DE102004045144B4

DE102004045144B4 - Ventiltrieb mit Zylinderabschaltmechanismus eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102004045144B4
Application number: DE102004045144.3A
Authority: DE
Inventors: Norio Takayasu; Toshihiko Oka; Tetsushi Nagira; Satoshi Ando; Shinichi Murata; Masanori Tokuhisa
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2014-07-17
Anticipated expiration: 2024-09-18
Also published as: US20050092271A1; KR20050028820A; CN1598253A; DE102004045144A1; US7007646B2; KR100642712B1; CN1327115C

Abstract

Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus eines Verbrennungsmotors, welcher aufweist: einen ersten Kipphebelarm (11) mit einem Kopfende, das mit einem Einlaßventil oder einem Auslaßventil verbunden ist, und der schwenkbar auf einer ersten Kipphebelwelle (3) gelagert ist; einen auf der einen Seite des ersten Kipphebelarms angeordneten zweiten Kipphebelarm (32), der schwenkbar auf der ersten Kipphebelwelle gelagert und von einem in einer Nockenwelle (2) ausgebildeten ersten Nocken (6) angetrieben wird; einen auf der anderen Seite des ersten Kipphebelarms angeordneten dritten Kipphebelarm (38), der schwenkbar auf der ersten Kipphebelwelle gelagert ist und von einem zweiten Nocken (9), der in der Nockenwelle ausgebildet ist und eine von dem ersten Nocken unterschiedliche Nockenform besitzt, angetrieben wird; einen ersten Umschaltmechanismus (M1) zum Umschalten zwischen Verbindung und Trennung des ersten Kipphebelarms in Bezug auf den zweiten oder dritten Kipphebelarm; und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Umschaltung des ersten und eines zweiten Umschaltmechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Umschaltmechanismus einen ersten Kolben (16a, 16b), der verschiebbar in einem in dem ersten Kipphebelarm ausgebildeten ersten Zylinder (16) eingesetzt ist, einen zweiten Kolben (25), der verschiebbar in einem in dem ersten Kipphebelarm ausgebildeten zweiten Zylinder (17a) eingesetzt ist, einen ersten Eingriffsvorsprung (36), der sich aus dem zweiten Kipphebelarm erstreckt und für einen Eingriff mit dem ersten Kolben ausgebildet ist, und einen zweiten Eingriffsvorsprung (41), der sich aus dem dritten Kipphebelarm erstreckt und für einen Eingriff mit dem zweiten Kolben ausgebildet ist, aufweist; und ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors (hierin nachstehend als Motor bezeichnet).
Um von einem Betriebsbereich abhängige optimale Motorleistungsabgabeeigenschaften zu realisieren, wurden eine Vielzahl von Motoren vorgeschlagen, welche die Umschaltung der Ventilöffnungsdauer und des Hubbetrags von Einlaß- und Auslaßventilen usw. (siehe beispielsweise die Ungeprüften Japanische Patentveröffentlichungen Nr. 2001-41017 und 2002-227624 ) durchführen.
In dem in der Veröffentlichung JP 2001-41017 offenbarten Motor wird ein von einer Kipphebelwelle gelagerter angetriebener Kipphebelarm durch eine erste Nocke geschwenkt bzw. hin- und herbewegt, um ein Einlaßventil zum Öffnen und Schließen anzutreiben, und ein benachbart zu dem angetriebenen Kipphebelarm angeordneter und von der Kipphebelwelle gelagert Antriebskipphebelarm wird durch eine zweite Nocke geschwenkt bzw. hin- und herbewegt. Ein Kolben ist in einem in den angetriebenen Kipphebelarm ausgebildeten Zylinder so eingesetzt, daß er durch Hydraulikdruck verschiebbar ist, während in dem Antriebskipphebelarm ein Eingriffsvorsprung, welcher an dem Kolben zusammen mit der Schwenkbewegung in Eingriff stehen kann, ausgebildet ist.
In einem Niedrigdrehzahlbereich des Motors wird beispielsweise der Kolben des angetriebenen Kipphebelarms in seine untere Position umgeschaltet, um zu bewirken, daß der Eingriffsvorsprung des Antriebskipphebelarms auf Luft schlägt, um dadurch das Einlaßventil entlang der Form der ersten Nocke unter Verwendung des angetriebenen Kipphebelarms zu öffnen und zu schließen. In einem Hochdrehzahlbereich des Motors wird andererseits der Kolben des angetriebenen Kipphebelarms in seine obere Position umgeschaltet, um von dem Eingriffsvorsprung des Antriebskipphebelarms gedrückt zu werden, um den angetriebenen Kipphebelarm mit dem Antriebskipphebelarm zu schwenken, um dadurch das Einlaßventil entlang der Form der zweiten Nocke zu öffnen und zu schließen.
