der Betrag der Auslenkung des Ventils durch die Hubmodusumschaltmittel in dem Niederhubmodus ansteigt.

Vorzugsweise hat die Vorrichtung den folgenden Aufbau.

Die Nocke zum Kontaktieren des Nockenkontaktbereichs des Stößelgehäuses hat nämlich ein Nockenprofil für eine Hochhubnocke, welches geeignet ist für Betriebsbedingungen von oberhalb einer mittleren Geschwindigkeit und/oder oberhalb einer mittleren Belastung der Verbrennungskraftmaschine.

Das Hubmodusumschaltmittel ist so gesetzt, dass unter Betriebsbedingungen von unterhalb der mittleren Geschwindigkeit und/oder unterhalb der mittleren Belastung der Verbrennungskraftmaschine der Betrag der Auslenkung des Einlassventils oder des Auslassventils sich senkt relativ zu einem Betrag der axialen Auslenkung des Nockenkontaktbereichs des Stößelgehäuses.

Das Hubmodusumschaltmittel weist folgendes auf: ein äußeres Rohr, welches innerhalb des Stößelgehäuses vorgesehen ist; und ein inneres Rohr, welches in Kontakt mit einer Ventilstange von dem Einlassventil oder dem Auslassventil gerät.

Das innere Rohr ist innerhalb des äußeren Rohrs so angeordnet, dass es relativ in axialer Richtung des äußeren Rohrs gleitbar ist und relativ in Umfangsrichtung des äußeren Rohrs drehbar ist.

Das innere Rohr hat entweder einen Vorsprung oder eine Ausnehmung an seiner Außenfläche, und das äußere Rohr hat das jeweils andere Element, welches in Eingriff mit dem Vorsprung oder der Ausnehmung gerät, um dadurch eine axiale Bewegung und eine Umfangsbewegung des äußeren Rohrs zu begrenzen.

Der Vorsprung ist ein Stift mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt, und die Ausnehmung ist eine Nut, welche eine Gestalt hat, die mit dem Stift in Eingriff gebracht werden kann.

Die Ausnehmung hat eine im Wesentlichen bogenartige Gestalt, welche die Bewegung des inneren oder des äußeren Rohrs mit dem Vorsprung schrittweise von dem axialen Gleiten in die Umfangsdrehung umwandeln kann.

Die Ausnehmung in dem Hubmodusumschaltmittel ist eine bogenartige Nut mit sekundärer Krümmung, die so aufgebaut und angeordnet ist, dass, wenn das Einlassventil oder das Auslassventil in einer Richtung des Reduzierens des Betrags der Auslenkung des Ventils arbeitet, je näher der Betrag der Auslenkung des Ventils an eine Position der maximalen Absenkung kommt, desto schneller ein Betrag der Umfangsauslenkung des inneren Rohrs relativ zu dem äußeren Rohr ansteigt.

Das äußere Rohr wird durch Zwangsmittel gezwungen, um das innere Rohr in einer Richtung des Verstärkens des Betrags der Auslenkung des Einlassventils oder des Auslassventils zu zwingen.

Das äußere Rohr wird durch Zwangsmittel gezwungen, um den Zylinder in einer Richtung des Verstärkens des Betrags der Auslenkung des Einlassventils oder des Auslassventils zu zwingen.

Das Zwangsmittel ist zwischen einem Kopfbereich des äußeren Rohrs und einem Kopfbereich des inneren Rohrs angeordnet.

Eine Zwangskraft des Zwangsmittels wird gesetzt, zu einem Zeitpunkt, wenn der Betrag der Auslenkung des Einlassventils oder des Auslassventils minimal wird relativ zum Betrag der Auslenkung des Kontaktbereichs des Stößelgehäuses, dass sie größer wird als eine Zwangskraft einer Ventilfeder zum Schließen des anderen der beiden Ventile.

Das Hubmodusumschaltmittel wird durch ein Element gebildet, welches in dem Stößelgehäuse aufgenommen ist und welches von dem Stößelgehäuse separat vorgesehen ist.

Die Begrenzungsmittel geraten mechanisch in Eingriff mit dem äußeren und dem inneren Rohr, wenn unter der Betriebsbedingung von oberhalb einer mittleren Geschwindigkeit oder von oberhalb einer mittleren Last der Verbrennungskraftmaschine der Betrag der Auslenkung von entweder dem Einlassventil oder dem Auslassventil gleich dem Betrag der Auslenkung des Nockenkontaktbereichs des Stößels ist und wenn dieser Zustand aufrechterhalten wird.

Das Begrenzungsmittel hat einen Ölkanal, der so aufgebaut und angeordnet ist, dass das äußere Rohr und das innere Rohr des Hubmodusumschaltmittels begrenzt sind durch eine Zuführung von Hydraulikdruck und dass die Begrenzung gelöst wird durch Absenken des Hydraulikdrucks oder durch Anhalten der Zuführung des Hydraulikdrucks.

Die Vorrichtung weist außerdem ein mechanisches Zwangsmittel auf zum Zwingen in eine Richtung des Lösens der Begrenzung des Hubmodusumschaltmittels.

Das äußere Rohr des Hubmodusumschaltmittels hat eine Verbindungsöffnung, welche einen Raum zwischen dem äußeren Rohr und dem inneren Rohr mit der Atmosphäre verbindet. Das Stößelgehäuse befindet sich innerhalb einer Aufnahmeöffnung neben der Verbrennungskraftmaschine, so dass es axial gleitbar und in Umfangsrichtung drehbar ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die oben genannte und weitere Aufgaben und die daraus folgenden Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, wobei:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer VVL- Vorrichtung gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine Schnittansicht ist, welche einen inneren Aufbau der VVL-Vorrichtung in Fig. 1 in einem Hochhubmodus zeigt;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 2 ist;

Fig. 4 eine teilweise Schnittansicht ist, welche einen äußeren Bereich eines inneren Rohrs der VVL- Vorrichtung in Fig. 1 zeigt;

Fig. 5 eine teilweise Schnittansicht ist, welche einen äußeren Bereich eines äußeren Rohrs der VVL- Vorrichtung in Fig. 1 zeigt;

Fig. 6 eine Schnittansicht ist, welche einen inneren Aufbau der VVL-Vorrichtung in Fig. 1 in einem Niederhubmodus zeigt;

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in Fig. 6 ist;

Fig. 8 eine teilweise Schnittansicht ist, welche einen äußeren Bereich des inneren Rohrs der VVL- Vorrichtung in Fig. 6 zeigt;

Fig. 9 eine Schnittansicht ist, welche einen äußeren Bereich eines äußeren Rohrs der VVL-Vorrichtung in Fig. 6 zeigt;

Fig. 10A bis 10C schematische Schnittansichten sind, um den Ventilöffnungsbetrieb des Hubmodusumschaltmittels zu erklären, welcher als Mechanismus zum Dämpfen der Stoßkräfte in der VVL- Vorrichtung in Fig. 6 zeigt;

Fig. 11A bis 11C schematische Vorderansichten zur Erläuterung des Ventilöffnungsvorgangs des Hubmodusumschaltmittels sind, welches als Mechanismus zum Dämpfen der Stoßkräfte in der VVL- Vorrichtung in Fig. 6 dient;

Fig. 12A bis 12C schematische Schnittansichten sind, um den Ventilschließvorgang des Hubmodusumschaltmittels zu erläutern, welches als Mechanismus zum Dämpfen der Stoßkräfte in der VVL- Vorrichtung in Fig. 6 dient;

Fig. 13A bis 13C schematische Vorderansichten sind, um den Ventilschließbetrieb des Hubmodusumschaltmittels zu erläutern, welches als Mechanismus zum Dämpfen der Stoßkräfte in der VVL- Vorrichtung in Fig. 6 dient;

Fig. 14A bis 14G schematische Schnittansichten sind, um den Ventilöffnungsvorgang und den Ventilschließvorgang in dem Niederhubmodus der VVL- Vorrichtung in Fig. 6 zu erläutern, und Fig. 14H ist ein Graph, welcher kontinuierlich die Veränderung in dem Ventilhubbetrag zeigt;