In dem in der Veröffentlichung Nr. 2002-227624 offenbarten Motor werden ein einer Niedrigdrehzahlnocke entsprechender erster Kipphebelarm, ein einer Hochdrehzahlnocke entsprechender zweiter Kipphebelarm und ein einer Abschaltnocke entsprechender dritter Kipphebelarm auf einer Einlaßseitenkipphebelwelle gelagert und ein Paar von Einlaßventilen wird so angetrieben, daß sie sich mit den ersten und dritten Kipphebelarmen öffnen oder schließen. Es ist ein Umschaltstift in jedem Kipphebelarm vorgesehen, der durch einen Hydraulikdruck in der axialen Richtung der Kipphebelwelle verschiebbar ist. Die Kipphebelarme werden miteinander oder voneinander, abhängig von der Verschiebeposition des Umschaltstiftes verbunden oder getrennt.
In dem Niedrigumdrehungsbereich des Motors werden die Verbindungen der Kipphebelarme beispielsweise durch die Schaltstifte gelöst. Eines von den Einlaßventilen wird zum Öffnen oder Schließen entlang der Niedrigdrehzahlnocke über den ersten Kipphebelarm angetrieben, und das andere Einlaßventil wird praktisch durch die Abschaltnocke über den dritten Kipphebelarm geschlossen gehalten. In dem Hochumdrehungsbereich des Motors werden die Kipphebelarme durch die Schaltstifte verbunden und alle Kipphebelarme werden in einem Stück durch die Hochdrehzahlnocke geschwenkt, um sowohl die Einlaßventile zum Öffnen oder Schließen entlang der Hochdrehzahlnocke anzutreiben.
Wie es vorstehend beschrieben wurde, wird in dem in der Veröffentlichung Nr. 2001-41017 offenbarten Motor die Umschaltung in zwei Betriebszuständen ausgeführt, wobei in jeden von diesem das Einlaßventil zum Öffnen oder Schließen mittels einer entsprechenden von den ersten und zweiten Nocken angetrieben wird. In dem in der Veröffentlichung Nr. 2002-227624 offenbarten Motor wird die Umschaltung in zwei Betriebszustände durchgeführt, wovon in einem die Einlaßventile zum Öffnen oder Schließen durch die Niedrigdrehzahlnocke und die Abschaltnocke und in dem anderen davon die Einlaßventile zum Öffnen oder Schließen durch die Hochdrehzahlnocke angetrieben werden. Es war gewünscht, eine Zylinderabschaltfunktion zum Abschalten bestimmter Zylinder zusätzlich zu den vorstehend geschilderten Funktionen bereitzustellen.
Um die Zylinderabschaltfunktion hinzuzufügen, ist es jedoch erforderlich, einen Mechanismus zum Stoppen der Schwenkbewegung der mit dem Einlaßventilen verbundenen Kipphebelarme, (nämlich den angetriebenen Kipphebelarm in der Veröffentlichung Nr. 2001-41017 und den ersten und dritten Kipphebelarme in der Veröffentlichung Nr. 2002-227624) hinzuzufügen. Dieses erzeugt ein Problem, das mit den in den Veröffentlichungen Nr. 2001-41017 und 2002-227624 offenbarten Technologien der gesamte Ventiltrieb in den Abmessungen vergrößert würde, da dessen Konfiguration kompliziert wird.
Ein Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus erfordert, daß Einlaß- und Auslaßventile abzuschaltender Zylinder geschlossen gehalten werden. Beispielsweise ist für einen SOHC-Motor, in welchem Einlaß- und Auslaßventile zum Öffnen und Schließen nur durch eine einzige Nockenwelle angetrieben werden, eine runde Abschaltnocke auf der Nockenwelle vorgesehen, und die Einlaß- und Auslaßkipphebelarme werden mit der Abschaltnocke in Kontakt gebracht, wenn die Zylinder nicht arbeiten, um dadurch die Einlaß- und Auslaßventile geschlossen zu halten. In einem solchen Motor ist es erforderlich, so viele Abschaltnocken auszubilden, wie Kipphebelarme auf der Nockenwelle vorhanden sind. Dieses bewirkt jedoch Probleme, daß die Nockenwelle in ihrer Gesamtlänge lang sein muss, daß die Mannstunden für die Bearbeitung der Nockenwelle erhöht werden, usw. Daher wurden Gegenmaßnahmen gegen diese Probleme vorgeschlagen, (siehe Ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2002-201921 (2)).
Die Veröffentlichung Nr. 2002-201921 offenbart einen Motor, in welcher einlaßseitige und auslaßseitige Kipphebelwellen jeweils ein Paar von Antriebskipphebelarmen lagern, welche einem Paar von Einlaß- und Auslaßventilen entsprechen. Gemäß der Gleitbewegung von Schaltstiften sind die Antriebskipphebelarme mit ihren entsprechenden freien Kipphebelarmen verbunden oder davon getrennt, welche jeweils durch eine Einlaßnocke, reale Abschaltnocke, und eine Auslaßnocke auf einer Nockenwelle geschwenkt werden, um beliebig die Einlaß- und Auslaßventile zu öffnen und zu schließen. Die einlaßseitigen und auslaßseitigen Antriebskipphebelarme sind so angeordnet, daß die einlaßseitigen Antriebskipphebelarme im wesentlichen ihren entsprechenden auslaßseitigen Antriebskipphebelarmen in der axialen Richtung der Kipphebelwelle entsprechen, und ein Paar von Abschaltnocken ist auf der Nockenwelle so angeordnet, daß sie zwischen den entsprechenden Einlaß- und Auslaßantriebskipphebelarmen angeordnet sind. Zum Zeitpunkt der Zylinderabschaltung werden die entsprechenden Einlaß- und Auslaß-Antriebskipphebelarme mit der gemeinsamen Abschaltnocke in Kontakt gebracht, um dadurch die Einlaß- und Auslaßventile geschlossen zu halten.
In einem in der Ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2002-201921 offenbarten Motor, sind die Abschaltnocken in der Anzahl auf die Hälfte reduziert, indem eine gemeinsame Abschaltnocke für die Einlaß- und Auslaßkipphebelarme vorgesehen ist. Andererseits ist jedoch ein Paar von Abschaltnocken pro Zylinder aufgrund der Randbedingungen einer Gestaltung eines Zylinderabschaltmechanismus unverzichtbar.
Insbesondere ist gemäß Darstellung in 2 der Veröffentlichung ein von einer Einlaßnocke geschwenkter freier Kipphebelarm zwischen einem Paar von einlaßseitigen Antriebskipphebelarmen angeordnet, und ein weiterer von einer Auslaßnocke geschwenkter freier Kipphebelarm, ist zwischen einem paar von auslaßseitigen Antriebskipphebelarmen angeordnet. Eine derartige Gestaltung macht es unmöglich, ein Paar von Abschaltnocken durch nur eine einzige Abschaltnocke zu ersetzen, das heißt, alle Einlaß- und Auslaßantriebskipphebelarme in Kontakt mit der nur einen Abschaltnocke zu bringen, da die freien Kipphebelarme und die Einlaß- und Auslaßnocken eine Hindernis bewirken.
Demzufolge erfordert der in der Veröffentlichung offenbarte Motor, daß ein Paar von Abschaltnocken auf der Nockenwelle pro Zylinder ausgebildet wird, was von einem vollständigen Erreichen einer Reduzierung der Gesamtlänge der Nockenwelle und einer Reduzierung der Mannstunden der Bearbeitung der Nockenwelle abhält.
Die EP-A-0276533 betrifft einen Ventilsteuerungsmechanismus für einen Verbrennungsmotor mit einem Niedrigdrehzahlbereich, einem Mitteldrehzahlbereich und einem Hochdrehzahlbereich. In den Drehzahlbereichen werden verschiedene Schlepphebel durch Kolben miteinander verbunden.
Die EP-A-0703351 betrifft einen Ventilsteuerungsmechanismus mit einem Zylinderabschaltmodus für beide Ventile eines Paars von Einlaßventilen eines Zylinders eines Verbrennungsmotors, wobei die beiden Ventile unabhängig voneinander betätigt werden können.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Ventiltriebs mit einem Zylinderabschaltmechanismus eines Verbrennungsmotors, dessen gesamter Ventiltriebmechanismus verkleinert ist, indem die Konfiguration des Ventiltriebs einschließlich des Zylinderabschaltmechanismus effizient angeordnet ist. Diese Aufgabe kann durch die in den Ansprüchen definierten Merkmale gelöst werden.
Insbesondere wird zum Lösen der Aufgabe gemäß dieser Erfindung ein Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, welcher die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Mit dieser Anordnung werden die ersten und zweiten Kolben jeweils zwischen der Eingriffsposition und der Nicht-Eingriffsposition mittels des ersten Umschaltmechanismus umgeschaltet, wodurch die Verbindung und Trennung des ersten Kipphebelarmes in Bezug auf den zweiten oder dritten Kipphebelarm umgeschaltet wird. Wenn er mit dem zweiten Kipphebelarm verbunden ist, treibt der erste Kipphebelarm eines von den Einlaß- und Auslaßventilen zum Öffnen oder Schließen entlang der ersten Nocke an. Wenn er mit dem dritten Kipphebelarm verbunden ist, treibt der erste Kipphebelarm entweder eines von den Einlaß- und Auslaßventilen zum Öffnen oder Schließen entlang der zweiten Nocke an. Wenn er von dem zweiten und dritten Kipphebelarmen getrennt ist, hält der erste Kipphebelarm eines von den Einlaß- und Auslaßventilen geschlossen. Mit dieser Umschaltung wird der Betriebszustand des Motors verändert.