Fig. 15A bis 15G schematische Schnittansichten sind, um den Ventilöffnungsvorgang und den Ventilschließvorgang in dem Hochhubmodus der VVL- Vorrichtung in Fig. 1 zu erläutern, und Fig. 15H ist ein Graph, welcher kontinuierlich die Veränderung in dem Ventilhubbetrag zeigt;

Fig. 16 eine Schnittansicht gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung ist, welche einen inneren Aufbau der VVL-Vorrichtung im Hochhubmodus zeigt;

Fig. 17 eine Schnittansicht entlang der Linie E-E in Fig. 16 ist;

Fig. 18 eine teilweise Schnittansicht ist, welche einen äußeren Bereich des inneren Rohrs in der VVL- Vorrichtung in Fig. 16 zeigt;

Fig. 19 eine teilweise Schnittansicht ist, welche einen äußeren Bereich der VVL-Vorrichtung in Fig. 16 zeigt;

Fig. 20 eine Schnittansicht ist, welche einen inneren Aufbau der VVL-Vorrichtung in Fig. 16 im Hochhubmodus zeigt;

Fig. 21 eine Schnittansicht entlang der Linie F-F in Fig. 16 ist;

Fig. 22 eine teilweise Schnittansicht ist, welche einen äußeren Bereich des inneren Rohrs der VVL- Vorrichtung in Fig. 16 zeigt;

Fig. 23 eine teilweise Schnittansicht ist, welche einen äußeren Bereich des äußeren Rohrs der VVL-Vorrichtung in Fig. 20 zeigt;

Fig. 24 eine schematische Ansicht ist, welche eine Anordnung eines allgemeinen Ventilsystems einer Maschine zeigt;

Fig. 25 eine Ansicht in Richtung der Pfeile A-A ist, welche eine Anordnung von Nocken an einer Nockenwelle in dem Ventilantriebssystem in Fig. 24 zeigt;

Fig. 26 eine Vorderansicht ist, welche ein Profil der Nocke in Fig. 25 zeigt;

Fig. 27A bis 27G schematische Schnittansichten sind, um die Öffnungs- und Schließbewegung des herkömmlichen Ventils der VVL-Vorrichtung in Fig. 24 in einem Niederhubmodus darzustellen, und Fig. 27H ist ein Graph, welcher kontinuierlich die Veränderung des Ventilhubbetrags zeigt; und

Fig. 28A bis 28G schematische Schnittansichten sind, um die Öffnungs- und Schließbewegung des herkömmlichen Ventils der VVL-Vorrichtung in Fig. 24 in einem Hochhubmodus darzustellen, und Fig. 28H ist ein Graph, welcher kontinuierlich die Veränderung des Ventilhubbetrags zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Es folgt nun eine Erläuterung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Beispiel 1

Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer VVL- Vorrichtung gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 ist eine Schnittansicht, welche einen inneren Aufbau der VVL-Vorrichtung in Fig. 1 in einem Hochhubmodus zeigt. Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 2. Fig. 4 ist eine teilweise Schnittansicht, welche einen äußeren Bereich eines inneren Rohrs der VVL-Vorrichtung in Fig. 1 zeigt. Fig. 5 ist eine teilweise Schnittansicht, welche einen äußeren Bereich eines äußeren Rohrs der VVL-Vorrichtung in Fig. 1 zeigt. Fig. 6 ist eine Schnittansicht, welche einen inneren Aufbau der VVL-Vorrichtung in Fig. 1 in einem Niederhubmodus zeigt. Fig. 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in Fig. 6. Fig. 8 ist eine teilweise Schnittansicht, welche einen äußeren Bereich des inneren Rohrs der VVL-Vorrichtung in Fig. 6 zeigt. Fig. 9 ist eine Schnittansicht, welche einen äußeren Bereich eines äußeren Rohrs der VVL-Vorrichtung in Fig. 6 zeigt. Fig. 10A bis 10C sind schematische Schnittansichten, um den Ventilöffnungsbetrieb des Hubmodusumschaltmittels zu erklären, welcher als Mechanismus zum Dämpfen der Stoßkräfte in der VVL-Vorrichtung in Fig. 6 zeigt. Fig. 11A bis 11C sind schematische Vorderansichten zur Erläuterung des Ventilöffnungsvorgangs des Hubmodusumschaltmittels, welches als Mechanismus zum Dämpfen der Stoßkräfte in der VVL- Vorrichtung in Fig. 6 dient. Fig. 12A bis 12C sind schematische Schnittansichten, um den Ventilschließvorgang des Hubmodusumschaltmittels zu erläutern, welches als Mechanismus zum Dämpfen der Stoßkräfte in der VVL-Vorrichtung in Fig. 6 dient. Fig. 13A bis 13C sind schematische Vorderansichten, um den Ventilschließbetrieb des Hubmodusumschaltmittels zu erläutern, welches als Mechanismus zum Dämpfen der Stoßkräfte in der VVL-Vorrichtung in Fig. 6 dient. Fig. 14A bis 14G sind schematische Schnittansichten, um den Ventilöffnungsvorgang und den Ventilschließvorgang in dem Niederhubmodus der VVL- Vorrichtung in Fig. 6 zu erläutern, und Fig. 14H ist ein Graph, welcher kontinuierlich die Veränderung in dem Ventilhubbetrag zeigt. Fig. 15A bis 15G sind schematische Schnittansichten, um den Ventilöffnungsvorgang und den Ventilschließvorgang in dem Hochhubmodus der VVL-Vorrichtung in Fig. 1 zu erläutern, und Fig. 15H ist ein Graph, welcher kontinuierlich die Veränderung in dem Ventilhubbetrag zeigt.

Die einlassseitige VVL-Vorrichtung und die auslassseitige VVL-Vorrichtung haben einen gleichen Aufbau und einen vergleichbaren Betrieb. Daher wird nur die einlassseitige VVL-Vorrichtung beschrieben, und auf eine Beschreibung der auslassseitigen VVL-Vorrichtung wird verzichtet. Außerdem wird die folgende Erläuterung unter der Annahme gemacht, dass der Zylinder so angeordnet ist, dass er sich in vertikaler Richtung erstreckt. Unter den Elementen im Beispiel 1 haben außerdem Elemente, welche solchen der herkömmlichen VVL- Vorrichtung gleichen, die gleiche Bezugsziffer und auf eine Beschreibung dieser Elemente wird ebenfalls verzichtet.

Die VVL-Vorrichtung 50 nach Beispiel 1 besteht grob aus den folgenden Elementen: einem im Wesentlichen zylindrischen Stößelgehäuse 51, an dessen oberer Endfläche ein Nockenkontaktbereich 51a vorgesehen ist, welcher in Kontakt mit einer einlassseitigen Nocke (nicht dargestellt) mit einem Hochhubnockenprofil gerät, welches geeignet ist, für Betriebsbedingungen von oberhalb einer mittleren Geschwindigkeit und/oder oberhalb einer mittleren Belastung der Maschine; einem äußeren Rohr (oder einem äußeren zylindrischen Körper) 52, welcher koaxial innerhalb des Stößelgehäuses 51 angeordnet ist und welcher an einem oberen Bereich eine Öffnung 52a aufweist (dieses äußere Rohr ist als Hubmodusumschaltmittel definiert), einem inneren Rohr (oder einem inneren zylindrischen Körper), welcher koaxial innerhalb des äußeren Rohrs 52 so angeordnet ist, dass es in axialer Richtung gleitbar ist und in Umfangsrichtung drehbar und welches an einem unteren Endbereich einen Ventilstangenkontaktbereich 53a aufweist (dieses innere Rohr ist als Hubmodusumschaltmittel definiert); und einer Schraubenfeder 54, welche zwischen dem inneren Rohr 53 und dem Stößelgehäuse 51 so angeordnet ist, dass sie das innere Rohr 53 stets in Richtung des Anstiegs des Betrags der axialen Auslenkung des Einlassventils zwingt, d. h. in eine Richtung des Öffnens des Einlassventils 18 (diese Schraubenfeder ist als Zwangsmittel definiert).