Bei der Anordnung, in welcher die zweiten und dritten Kipphebelarme auf den beiden Seiten des ersten Kipphebelarmes angeordnet sind, und die ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge, welche sich aus den zweiten und dritten Kipphebelarmen erstrecken, so angepaßt sind, daß sie an den ersten und zweiten Kolben angreifen, welche nebeneinander auf den ersten Kipphebelarm vorgesehen sind, werden den ersten Kolben, den zweiten Kolben und die zweiten und dritten Kipphebelarme umfassende Elemente effizient um den ersten Kipphebelarm herum angeordnet, so daß sie sich an einer Stelle sammeln. Daher ist es gemäß dieser Erfindung möglich, eine Verkleinerung des gesamten Ventiltriebmechanismus durch effizientes Anordnen der Konfiguration des den Zylinderabschaltmechanismus aufweisenden Ventiltriebs zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der hierin nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen verständlich, welche nur im Rahmen einer Veranschaulichung gegeben werden und somit die vorliegende Erfindung nicht einschränken. In den Zeichnungen sind:
1 eine Draufsicht, die einen Zylinderkopf eines Motors mit einem Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung darstellt;
2 eine vergrößerte Teildraufsicht, die Details des Ventiltriebs für nur einen Zylinder darstellt;
3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 2, die einen Arbeitszustand einer Niedrigdrehzahlnocke und einer Auslaßnocke darstellt;
4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 2, die einen Abschaltzustand der Niedrigdrehzahlnocke und der Auslaßnocke darstellt;
5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B von 2, die einen Abschaltzustand einer Hochdrehzahlnocke darstellt;
6 eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B von 2, die einen Arbeitszustand der Hochdrehzahlnocke darstellt;
7 eine vergrößerte Teildraufsicht, welche die Positionsbeziehung von Antriebskipphebelarmen und angetriebenen Kipphebelarmen in Bezug auf die Nocken darstellt; und
8 eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C von 7.
Ein Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus eines Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
Der Motor gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist als ein V-Sechszylinder-Benzinmotor mit vier Ventilen pro Zylinder aufgebaut, und ist dafür ausgelegt, daß er in einen Hochdrehzahlmodus zum Realisieren einer besonders hohen Motorleistung, in einen Niedrigdrehzahlmodus zum Arbeiten bei normaler Motorleistung, und in einen Zylinderabschaltmodus, zum Abschalten von in einer von zwei Bänken angeordneten Zylindern umgeschaltet werden kann. Daher besitzen Ventiltriebe beider Bänke jeweils einen Umschaltmechanismus zum Umschalten des Niedrigdrehzahlmodus und des Hochdrehzahlmodus, und eine von den Bänken ist mit einem Zylinderabschaltmechanismus ausgestattet. Zuerst erfolgt eine Erläuterung bezüglich einer Konfiguration der Bank mit dem Zylinderabschaltmechanismus (hierin nachstehend als eine Abschaltungs-Zylinderbank bezeichnet und der gegenüberliegenden als einer Nicht-Abschaltungs-Zylinderbank).
ABSCHALTUNGS-ZYLINDERBANK
1 bis 8 stellen einen Zylinderkopf der Abschaltungs-Zylinderbank dar. Es wird hier angenommen, daß die obere und untere Richtung in 1 die Längsrichtung des Motors repräsentiert, die rechte Seite des Zylinderkopfes eine Einlaßseite ist, und die linke Seite eine Auslaßseite ist. Ein Zylinderkopf der Nicht-Abschaltungs-Zylinderbank ist rechts von dem Zylinderkopf der Abschaltungs-Zylinderbank angeordnet.
Gemäß Darstellung in den 2, 3 und 7 ist eine Nockenwelle 2 des Ventiltriebs im Wesentlichen in der Mitte des Zylinderkopfes 1 so angeordnet, daß sie sich in einer Längsrichtung erstreckt. Die Nockenwelle 2 weist von entsprechenden, nicht dargestellten, Zylinderkopflagern gelagerte Lagerzapfenabschnitte 2a auf, um durch eine Kurbelwelle für eine synchrone Drehung angetrieben zu werden. Eine Einlaßkipphebelwelle 3 (erste Kipphebelwelle) ist auf der oberen rechten Seite der Nockenwelle 2, und eine Auslaßkipphebelwelle 4 (zweite Kipphebelwelle) ist auf der linken Seite der Nockenwelle 2 angeordnet. Die Kipphebelwellen 3 und 4 sind geeignet an dem Zylinderkopf 1 mit Schrauben 5 parallel zu der Nockenwelle 2 fest angebracht.
Zylinder sind in einer Reihe entlang der Nockenwelle 2 in der Längsrichtung angeordnet. Der Ventiltrieb für einen der Zylinder wird nachstehend beschrieben, und es sei angemerkt, daß die Ventiltriebe für die anderen Zylinder eine identische Konfiguration besitzen. Gemäß Darstellung in 7 befinden sich, zwischen zwei benachbarten Lagerzapfenabschnitten 2a der Nockenwelle 2 ausgebildet, Nocken für einen Zylinder, welche eine Niedrigdrehzahlseiten-Einlaßnocke 6 (erste Nocke und hierin nachstehend als Niedrigdrehzahlnocke abgekürzt), eine Auslaßnocke 7 (dritte Nocke), eine Abschaltnocke 8 und eine Hochdrehzahlseiten-Einlaßnocke 9 (zweite Nocke und hierin nachstehend als Hochdrehzahlnocke abgekürzt) in der genannten Reihenfolge von der Vorderseite aus angeordnet, umfassen. Konfigurationen von Einlaßseiten- und Auslaßseiten-Ventiltriebe, die von den Nocken 6 bis 9 angetrieben werden und Konfigurationen von Ölpfaden zum Umschalten der Ventiltriebe werden nachstehend in gegebener Reihenfolge beschrieben.
EINLAßSEITEN-VENTILTRIEB
Gemäß Darstellung in den 2 und 3 ist die Einlaßkipphebelwelle 3 in eine Lagerungsbohrung 12a eingeführt, die in einem Nabenabschnitt 12 des angetriebenen Einlaßkipphebelarms 11 (erster Kipphebelarm) ausgebildet ist, und der gesamte angetriebene Einlaßkipphebelarm 11 kann um die Einlaßkipphebelwelle 3 herum geschwenkt bzw. hin- und herbewegt bzw. oszilliert werden. Zwei ventilseitige Armabschnitte 13, welche in eine zweizinkige Form ausgebildet sind, erstrecken sich von dem Nabenabschnitt 12 aus in einer Richtung nach rechts. An einem Kopfende jedes ventilseitigen Armabschnittes 13 ist eine Einstellschraube 14 für eine Ventilspieleinstellung vorgesehen, welche einem nicht dargestellten Einlaßventil entspricht, das auf dem Zylinderkopf 1 angeordnet ist.
Gemäß 7 und 8 erstreckt sich ein nockenseitiger Armabschnitt 15 (erster Kontaktabschnitt) aus dem Nabenabschnitt 12 in einer linken Richtung, und ein Gleitkontaktabschnitt 15a, der in dem Kopfende des nockenseitigen Armabschnittes 15 ausgebildet ist, steht mit der Abschaltnocke 8 in Kontakt. Wenn der angetriebene Einlaßkipphebelarm 11 im Uhrzeigersinn geschwenkt wird, während der Gleitkontaktabschnitt 15a des nockenseitigen Armabschnittes 15 mit der Abschaltnocke 8 in Kontakt steht, werden die Einlaßventile gegen Ventilfedern durch die Einstellschrauben 14 der ventilseitigen Armabschnitte 13 geöffnet. Hierin nachstehend ist eine Schwenkrichtung von Elementen, welche den Einlaßseiten-Ventiltrieb bilden, der den angetriebenen Einlaßkipphebelarm 11, einen nachstehend erwähnten Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32, einen nachstehend erwähnten Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 und dergleichen umfaßt, als eine Ventilöffnungsrichtung definiert, wenn die Schwenkrichtung im Uhrzeigersinn vorliegt, und als eine Ventilschließrichtung falls sie gegen den Uhrzeigersinn vorliegt.
Gemäß Darstellung in den 2, 3 und 5 sind auf dem Nabenabschnitt 12 des angetriebenen Einlaßkipphebelarms 11 ein zylindrischer Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnitt 16 und ein zylindrischer Hochdrehzahl-Zylinderabschnitt 17 integriert daran entlang ausgebildet. In dem Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnitt 16 ist ein unterer Zylinder 16a (eine Hälfte eines ersten Zylinders) mit einem kleinen Durchmesser und ein oberer Zylinder 16b (andere Hälfte des ersten Zylinders) mit einem großen Durchmesser ausgebildet, wovon jeder im Querschnitt eine runde Form besitzt. Der untere Zylinder 16a und der entsprechende obere Zylinder 16b sind in einer vertikalen Richtung zusammenhängend ausgebildet. Der untere Zylinder 16a besitzt ein unteres Ende, das in einer Innenumfangsoberfläche der Lagerbohrung 12a des Nabenabschnittes 12 offen ist, und der obere Zylinder 16b besitzt ein oberes Ende, das nach oben hin offen ist.
In dem unteren Zylinder 16a ist ein unterer Kolben 18a (ein zweiter Abschnitt eines ersten Kolbens) angeordnet. Der untere Kolben 18a kann in dem unteren Zylinder 16a in der vertikalen Richtung verschoben werden, während er an einer Drehung um die Achse des unteren Zylinders 16a durch einen nicht dargestellten Haltestift gehindert ist. In dem oberen Zylinder 16b ist ein oberer Kolben 18b (ein erster Abschnitt des ersten Kolbens) angeordnet, welcher ebenfalls in dem oberen Zylinder 16b in der vertikalen Richtung verschiebbar ist. Der obere Kolben 18b besteht aus einem Material mit höherer Festigkeit als ein Material, das für die Herstellung des unteren Kolbens 18a verwendet wird.
Eine Kappe 19 ist in die Öffnung des oberen Zylinders 16b eingepreßt und ist durch einen Sprengring 20 an einer Entfernung daraus gehindert. In dem oberen Zylinder 16b ist eine Druckfeder 21 zwischen der Kappe 19 und dem oberen Kolben 18b angeordnet. Gemäß Darstellung in 3 werden der untere Kolben 18a und der obere Kolben 18b durch die Druckfeder 21 zu jeder Zeit nach unten gerichtet vorgespannt und dadurch in entsprechenden unteren Positionen gehalten (Eingriffspositionen), welche eine untere Oberfläche des unteren Kolbens 18a in Kontakt mit einer Außenumfangsoberfläche der Einlaßkipphebelwelle 3 bringt. Gemäß Darstellung in 4 wird, wenn der untere Kolben 18a und der obere Kolben 18b nach oben aus den unteren Positionen in den Zylindern 16a und 16b gegen die Druckfeder 21 gleiten, ein oberer Abschnitt des oberen Kolbens 18b mit einem unteren Abschnitt der Kappe 19 in Kontakt gebracht. Demzufolge werden der untere Kolben 18a und der obere Kolben 18b in entsprechende obere Positionen (Nicht-Eingriffspositionen) umgeschaltet.