In der Mitte des Kontaktbereichs 51a des Stößelgehäuses 51 befindet sich eine Verbindungsöffnung 56, welche den inneren Raum 55 zwischen dem äußeren Rohr 52 und dem inneren Rohr 53 in Verbindung mit der Atmosphäre bringt. An einem äußeren Bereich des Stößelgehäuses 51 befinden sich ein Paar von Zuführ- und Ablassöffnungen 57 für hydraulischen Öldruck (einfach auch hydraulischer Druck genannt) an Stellen mit Punktsymmetrie relativ zu einer axialen Linie des Stößelgehäuses 51. Diese Zuführ- und Ablassöffnungen 57 für den hydraulischen Druck dienen dazu, den hydraulischen Druck zu einer Einstelleinrichtung für eine variable Ventileinstellung zuzuführen und davon abzulassen (nicht dargestellt), und zwar durch Ölkanäle (nicht dargestellt), welche in einem Zylinderkopf (nicht dargestellt) des Zylinders 1 ausgeformt sind. Das Stößelgehäuse 51 mit dem oben beschriebenen Aufbau befindet sich innerhalb einer Aufnahmeöffnung (nicht dargestellt), welche in dem Zylinderkopf (nicht dargestellt) des Zylinders 1 so vorgesehen ist, dass sie gleitbar in axialer Richtung des Stößelgehäuses 51 sowie drehbar in Umfangsrichtung des Stößelgehäuses 51 ist.

An einem äußeren Bereich des äußeren Rohrs 52 befindet sich ein Paar von Passöffnungen 58 (definiert als Begrenzungsmittel) an Stellen mit Punktsymmetrie relativ zu einer axialen Linie des äußeren Rohrs 52. An einem äußeren Bereich des äußeren Rohrs 52 ist außerdem ein Paar von Verbindungsöffnungen 59 vorgesehen, welche an Stellen mit Punktsymmetrie relativ zu der axialen Linie des äußeren Rohrs 52 so angeordnet sind, dass sie sich in axialer Richtung des äußeren Rohrs 52 erstrecken, so dass sie in Verbindung mit den Zuführ- und Ablassöffnungen 57 für den hydraulischen Druck in dem Stößelgehäuse 51 befinden. Wie beispielsweise in den Fig. 5 und 9 gezeigt, ist außerdem in dem äußeren Bereich des äußeren Rohrs 52 ein Paar von im Wesentlichen bogenförmigen Rampennuten 60 (definiert als Ausnehmungsbereiche) ausgeformt, jeweils mit einem inneren Bogenbereich 60a, einem äußeren Bogenbereich 60b, einer oberen Anschlagstellung 60c sowie einer unteren Anschlagstellung 60d.

In einem oberen Bereich des inneren Rohrs 53 befindet sich eine Öffnung 53b. An einem inneren unteren Teil 53c dieser Öffnung 53b ist ein ringförmiger vorstehender Bereich 61 ausgeformt, um aus dem Zwangselement 54 eine Schraubenfeder 54a von einer Schraubenfeder 54b zu trennen. Zwischen einem Ventilstangenkontaktbereich 53a und einem inneren unteren Bereich 53c des inneren Rohrs 53 sind Ölzuführ- und Ablasskanäle 62 ausgeformt, welche gleichzeitig mit dem Paar von Verbindungsöffnungen 59 des äußeren Rohrs 52 in Verbindung gebracht werden können. Diese Ölzuführ- und Ablasskanäle 62 sind in Verbindung mit einer Ölkammer 63 im mittleren Bereich des inneren Zylinders 53. Diese Ölkammer 63 ist auch in Verbindung mit internen Zylindern 64, welche durch den äußeren Bereich des inneren Rohrs 53 hindurchtreten. Ein Paar von Hülsen 65 sind in die internen Zylinder 64 in der Nähe des äußeren Bereichs des inneren Rohrs 53 eingepresst. Ein Paar von Verriegelungsstiften 66 (definiert als Begrenzungsmittel), welche in die Einpassöffnungen 58 in dem äußeren Rohr 52 eingepasst werden können, sind in der Hülse 65 so angeordnet, dass sie in axialer Richtung der internen Zylinder 64 gleitbar sind. Jeder Verriegelungsstift 66 besteht im Wesentlichen aus einem Bereich 66a mit kleinem Durchmesser mit einem äußeren Durchmesser, der dem inneren Durchmesser der Hülse 65 entspricht, und aus einem Bereich 66b mit großem Durchmesser, der einen äußeren Durchmesser hat, welcher dem inneren Durchmesser des inneren Zylinders 64 entspricht. Eine Schraubenfeder 67 zum konstanten Zwingen des Verriegelungsstifts 66 in Richtung der Ölkammer 63 ist zwischen einer axialen Endfläche des Bereichs 66b mit großem Durchmesser jedes Verriegelungsstifts 66 und der axialen Endfläche jeder Hülse 65 angeordnet. Ein Paar von Stiften 68 (definiert als vorstehende Bereiche), welche radial nach außen vorstehen und welche in Eingriff mit den Rampennuten 60 des äußeren Rohrs 52 geraten, sind an dem äußeren Bereich des inneren Rohrs 53 angeordnet. Jeder Stift 68 hat einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, und jede Rampennut 60 hat eine Gestalt, um zu ermöglichen, dass der Stift 68 damit in Eingriff gerät, und eine ausreichende Größe, dass sich der Stift 68 darin bewegen kann.

Die Schraubenfeder 54 besteht aus zwei Teilschraubenfedern 54a und 54b. Sie ist so angeordnet, dass zu dem Zeitpunkt, wenn der Betrag der axialen Auslenkung des Einlassventils 18 (ein Ventilöffnungsbetrag) minimal wird relativ zu dem Betrag der axialen Auslenkung des Nockenkontaktbereichs 51a des Stößelgehäuses 51, d. h. zu dem Zeitpunkt direkt vor dem Schließen des Ventils, die Zwangskraft der Schraubenfeder 54 größer wird als die Zwangskraft der Schraubenfeder 36. Gemäß dieser Anordnung werden die Stöße zwischen dem Ventil und dem Ventilsitz weicher, und die Kollisionsgeräusche können begrenzt werden.

Die Rampennut 60 ist eine bogenförmige Nut mit sekundärer Krümmung, so dass, wenn das Einlassventil 18 in einer Richtung zum Reduzieren des Betrags der axialen Auslenkung arbeitet, je näher an der Position der maximalen Reduktion des Betrags der axialen Auslenkung des Einlassventils 18, desto schneller der Betrag der relativen Umfangsauslenkung des inneren Rohrs 53 relativ zu dem äußeren Rohr 52 ansteigt. Dies bedeutet, dass der innere bogenförmige Bereich 60a und der äußere bogenförmige Bereich 60b der Rampennut 60 eine Komponente in axialer Richtung und eine Komponente der Umfangsrichtung des äußeren Rohrs 52 haben. Es wird bevorzugt, dass ein Profil jedes bogenförmigen Bereichs 60a, 60b weich dort entlang gleitbar ist.

Nun wird der Betrieb der VVL-Vorrichtung beschrieben.