Ein Betätigungsfenster 22 ist in einer linken Oberfläche des Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnittes 16 ausgebildet, d. h., in einer Seite, welche der Nockenwelle 2 gegenüberliegt, und ein Auslauf 23 ist als eine Aussparung in einer linken Oberfläche des unteren Kolbens 18a ausgebildet. Wenn sich die Kolben 18a und 18b in den in 4 dargestellten oberen Positionen befinden, ist der Auslauf 23 des unteren Kolbens 18a nach links durch das Betätigungsfenster 22 hindurch aufgedeckt. In den in 3 dargestellten unteren Positionen ist eine Außenumfangsoberfläche des oberen Kolbens 18b nach links durch das Betätigungsfenster 22 hindurch aufgedeckt.
Gemäß 5 ist ein Zylinder 17a (zweiter Zylinder) mit einer runden Querschnittsform in dem Hochdrehzahl-Zylinderabschnitt 17 in der vertikalen Richtung ausgebildet. Der Zylinder 17a besitzt ein unteres Ende, das in der Innenumfangsoberfläche der Lagerbohrung 12a des Nabenabschnittes 12 offen ist und ein oberes Ende, das nach oben hin offen ist. In dem Zylinder 17a ist ein Kolben 25 (zweiter Kolben) eingesetzt. Der Kolben 25 kann in dem Zylinder 17a in der vertikalen Richtung verschoben werden, während er an einer Drehung um die Achse des Zylinders 17a durch einen nicht dargestellten Haltestift gehindert ist. Der Kolben 25 besteht aus demselben Material wie das für die Herstellung des oberen Kolbens 18b des Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnittes 16 verwendete, um dadurch eine äquivalente Steifigkeit sicherzustellen.
Wie es der Fall bei dem Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnitt 16 ist, ist eine Kappe 27 in eine Öffnung des Zylinders 17a mit einem Sprengring 26 eingesetzt, und eine Druckfeder 28 ist zwischen die Kappe 27 und den Kolben 25 eingefügt. Wie es in 5 dargestellt ist, wird der Kolben 25 konstant in der Abwärtsrichtung durch die Druckfeder 28 vorgespannt und in einer unteren Position (Nicht-Eingriffsposition) gehalten, welche dessen untere Oberfläche mit der Außenumfangsoberfläche der Einlaßkipphebelwelle 3 in Kontakt bringt. Gemäß 6 wird, wenn sich der Kolben 25 nach oben aus der unteren Position in dem Zylinder 17a gegen die Druckfeder 28 bewegt, ein oberer Abschnitt des oberen Kolbens 25 mit einem unteren Abschnitt der Kappe 27 in Kontakt gebracht, was den Kolben 25 in eine obere Positionen (Eingriffsposition) umgeschaltet.
Ein Betätigungsfenster 29 ist in einer linken Oberfläche des Hochdrehzahl-Zylinderabschnittes 17 ausgebildet und auch ein Auslauf 30 ist als eine Aussparung in einer linken Oberfläche des unteren Kolbens 25 ausgebildet. Wenn sich der Kolben 25 in der in 5 dargestellten unteren Position befindet, ist der Auslauf 30 des Kolbens 25 nach links durch das Betätigungsfenster 29 hindurch aufgedeckt. Wenn sich der Kolben 25 in der in 6 dargestellten oberen Position befindet, ist eine Außenumfangsoberfläche des Kolbens 25 durch das Betätigungsfenster 29 aufgedeckt. Die Druckfeder 28 des Hochdrehzahl-Zylinderabschnittes 17 besitzt einen kleineren Durchmesser, jedoch eine größere Länge als die Druckfeder 21 des Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnittes 16, um dadurch eine auf den Kolben 25 aufgebrachte vorgeschriebene Vorspannkraft sicherzustellen. Ferner ist die Druckfeder 28 in Bezug auf eine Achse des Hochdrehzahl-Zylinderabschnittes 17 versetzt und wird in einem Federloch 25a gehalten, das in dem Kolben 25 ausgebildet ist, um eine Biegung aufgrund von Kompression zu verhindern.
Gemäß Darstellung in den 2 und 3 ist ein Nabenabschnitt 33 des Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarms 32 (zweiter Kipphebelarm) vor dem angetriebenen Einlaßkipphebelarm 11 auf der Einlaßkipphebelwelle 3 angeordnet und drehbar auf der Einlaßkipphebelwelle 3 gelagert. Auf der rechten Seite des Nabenabschnittes 33 befindet sich ein Vorspannungsabschnitt 33a, der nach unten gerichtet vorragt. Der gesamte Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 ist in einer Ventilschließrichtung durch eine nicht dargestellte Vorspannfeder vorgespannt, welche mit dem Vorspannabschnitt 33a verbunden ist. Daher wird eine auf der linken Seite angeordnete Rolle 35 mit der Niedrigdrehzahlnocke 6 gemäß Darstellung in 7 in Kontakt gebracht.
Ein Betätigungsarmabschnitt 36 (erster Eingriffsvorsprung) erstreckt sich von einer Oberseitenposition der Rolle 35 des Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarms 32 in einer rückwärtigen Richtung entlang der Achse der Nockenwelle 2. Der Betätigungsarmabschnitt 36 besitzt ein Kopfende, das in eine L-Form zu dem angetriebenen Einlaßkipphebelarm 11 hin gebogen ist, der auf der rechten Seite davon angeordnet ist, so daß es dem Betätigungsfenster 22 des Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnittes 16 gegenüberliegt. Der Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 wird entlang der Form der Niedrigdrehzahlnocke 6 während der Drehung der Rolle 35 auf der Niedrigdrehzahlnocke 6, die sich in Drehung befindet, geschwenkt bzw. hin- und herbewegt. In einer Basiskreiszone (Zone, in welcher der Hubbetrag Null ist) der Niedrigdrehzahlnocke 6, wird der Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 in der Ventilschließrichtung geschwenkt, um das Kopfende des Betätigungsarmabschnittes 36 aus dem Betätigungsfenster 22 in der linken Richtung gemäß Darstellung durch eine durchgezogene Linie in 4 zu trennen. In einer Hubzone der Niedrigdrehzahlnocke 6 wird umgekehrt der Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 in eine Ventilöffnungsrichtung geschwenkt, um das Kopfende des Betätigungsarmabschnittes 36 in das Betätigungsfenster 22 gemäß Darstellung durch eine Doppelpunktkettenlinie in 4 einzuführen.
Es ist ein Nabenabschnitt 39 in dem Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 (dritter Kipphebelarm) angeordnet, wobei der Nabenabschnitt 39 hinter dem angetriebenen Einlaßkippelarm 11 auf der Einlaßkipphebelwelle 3 angeordnet und drehbar auf der Einlaßkipphebelwelle 3 gelagert ist. Wie in dem Falle mit dem Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 ist der Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 durch eine nicht dargestellte Vorspannfeder in der Ventilschließrichtung über einen Vorspannabschnitt 39a vorgespannt, um dadurch eine Rolle 40, welche auf der linken Seite vorgesehen ist, mit der Hochdrehzahlnocke 9 gemäß Darstellung in 7 in Kontakt zu bringen.
Ein Betätigungsarmabschnitt 41 (zweiter Eingriffsvorsprung) erstreckt sich von einer Oberseitenposition der Rolle 40 des Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarms 38 in einer Vorwärtsrichtung entlang der Achse der Nockenwelle 2. Der Betätigungsarmabschnitt 41 besitzt ein Kopfende, das in eine L-Form zu dem angetriebenen Einlaßkipphebelarm 11 hin gebogen ist, der auf der rechten Seite davon angeordnet ist, so daß es dem Betätigungsfenster 29 des Hochdrehzahl-Zylinderabschnittes 17 gegenüberliegt. Wie der Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 wird der Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 entlang der Form der Hochdrehzahlnocke 9 während der Drehung der Rolle 40 auf der Hochdrehzahlnocke 9, die sich in Drehung befindet, geschwenkt. In einer Basiskreiszone der Hochdrehzahlnocke 9, wird der Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 in der Ventilschließrichtung geschwenkt, um das Kopfende des Betätigungsarmabschnittes 41 aus dem Betätigungsfenster 29 in der linken Richtung gemäß Darstellung durch eine durchgezogene Linie in 5 zu trennen. In einer Hubzone der Hochdrehzahlnocke 9 wird umgekehrt der Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 in der Ventilöffnungsrichtung geschwenkt, um das Kopfende des Betätigungsarmabschnittes 41 in das Betätigungsfenster 29 gemäß Darstellung durch eine Doppelpunktkettenlinie in 5 einzuführen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein erster Umschaltmechanismus M1 durch die unteren und oberen Kolben 18a und 18b des Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnittes 16, den Kolben 25 des Hochdrehzahl-Zylinderabschnittes 17, den Betätigungsarmabschnitt 36 des Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarms 32 und den Betätigungsarmabschnitt 41 des Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarmes 38 gebildet.
AUSLAßSEITEN-VENTILTRIEB
Im Gegensatz zu dem einlaßseitigen Ventiltrieb enthält der auslaßseitige Ventiltrieb nicht den Hochdrehzahl-Zylinderabschnitt 17 des angetriebenen Einlaßkipphebelarmes 11 und des dazu entsprechenden Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarmes 38. Eine Konfiguration des auslaßseitigen Ventiltriebs wird nachstehend beschrieben.
Gemäß Darstellung in den 2 und 3 ist die Auslaßkipphebelwelle 4 in eine Lagerungsbohrung 44a eines Nabenabschnittes 44 (zweiten Lagerungsabschnittes) eines angetriebenen Auslaßkipphebelarmes 43 (vierter Kipphebelarm) eingesetzt. Der gesamte angetriebene Auslaßkipphebelarm 43 kann um die Auslaßkipphebelwelle 4 herum geschwenkt werden. Sich links aus dem Nabenabschnitt 44 erstreckend befinden sich zwei ventilseitige Armabschnitte 45, die in eine zweizinkige Form ausgebildet sind. Jeder ventilseitige Armabschnitt 45 besitzt ein Kopfende, welches mit einer Einstellschraube 46 versehen ist, die einem nicht dargestellten Auslaßventil entspricht, das auf dem Zylinderkopf 1 angebracht ist.