Zunächst ist unter Betriebsbedingungen von unterhalb einer mittleren Geschwindigkeit und/oder unterhalb einer mittleren Belastung der Maschine der von einer Ölpumpe (nicht dargestellt) zu der VVL-Vorrichtung 50 zugeführte hydraulische Druck nicht hoch, oder die Ölzuführung wird willkürlich angehalten. Dann kann der hydraulische Druck in der Ölkammer 63 des inneren Rohrs 53 der VVL-Vorrichtung 50 der Zwangskraft der Schraubenfeder 67 nicht widerstehen. Als Ergebnis bewegen sich die Verriegelungsstifte 66, wie in Fig. 6 gezeigt, radial einwärts des inneren Rohrs 53 durch die Zwangskraft der Schraubenfeder 67. Zu dieser Zeit gerät der Bereich 66a mit kleinem Durchmesser jedes Verriegelungsstifts 66 außer Eingriff mit der Einpassöffnung 58 des äußeren Rohrs 52, wodurch die Begrenzung zwischen dem äußeren Rohr 52 und dem inneren Rohr 53 gelöst wird (definiert als Niederhubmodus). Hier wird das innere Rohr 53 durch die Zwangskraft der Ventilfeder 36 gegen eine solche Innenseite des Nockenkontaktbereichs 51a des Stößelgehäuses 51 gezwungen, wie sie von dem Öffnungsbereich 52a des äußeren Rohrs 52 freigegeben ist. Der Nockenkontaktbereich 51a des Stößelgehäuses 51 bleibt gegen die einlassseitige Nocke (nicht dargestellt) durch die Zwangskraft der Schraubenfeder 54 gezwungen.

In diesem Niederhubmodus dreht sich, wie in Fig. 14A gezeigt, die einlassseitige Nocke 26 in Richtung des Pfeils B. Der Nockenkontaktbereich 51a des Stößelgehäuses 51 kommt in Kontakt mit dem Basiskreisabschnitt 26a in Richtung des Rampenabschnitts 26c. Zu dieser Zeit können die Kollisionsgeräusche, welche durch einen Zwischenraum (nicht dargestellt) erzeugt werden, welcher zwischen der einlassseitigen Nocke 26 und dem Nockenkontaktbereich 51a des Stößelgehäuses 51 vorgesehen ist, um die thermische Ausdehnung oder ähnliches zu berücksichtigen, durch den Rampenabschnitt 26c der einlassseitigen Nocke 26 begrenzt werden.

Dann gerät als Ergebnis einer weiteren Drehung der einlassseitigen Nocke 26, wie in den Fig. 14B und 14C gezeigt, der Nockenkontaktbereich 51a in Kontakt mit der einlassseitigen Nocke 26 an dem Rampenabschnitt 26c in Richtung des ersten halben Bereichs des Hubkurvenabschnitts 26b. Zu dieser Zeit zwingt der Hubkurvenabschnitt 26b der einlassseitigen Nocke 26 nur das Stößelgehäuse 51 axial nach unten gegen die Zwangskraft der Schraubenfeder 54 durch einen Betrag des zusammengezogenen Hubs der Schraubenfeder 54, d. h. durch die Differenz im Hub zwischen dem Niederhubmodus und dem Hochhubmodus. In diesem Zustand bewegt sich nur das Stößelgehäuse 51 axial, und die Ventilstange 35 und das Einlassventil 18 bewegen sich nicht. Das äußere Rohr 52 bewegt sich axial nach unten zusammen mit dem Stößelgehäuse 51. Nun bewegen sich die Stifte 68 in dem inneren Rohr 53, wie in den Fig. 10A bis 10C und 11A bis 11C gezeigt, während sie in Kontakt mit dem äußeren bogenartigen Bereich 60b in der Rampennut 60 des äußeren Rohrs 52 bleiben. Da das innere Rohr 53 die Bewegungsrichtung ändert, direkt vor der Vollendung der Bewegung, von der axialen Auslenkung zu der Auslenkung in Umfangsrichtung, sinkt hier die Stoßkraft des inneren Rohrs 53 selbst in axialer Richtung relativ zu dem äußeren Rohr 52. Als Ergebnis kann der Stoß zu der Zeit reduziert werden, wenn der Ventilstangenkontaktbereich 53a des inneren Rohrs 53 und der obere Endbereich der Ventilstange 35 in Kontakt miteinander geraten, was zu einer effektiven Begrenzung der Kollisionsgeräusche führt. Nach diesem Kontakt wird das Einlassventil 18 geöffnet (definiert als Ventil offen).

Als Ergebnis einer weiteren Drehung der einlassseitigen Nocke 26, wie in den Fig. 14D bis 14G gezeigt, gerät der Nockenkontaktbereich 51a in Kontakt mit dem hinteren halben Bereich des Hubkurvenabschnitts 26b durch den Rampenabschnitt 26a in Richtung des Basiskreisabschnitts 26a. Zu dieser Zeit zwingt der Hubkurvenabschnitt 26b das Stößelgehäuse 51 axial nach unten gegen die Differenz zwischen der Zwangskraft der Schraubenfeder 54 und der Zwangskraft der Ventilfeder 36. Zu dieser Zeit bewegen sich die Stifte 68 des inneren Zylinders 68, wie in den Fig. 12A bis 12C und 13A bis 13C zeigt, während sie in Kontakt mit dem inneren bogenartigen Bereich 60a der Rampennut 60 bleiben. Da das innere Rohr 53 seine Bewegungsrichtung ändert, direkt vor der Vollendung der Bewegung, von der axialen Auslenkung zu der Auslenkung in Umfangsrichtung, sinkt hier die axiale Auslenkung des inneren Rohrs 53 selbst direkt vor der Vollendung der Bewegung. Außerdem ist die Zwangskraft der Schraubenfeder 54 so gewählt, dass sie größer wird als die Zwangskraft der Ventilfeder 36 zu der Zeit, wenn der Betrag der axialen Auslenkung des Einlassventils 18 minimal wird relativ zu dem Betrag der axialen Auslenkung des Nockenkontaktbereichs 51a des Stößelgehäuses 51. Daher ist es möglich, die Schließbewegung des Einlassventils 18 direkt vor dem Schließen des Ventils zu bremsen. Gemäß dieser Anordnung werden die Stöße zwischen dem Einlassventil 18 und dem Ventilsitz 14 weicher, was zu einer effektiven Begrenzung der Kollisionsgeräusche führt (definiert als Schließen des Ventils).

Bei den Betriebsbedingungen von oberhalb der mittleren Geschwindigkeit und/oder oberhalb der mittleren Last der Maschine ist der hydraulische Druck, welcher von der Ölpumpe (nicht dargestellt) zu der VVL-Vorrichtung 50 zugeführt wird, bereits hoch genug. Daher wird der hydraulische Druck, welcher durch Ölsteuerventile (nicht dargestellt) oder ähnliches zugeführt wird, durch die Öldruckzuführ- und Ablassöffnung 57 zu der Ölkammer 63 zugeführt, durch die Verbindungsöffnungen 59 in dem äußeren Rohr 52 und durch die Ölzuführ- und Ablasskanäle 62 in dem inneren Rohr 53. Aufgrund dieses hydraulischen Drucks bewegen sich die Verriegelungsstifte 66 innerhalb des inneren Zylinders 64 radial auswärts gegen die Haltekraft der Schraubenfedern 67, wodurch die Bereiche 66a mit kleinem Durchmesser in die Einpassöffnungen 58 in dem äußeren Rohr 52 eingepasst werden. Als Ergebnis werden das äußere Rohr 52 und das innere Rohr 53 zusammen integriert (definiert als Hochhubmodus).

Der Ventilbetrieb zu der Zeit des Hochhubmodus ist der gleiche wie der beim Hochhubmodus der herkömmlichen VVL-Vorrichtung 22 aus Fig. 28, daher wird auf eine Erläuterung verzichtet.

Wie oben erläutert, ist gemäß dem Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung das Hubmodusumschaltmittel innerhalb eines einzelnen Stößelgehäuses 51 mit einem einzigen Nockenkontaktbereich 51a vorgesehen, welcher in Kontakt mit einer einzigen Nocke gerät. Es ist daher möglich, den Hochhubmodus und den Niederhubmodus mit einer einzigen Nocke zu setzen. Es entsteht daher der Effekt, dass, verglichen mit der herkömmlichen Vorrichtung mit zwei Nocken, die Anzahl der Teile reduziert werden kann und die Kosten gesenkt werden können. Außerdem kann in dem Hochhubmodus eine höhere Maschinenausgangsleistung erzielt werden, und in dem Niederhubmodus kann der spezifische Brennstoffverbrauch verbessert werden.

Außerdem ist gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung die Nocke 26, welche in Kontakt mit dem Nockenkontaktbereich 51 des Stößelgehäuses 51 gerät, so angeordnet, dass sie ein hohes Hubnockenprofil hat, welches geeignet ist für Betriebsbedingungen von oberhalb einer mittleren Geschwindigkeit und/oder oberhalb einer mittleren Last der Maschine. Daher entsteht der Effekt, dass eine höhere Maschinenleistung in dem Hochhubmodus erzielt werden kann. Außerdem ist gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung das Hubmodusumschaltmittel so gesetzt, dass unter Betriebsbedingungen von unterhalb einer mittleren Geschwindigkeit und/oder unterhalb einer mittleren Last der Maschine der Betrag der Auslenkung des Einlassventils 18 sich senkt relativ zu dem Betrag der axialen Auslenkung des Nockenkontaktbereichs 51a des Stößelgehäuses 51. Daher entsteht der Effekt, dass der spezifische Brennstoffverbrauch in dem Niederhubmodus verbessert werden kann.

Außerdem besteht nach Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung das Hubmodusumschaltmittel aus: einem äußeren Rohr 52, welches innerhalb des Stößelgehäuses 51 angeordnet ist; und einem inneren Rohr 53, welches innerhalb des äußeren Rohrs 52 so angeordnet ist, dass es dreh- und gleitbar in axialer Richtung des äußeren Rohrs 52 ist, und das in Kontakt mit der Ventilstange 35 des Ablassventils 18 gerät. Als Ergebnis des relativen Gleitens des äußeren Rohrs 52 und des inneren Rohrs 53 in axialer Richtung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs unter vorbestimmten Betriebsbedingungen kann daher ein Effekt erzielt werden, dass der Niederhubmodus und der Hochhubmodus selektiv umgeschaltet werden können. Da das Hubmodusumschaltmittel einfach aufgebaut ist, entsteht außerdem der Effekt, dass die Kosten reduziert werden können.

Außerdem ist gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung das innere Rohr 53 so aufgebaut, dass es axial gleitbar relativ zu dem äußeren Rohr 52 und relativ drehbar in Umfangsrichtung des äußeren Rohrs 52 ist. Daher kann der Aufbau des Hubmodusumschaltmittels vereinfacht werden, und die Kosten können gesenkt werden.

Außerdem ist gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung das innere Rohr 53 so aufgebaut, dass es die Stifte 68 an einem äußeren Bereich hat, und das äußere Rohr 52 ist so aufgebaut, dass es die Rampennuten 60 aufweist, welche in Eingriff mit den Stiften 68 des inneren Rohrs 53 geraten, um so die axiale Bewegung und die Bewegung in Umfangsrichtung des äußeren Rohrs 52 zu begrenzen. Daher kann das Hubmodusumschaltmittel als Stoßdämpfermechanismus dienen, wodurch die Kollisionsgeräusche, welche beim Öffnen und Schließen des Ventils erzeugt werden, effektiv begrenzt werden können.

Des Weiteren sind gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung die Stifte 68 mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt vorgesehen sowie die Rampennut 60, welche damit in Eingriff gerät. Daher kann der Eingriff der beiden Elemente sichergestellt werden, mit dem Ergebnis, dass die Verlässlichkeit des Betriebs und die Standzeit der Teile verbessert werden können.

Gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung ist die Rampennut 60 außerdem so aufgebaut, dass sie eine im Wesentlichen bogenförmige Gestalt hat, welche die Bewegung des inneren Rohrs 53 schrittweise von dem axialen Gleiten zu der äußeren Drehung umwandeln kann. Daher können die Stöße in axialer Richtung beim Öffnen und Schließen des Ventils effektiv begrenzt werden, indem sie in Umfangsrichtung abgeleitet werden.

Außerdem hat gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung die Rampennut 60 des Hubmodusumschaltmittels eine bogenartige Gestalt mit sekundärer Krümmung, die so aufgebaut und angeordnet ist, dass, wenn sie in Richtung des Reduzierens der Menge der Auslenkung des Einlassventils 18 arbeitet, je näher an der Stellung der maximalen Auslenkung der Betrag der Auslenkung des Einlassventils 18 ist, desto schneller der Betrag der relativen Umfangsauslenkung des inneren Rohrs 53 relativ zu dem äußeren Rohr 52 ansteigt. Daher können die Stöße in axialer Richtung beim Öffnen und Schließen des Ventils in Umfangsrichtung abgeleitet werden, wodurch die Kollisionsgeräusche effektiv begrenzt werden können.

Gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung ist außerdem das äußere Rohr 52 so aufgebaut, dass es durch die Schraubenfeder 54 gezwungen wird, um das innere Rohr 53 in Richtung des Steigerns des Betrags der Auslenkung des Einlassventils 18 zu zwingen. Durch willkürliches Setzen der Zwangskraft der Schraubenfeder 54 wird daher nur das Stößelgehäuse 51 axial bewegt in dem Niederhubmodus. Dementsprechend entsteht ein Effekt, dass die Kollisionsgeräusche, welche zwischen dem Stößel und der Ventilstange entstehen, begrenzt werden können.

Gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung besteht außerdem, da die Schraubenfeder 54 zwischen dem Kopfbereich des äußeren Rohrs 52 und dem Kopfbereich des inneren Rohrs 53 vorgesehen ist, ein Effekt, dass die VVL-Vorrichtung 50 in der Größe minimiert werden kann.

Gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung wird außerdem die Zwangskraft der Schraubenfeder 54 zu dem Zeitpunkt, wenn der Betrag der Auslenkung des Einlassventils 18 minimal relativ zu dem Nockenkontaktbereich 51a des Stößelgehäuses 51 wird, so gesetzt, dass sie größer wird als die Zwangskraft der Schraubenfeder 54 zum Schließen des Einlassventils 18. Daher können die Stöße, welche zwischen dem Ventil und dem Ventilsitz auftreten, weicher gemacht werden durch die Zwangskraft der Schraubenfeder 54 direkt vor dem Schließen des Ventils, wodurch die Kollisionsgeräusche begrenzt werden können.

Gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung ist außerdem das Hubmodusumschaltmittel als Element ausgestaltet, welches innerhalb des Stößelgehäuses 51 aufgenommen ist und welches von dem Stößelgehäuse 51 separat vorgesehen ist. Daher entsteht der Effekt, dass die VVL-Vorrichtung 50 in der Größe minimiert werden kann.

Gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung sind außerdem unter Betriebsbedingungen von oberhalb einer mittleren Geschwindigkeit und/oder oberhalb einer mittleren Last der Maschine die Verriegelungsstifte 66 und die Einpassöffnungen 58 so angeordnet, dass der Betrag der Auslenkung des Einlassventils 18 gleich dem Betrag der Auslenkung des Nockenkontaktbereichs 51a des Stößelgehäuses 51 wird und dass das äußere Rohr 52 und das innere Rohr 53 mechanisch miteinander in Eingriff gebracht werden, während der oben beschriebene Zustand aufrechterhalten wird. Daher besteht der Effekt, dass das Umschalten auf eine für den Hochhubmodus geeignete Stößellänge schnell durchgeführt werden kann.

Gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung sind außerdem die Verriegelungsstifte 66 und die Einpassöffnungen 58 mit dem Ölkanal 62 versehen, welcher so aufgebaut und angeordnet ist, dass das äußere Rohr 52 und das innere Rohr 53 durch die Zuführung des Hydraulikdrucks beschränkt sind, und dass die Beschränkung gelöst wird durch Absenken des Hydraulikdrucks oder durch Anhalten der Zuführung des Hydraulikdrucks. Durch Verwenden des hohen Hydraulikdrucks unter Betriebsbedingungen von oberhalb der mittleren Geschwindigkeit und/oder oberhalb der mittleren Last der Maschine werden daher das äußere Rohr 52 und das innere Rohr 53 beschränkt, um dadurch auf den Hochhubmodus umzuschalten. Unter Betriebsbedingungen von unterhalb der mittleren Geschwindigkeit und/oder unterhalb der mittleren Last der Maschine wird andererseits die Beschränkung gelöst durch den niedrigen Hydraulikdruck, um so auf den Niederhubmodus umzuschalten.

Gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung ist außerdem eine Schraubenfeder 67 vorgesehen, welche in die Richtung des Lösens der Beschränkung des äußeren Rohrs 52 und des inneren Rohrs 53 durch die Verriegelungsstifte 66 und die Einpassöffnungen 58 zwingt. Daher besteht der Effekt, dass das Umschalten auf die axiale Stößellänge, welche für den Niederhubmodus geeignet ist, schnell durchgeführt werden kann.

Gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung ist außerdem das äußere Rohr 52 mit einer Verbindungsöffnung 56 versehen, welche den inneren Raum 55, welcher zwischen dem äußeren Rohr 52 und dem inneren Rohr 53 ausgeformt ist, mit einer Atmosphäre verbindet. Daher besteht der Effekt, dass der Rückdruck sicher freigegeben werden kann, um dadurch die Verlässlichkeit im Betrieb zu verbessern.

Gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung befindet sich außerdem das Stößelgehäuse 51 innerhalb einer aufnehmenden Öffnung (nicht dargestellt) neben der Maschine, so dass es axial gleitbar und in Umfangsrichtung drehbar ist. Da verhindert wird, dass das Stößelgehäuse 51 fixiert (oder blockiert) ist, kann die Verlässlichkeit im Betrieb und die Standzeit der Elemente verbessert werden. Da außerdem keine Begrenzung in der Richtung besteht, in welcher die Teile zusammengefügt werden, kann die Montage vereinfacht werden.

Im Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung ist das äußere Rohr 52 mit der Rampennut 60 als ausgenommener Bereich des Hubmodusumschaltmittels vorgesehen, und der innere Zylinder 53 ist mit den Stiften 68 als vorstehender Bereich versehen.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der vorstehende Bereich in dem äußeren Rohr 52 und der ausgenommene Bereich in dem inneren Rohr 53 vorgesehen ist.

Beispiel 2

Fig. 16 ist eine Schnittansicht gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung, welche einen inneren Aufbau der VVL- Vorrichtung im Hochhubmodus zeigt. Fig. 17 ist eine Schnittansicht entlang der Linie E-E in Fig. 16. Fig. 18 ist eine teilweise Schnittansicht, welche einen äußeren Bereich des inneren Rohrs in der VVL-Vorrichtung in Fig. 16 zeigt.

Fig. 19 ist eine teilweise Schnittansicht, welche einen äußeren Bereich der VVL-Vorrichtung in Fig. 16 zeigt. Fig. 20 ist eine Schnittansicht, welche einen inneren Aufbau der VVL- Vorrichtung in Fig. 16 im Hochhubmodus zeigt. Fig. 21 ist eine Schnittansicht entlang der Linie F-F in Fig. 16. Fig. 22 ist eine teilweise Schnittansicht, welche einen äußeren Bereich des inneren Rohrs der VVL-Vorrichtung in Fig. 16 zeigt. Fig. 23 ist eine teilweise Schnittansicht, welche einen äußeren Bereich des äußeren Rohrs der VVL-Vorrichtung in Fig. 20 zeigt. Bei den Elementen im Beispiel 2 tragen solche, die Elementen im Beispiel 1 gleichen, gleiche Bezugsziffern, und deren Erläuterung wird weggelassen.

Das Merkmal dieses Beispiels 2 liegt darin, dass eine Schraubenfeder 70 als Zwangsmittel zwischen dem unteren Bereich des äußeren Rohrs 52 und dem Zylinder 1 und an einer Außenseite der Ventilfeder 36 vorgesehen ist. Diese Schraubenfeder 70 zwingt das äußere Rohr 52 und zwingt so den Zylinder 1 in eine Richtung der Verstärkung des Betrags der Auslenkung des Einlassventils 18. Als Ergebnis der Verwendung dieser Anordnung besteht keine Notwendigkeit zum Vorsehen der Zwangsmittel innerhalb des äußeren Rohrs 52. Daher ist die axiale Länge des äußeren Rohrs 52 kürzer als in Beispiel 1. Zusätzlich ist innerhalb des Zylinderkopfs 1a ein Ölkanal 71 zum Zuführen des Hydraulikdrucks zu der Ölkammer 63 in dem inneren Zylinder 53 ausgeformt.

Gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung ist das äußere Rohr 52 so ausgestaltet, dass der Zylinder 1 durch die Schraubenfeder 70 in Richtung der Verstärkung des Betrags der Auslenkung des Einlassventils 18 gezwungen wird. Durch willkürliches Setzen der Zwangskraft der Schraubenfeder 70 kann daher nur das Stößelgehäuse 51 in dem Niederhubmodus axial bewegt werden. Als Ergebnis können die Kollisionsgeräusche zwischen dem Stößel und der Ventilstange begrenzt werden.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Einrichtung zum Einstellen eines Ventilhubs so angeordnet ist, dass sie Folgendes aufweist: ein Stößelgehäuse mit einem Nockenkontaktbereich, welcher in Kontakt mit einer Nocke gerät, welche an einer Nockenwelle vorgesehen ist, welche durch eine Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine in Drehung versetzt wird; Hubmodusumschaltmittel zum selektiven Umschalten zwischen einem Hochhubmodus, in welchem ein Betrag der Auslenkung eines Einlassventils oder eines Auslassventils eines Zylinders entsprechend dem Stößelgehäuse gleich einem Betrag der Auslenkung des Nockenkontaktbereichs des Stößelgehäuses ist, und einen Niederhubmodus, in welchem der Betrag der Auslenkung des Einlassventils oder des Auslassventils sich relativ zu dem Betrag der Auslenkung des Nockenkontaktbereichs senkt; Begrenzungsmittel zum Halten der Hubmodusumschaltmittel auf dem Hochhubmodus; und Zwangsmittel zum Zwingen in eine Richtung, in welcher der Betrag der Auslenkung des Ventils durch die Hubmodusumschaltmittel in dem Niederhubmodus ansteigt, ist es, wie oben beschrieben, möglich, den Hochhubmodus und den Niederhubmodus entsprechend einer einzigen Nocke zu setzen. Verglichen mit der herkömmlichen Vorrichtung mit zwei Nocken kann daher die Anzahl der Teile gesenkt und die Kosten reduziert werden. Außerdem hat die vorliegende Erfindung den Effekt, dass eine höhere Maschinenausgangsleistung in dem Hochhubmodus erzielt werden kann und dass der spezifische Brennstoffverbrauch in dem Niederhubmodus verbessert werden kann.

Da außerdem die Nocke zum Kontaktieren des Nockenkontaktbereichs des Stößelgehäuses so angeordnet ist, dass sie ein Nockenprofil für eine Hochhubnocke hat, welches geeignet ist für Betriebsbedingungen von oberhalb einer mittleren Geschwindigkeit und/oder oberhalb einer mittleren Last der Verbrennungskraftmaschine, besteht der Effekt, dass eine höhere Maschinenausgangsleistung im Hochhubmodus erzielt werden kann.

Da außerdem das Hubmodusumschaltmittel so gesetzt ist, dass unter Betriebsbedingungen von unterhalb einer mittleren Geschwindigkeit und/oder unterhalb einer mittleren Last der Verbrennungskraftmaschine der Betrag der Auslenkung des Einlassventils oder des Auslassventils sich senkt relativ zu einem Betrag der axialen Auslenkung des Nockenkontaktbereichs des Stößelgehäuses, besteht der Effekt, dass der spezifische Brennstoffverbrauch im Niederhubmodus verbessert werden kann.

Da außerdem das Hubmodusumschaltmittel so angeordnet ist, dass es Folgendes aufweist: ein äußeres Rohr, welches innerhalb des Stößelgehäuses angeordnet ist; und ein inneres Rohr, welches innerhalb des äußeren Rohrs so angeordnet ist, dass es relativ in axialer Richtung des äußeren Rohrs gleitbar ist, und welches in Kontakt mit einer Ventilstange des Einlass- oder Auslassventils gerät, besteht der folgende Effekt. Unter vorbestimmten Betriebsbedingungen können nämlich der Niederhubmodus und der Hochhubmodus selektiv umgeschaltet werden durch relatives Gleiten des äußeren Rohrs und des inneren Rohrs in axialer Richtung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs. Da außerdem das Hubmodusumschaltmittel im Aufbau vereinfacht ist, können die Kosten gesenkt werden.

Da außerdem das innere Rohr relativ in Umfangsrichtung des äußeren Rohrs drehbar ist, kann das Hubmodusumschaltmittel im Aufbau vereinfacht werden, und die Kosten können gesenkt werden.

Da außerdem das innere Rohr entweder einen Vorsprung oder eine Ausnehmung an seiner Außenfläche aufweist, und da das äußere Rohr das andere dieser beiden Elemente aufweist, welches in Eingriff mit dem Vorsprung oder der Ausnehmung gelangt, um so eine axiale Bewegung und eine Umfangsbewegung des äußeren Rohrs zu begrenzen, kann das Hubmodusumschaltmittel als Stoßdämpfermechanismus dienen. Daher besteht der Effekt, dass die Kollisionsgeräusche, welche beim Öffnen und Schließen des Ventils entstehen, effektiv beschränkt werden können.

Da außerdem der Vorsprung als Stift mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt ausgestaltet ist, und da die Ausnehmung eine Nut ist mit einer Gestalt, welche mit dem Stift in Eingriff geraten kann, kann der Eingriff zwischen der Ausnehmung und dem Vorsprung sicher hergestellt werden. Daher besteht ein Effekt, dass die Verlässlichkeit beim Betrieb und die Standzeit der Teile verbessert werden kann.

Da außerdem die Ausnehmung eine im Wesentlichen bogenförmige Gestalt hat, welche die Bewegung des inneren oder des äußeren Rohrs mit dem Vorsprung schrittweise von dem axialen Gleiten in die Umfangsrotation umwandeln kann, kann der axiale Stoß beim Öffnen und Schließen des Ventils in Umfangsrichtung abgeleitet werden, mit dem Ergebnis, dass die Kollisionsgeräusche effektiv beschränkt werden können.

Da außerdem die Ausnehmung in dem Hubmodusumschaltmittel eine bogenartige Nut mit sekundärer Krümmung ist, und da sie so ausgestaltet ist, dass, wenn das Einlass- oder das Auslassventil in einer Richtung des Reduzierens der Menge der Auslenkung des Ventils arbeitet, je näher der Betrag der Auslenkung des Ventils an einer Position der maximalen Absenkung ist, desto schneller der Anstieg eines Betrags der Auslenkung in Umfangsrichtung des Inneren Rohrs relativ zu dem äußeren Rohr ist, können die axialen Stöße beim Öffnen und Schließen des Ventils in Umfangsrichtung abgeleitet werden, mit dem Ergebnis, dass die Kollisionsgeräusche effektiv begrenzt werden können.

Da außerdem das äußere Rohr durch Zwangsmittel gezwungen wird, das innere Rohr in Richtung des Anstiegs des Betrags der Auslenkung des Einlass- oder des Auslassventils zu zwingen, kann im Niederhubmodus nur das Stößelgehäuse axial bewegt werden durch willkürliches Setzen der Zwangskraft. Die Kollisionsgeräusche zwischen dem Stößel und der Ventilstange können so begrenzt werden.

Da außerdem das äußere Rohr durch Zwangsmittel gezwungen wird, um den Zylinder in einer Richtung des Anstiegs des Betrags der Auslenkung des Einlass- oder des Auslassventils zu zwingen, kann im Niederhubmodus nur das Stößelgehäuse axial bewegt werden durch willkürliches Setzen der Zwangskraft. So können die Kollisionsgeräusche zwischen dem Stößel und der Ventilstange beschränkt werden.

Da außerdem das Zwangsmittel zwischen einem Kopfbereich des äußeren Rohrs und einem Kopfbereich des inneren Rohrs vorgesehen ist, besteht ein Effekt, dass die VVL-Vorrichtung in der Größe minimiert werden kann.

Da außerdem eine Zwangskraft des Zwangsmittels zu einem Zeitpunkt, wenn der Betrag der Auslenkung des Einlass- oder des Auslassventils minimal wird relativ zu dem Betrag der Auslenkung des Kontaktbereichs des Stößelgehäuses, so gesetzt wird, dass sie größer ist als eine Zwangskraft einer Ventilfeder zum Schließen des anderen Ventils, können die Stöße zwischen dem Ventil und dem Ventilsitz durch die Zwangskraft des Zwangsmittels weicher gemacht werden, direkt bevor das Ventil geschlossen wird, wobei die Kollisionsgeräusche beschränkt werden.

Da außerdem das Hubmodusumschaltmittel als Element ausgestaltet ist, welches innerhalb des Stößelgehäuses vorgesehen ist und welches getrennt von dem Stößelgehäuse vorgesehen ist, kann die VVL-Vorrichtung in der Größe minimiert werden.

Da außerdem das Begrenzungsmittel mechanisch das äußere mit dem inneren Rohr in Eingriff bringt, wenn unter Betriebsbedingungen von oberhalb einer mittleren Geschwindigkeit und/oder oberhalb einer mittleren Last der Verbrennungskraftmaschine der Betrag der Auslenkung des Einlass- oder des Auslassventils gleich dem Betrag der Auslenkung des Nockenkontaktbereichs des Stößelgehäuses ist und wenn ein Zustand davon aufrechterhalten wird, besteht ein Effekt, dass das Umschalten auf die Stößellänge, welche für den Hochhubmodus geeignet ist, schnell durchgeführt werden kann.

Da außerdem das Begrenzungsmittel einen Ölkanal hat, der so ausgestaltet und angeordnet ist, dass das äußere Rohr und das innere Rohr des Hubmodusumschaltmittels beschränkt werden durch eine Zuführung von Hydraulikdruck und dass die Begrenzung gelöst wird durch Absenken des Hydraulikdrucks oder durch Anhalten der Zuführung des Hydraulikdrucks, werden das äußere und das innere Rohr beschränkt durch Verwenden des hohen hydraulischen Drucks unter Betriebsbedingungen von oberhalb der mittleren Geschwindigkeit und/oder oberhalb der mittleren Belastung der Maschine, wodurch auf den Hochhubmodus umgeschaltet wird. Andererseits wird die oben beschriebene Begrenzung gelöst durch den niedrigen hydraulischen Druck unter Betriebsbedingungen von unterhalb der mittleren Geschwindigkeit und/oder unterhalb der mittleren Belastung der Maschine, wodurch auf den Niederhubmodus umgeschaltet wird.

Da die Vorrichtung außerdem weiter mechanische Zwangsmittel zum Zwingen in einer Richtung des Lösens der Beschränkung des Hubmodusumschaltmittels aufweist, besteht der Effekt, dass das Umschalten auf die axiale Stößellänge, welche für den Niederhubmodus geeignet ist, schnell durchgeführt werden kann.

Da außerdem das äußere Rohr des Hubmodusumschaltmittels eine Verbindungsöffnung hat, welche einen Raum zwischen dem äußeren Rohr und dem inneren Rohr mit einer Atmosphäre verbindet, kann der Rückdruck sicher freigegeben werden mit dem Ergebnis, dass die Verlässlichkeit im Betrieb verbessert werden kann.

Da außerdem das Stößelgehäuse innerhalb einer Aufnahmeöffnung neben der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist, um axial gleitbar und in Umfangsrichtung drehbar zu sein, kann verhindert werden, dass das Stößelgehäuse befestigt oder verstopft wird. Es besteht der Effekt, dass die Verlässlichkeit im Betrieb und die Standzeit der Teile verbessert werden. Da außerdem keine Richtung besteht, in welcher die Teile zusammengefügt werden können, kann die Montagearbeit vereinfacht werden.

Es ist deutlich geworden, dass die oben beschriebene Vorrichtung zum Einstellen eines Ventilhubs alle oben genannten Aufgaben löst und außerdem den Vorteil der weiten kommerziellen Anwendung hat. Es ist selbstverständlich, dass die hier beschriebene spezifische Ausgestaltung der Erfindung nur beispielhaft ist, da bestimmte Modifikationen innerhalb des Bereichs dieser Lehren für Fachleute offensichtlich sein werden.

Dementsprechend sollte Bezug auf die folgenden Ansprüche genommen werden, wenn der volle Bereich der Erfindung bestimmt wird.

Claims (19)

1. Vorrichtung zum Einstellen eines Ventilhubs mit:
einem Stößelgehäuse (51) mit einem Nockenkontaktbereich (51a), welcher in Kontakt mit einer Nocke gerät, welche an einer Nockenwelle vorgesehen ist, welche durch eine Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine in Drehung versetzt wird;
einem Hubmodusumschaltmittel (52, 53) zum selektiven Umschalten zwischen einem Hochhubmodus, in welchem ein Betrag der Auslenkung eines Einlassventils oder eines Auslassventils eines Zylinders entsprechend dem Stößelgehäuse (51) gleich einem Betrag der Auslenkung des Nockenkontaktbereichs (51a) des Stößelgehäuses (51) ist, und einem Niederhubmodus, in welchem der Betrag der Auslenkung des Einlassventils oder des Auslassventils sich relativ zu dem Betrag der Auslenkung des Nockenkontaktbereichs (51a) senkt;
Begrenzungsmitteln (58, 66) zum Halten des Hubmodusumschaltmittels (52, 53) auf dem Hochhubmodus; und
Zwangsmitteln (54, 70) zum Zwingen in eine Richtung, in welcher der Betrag der Auslenkung des Ventils durch das Hubmodusumschaltmittel (52, 53) in dem Niederhubmodus ansteigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Nocke zum Kontaktieren des Nockenkontaktbereichs (51a) des Stößelgehäuses (51) ein Nockenprofil für eine Hochhubnocke hat, welches geeignet ist für Betriebsbedingungen von oberhalb einer mittleren Geschwindigkeit und/oder oberhalb einer mittleren Belastung der Verbrennungskraftmaschine.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Hubmodusumschaltmittel (52, 53) so gesetzt ist, dass unter Betriebsbedingungen von unterhalb einer mittleren Geschwindigkeit und/oder unterhalb einer mittleren Last der Verbrennungskraftmaschine der Betrag der Auslenkung des Einlassventils oder des Auslassventils sich relativ zu einem Betrag der axialen Auslenkung des Nockenkontaktbereichs (51a) des Stößelgehäuses (51) absenkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Hubmodusumschaltmittel (52, 53) Folgendes aufweist:
ein äußeres Rohr (52), welches innerhalb des Stößelgehäuses (51) angeordnet ist; und
ein inneres Rohr (53), welches innerhalb des äußeren Rohrs (52) so angeordnet ist, dass es in Kontakt mit einer Ventilstange (35) des Einlassventils oder des Auslassventils gerät.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das innere Rohr (53) in axialer Richtung des äußeren Rohrs (52) relativ gleitbar ist und relativ drehbar in Umfangsrichtung des äußeren Rohrs (52).

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das innere Rohr (53) entweder einen Vorsprung (68) oder eine Ausnehmung (60) an seiner Außenfläche hat, und wobei das äußere Rohr (52) das jeweils andere Element (68, 69) aufweist, welches in Kontakt mit dem Vorsprung (68) bzw. der Ausnehmung (60) gerät, um so eine axiale Bewegung und eine Bewegung in Umfangsrichtung des äußeren Rohrs (52) zu begrenzen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Vorsprung (68) ein Stift ist mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, und wobei die Ausnehmung (60) eine Nut mit einer Gestalt ist, die mit dem Stift in Eingriff bringbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Ausnehmung (60) eine im Wesentlichen bogenartige Gestalt hat, welche die Bewegung des inneren Rohrs (53) oder des äußeren Rohrs (52) mit dem Vorsprung (68) schrittweise von dem axialen Gleiten zu dem Rotieren in Umfangsrichtung umwandeln kann.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Ausnehmung (60) in dem Hubmodusumschaltmittel (52, 53) eine bogenartige Nut mit sekundärer Krümmung ist, die so ausgestaltet und angeordnet ist, dass, wenn das Einlassventil oder das Auslassventil in einer Richtung des Reduzierens des Betrags der Auslenkung des Ventils arbeitet, je näher der Betrag der Auslenkung des Ventils an einer Position der maximalen Absenkung ist, desto schneller ein Anstieg in einem Betrag der relativen Auslenkung in Umfangsrichtung des inneren Rohrs (53) relativ zu dem äußeren Rohr (52) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das äußere Rohr (52) durch Zwangsmittel (54) gezwungen wird, das innere Rohr (53) in einer Richtung des Anstiegs des Betrags der Auslenkung des Einlassventils oder des Auslassventils zu zwingen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das äußere Rohr (52) durch Zwangsmittel (36) gezwungen wird, den Zylinder in einer Richtung des Anstiegsbetrags der Auslenkung des Einlassventils oder des Auslassventils zu zwingen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Zwangsmittel (36) zwischen einem Kopfbereich des äußeren Rohrs (52) und einem Kopfbereich des inneren Rohrs (53) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei eine Zwangskraft des Zwangsmittels (54, 70) an einem Zeitpunkt, wenn der Betrag der Auslenkung des Einlassventils oder des Auslassventils minimal relativ zu dem Betrag der Auslenkung des Kontaktbereichs (51a) des Stößelgehäuses (51) ist, so gesetzt wird, dass sie größer wird als eine Zwangskraft einer Ventilfeder (36) zum Schließen des anderen Ventils.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, wobei das Hubmodusumschaltmittel (52, 53) durch ein Element gebildet wird, welches innerhalb des Stößelgehäuses (51) vorgesehen ist und getrennt von dem Stößelgehäuse (51).

15. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Begrenzungsmittel (58, 66) mechanisch das äußere Rohr (52) mit dem inneren Rohr (53) in Eingriff bringen, wenn unter Betriebsbedingungen von oberhalb einer mittleren Geschwindigkeit und/oder oberhalb einer mittleren Last der Verbrennungskraftmaschine der Betrag der Auslenkung des Einlassventils oder des Auslassventils gleich dem Betrag der Auslenkung des Nockenkontaktbereichs (51a) des Stößelgehäuses (51) ist und wenn dieser Zustand aufrechterhalten wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Begrenzungsmittel (58, 66) einen Ölkanal (71) aufweisen, der so aufgebaut und angeordnet ist, dass das äußere Rohr (52) und das innere Rohr (53) des Hubmodusumschaltmittels (52, 53) begrenzt werden durch eine Zuführung von Hydraulikdruck und dass die Begrenzung gelöst wird durch Absenken des Hydraulikdrucks oder durch Anhalten der Zuführung des Hydraulikdrucks.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, weiter mit mechanischen Zwangsmitteln (67) zum Zwingen in einer Richtung des Lösens der Begrenzung des Hubmodusumschaltmittels (58, 66).

18. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das äußere Rohr (52) des Hubmodusumschaltmittels (52, 53) eine Verbindungsöffnung (56) aufweist, welche einen Raum zwischen dem äußeren Rohr (52) und dem inneren Rohr (53) mit einer Atmosphäre verbindet.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Stößelgehäuse (51) innerhalb einer aufnehmenden Öffnung neben der Verbrennungskraftmaschine beinhaltet ist, um axial gleitbar und in Umfangsrichtung drehbar zu sein.