Gemäß 7 sind der Nabenabschnitt 12 des angetriebenen Einlaßkipphebelarmes 11 und der Nabenabschnitt 44 des angetriebenen Auslaßkipphebelarmes 43 auf der rechten bzw. linken Seite der Nockenwelle 2 angeordnet. Zusätzlich überlappen sich die Nabenabschnitte 12 und 44 teilweise in einer axialen Richtung auf der Nockenwelle 2. Gemäß Darstellung in den 7 und 8 erstreckt sich ein nockenseitiger Armabschnitt 47 (zweiter Kontaktabschnitt) aus dem Nabenabschnitt 44 in der Richtung nach rechts. In einem Kopfende des nockenseitigen Armabschnittes 47 befindet sich ein Gleitkontaktabschnitt 47a, welcher mit der Abschaltnocke 8 in Kontakt steht, während gleichzeitig eine Überschneidung mit dem Gleitkontaktabschnitt 15a des angetriebenen Einlaßkipphebelarmes 11 vermieden wird. Hierin sind der nockenseitige Arm 15 des angetriebenen Einlaßkipphebelarmes 11 und des nockenseitigen Arms 47 des angetriebenen Auslaßkipphebelarmes 43 nebeneinander auf der Abschaltnocke zur gegenseitigen Überlappung, wie in der Axialen Richtung der Nockenwelle 2 zu sehen, angeordnet.
In dem vorstehend beschriebenen Zustand werden, wenn der angetriebene Auslaßkipphebelarm 43 gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt wird, die Auslaßventile gegen die Ventilfedern über die Einstellschrauben 46 der ventilseitigen Armabschnitte 45 geöffnet. Hierin nachstehend ist eine Schwenkrichtung von Elementen, welche den Auslaßseiten-Ventiltrieb bilden, der den angetriebenen Auslaßkipphebelarm 43, einen nachstehend erwähnten Auslaßkipphebelarm 49 und dergleichen umfaßt, als eine Ventilöffnungsrichtung definiert, wenn die Schwenkrichtung im Gegenuhrzeigersinn vorliegt, und als eine Ventilschließrichtung falls sie im Uhrzeigersinn vorliegt.
Gemäß Darstellung in den 2 und 3 ist ein ringförmiger Zylinderabschnitt 48 integriert auf dem Nabenabschnitt 44 des angetriebenen Auslaßkipphebelarmes 43 ausgebildet. Der Zylinderabschnitt 48 besitzt eine zu dem Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnitt 16 des angetriebenen Einlaßkipphebelarms 11 symmetrische Konfiguration, wie es in 3 dargestellt ist.
Der Zylinderabschnitt 48 wird nachstehend grob mit denselben Bezugszeichen wie denjenigen für den Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnitt 16 beschrieben. Der untere Kolben 18a (ein zweiter Abschnitt eines dritten Kolbens) und der obere Kolben 18b (ein erster Abschnitt des dritten Kolbens) sind in den unteren Zylinder 16a (eine Hälfte eines dritten Zylinders) eingesetzt und in den oberen Zylinder 16b (eine weitere Hälfte des dritten Zylinders) des Zylinderabschnittes 48 jeweils verschiebbar in der vertikalen Richtung eingesetzt. Die Kolben 18a und 18b werden durch die Druckfeder 21 nach unten vorgespannt. Wenn sich die Kolben 18a und 18b in den unteren Positionen gemäß Darstellung in 3 befinden, wird die Unterseite des unteren Kolbens 18a mit der Außenumfangsoberfläche der Auslaßkipphebelwelle 4 in Kontakt gebracht, und gleichzeitig wird die Außenumfangsoberfläche des oberen Kolbens 18b von dem Betätigungsfenster 22 des Zylinderabschnittes 48 in der Richtung nach rechts aufgedeckt. Wenn sich die Kolben 18a und 18b in den oberen Positionen gemäß Darstellung in 4 befinden, wird der Auslauf 23 des unteren Kolbens 18a von dem Betätigungsfenster 22 in der Richtung nach rechts aufgedeckt.
Die den unteren Kolben 18a, den oberen Kolben 18b, die Kappe 19, die Druckfeder 21 und dergleichen enthaltenden Elemente werden gemeinsam für eine Unterbringung in dem auslaßseitigen Zylinderabschnitt 48 und dem einlaßseitigen Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnitt 16 verwendet.
Gemäß Darstellung in 2 und 3 ist der Auslaßantriebskipphebelarm 49 (fünfter Kipphebelarm) vor dem angetriebenen Auslaßkipphebelarm 43 auf der Auslaßkipphebelwelle 4 und schwenkbar auf der Auslaßkipphebelwelle 4 gelagert. Der Auslaßantriebskipphebelarm 49 weist eine zu dem einlaßseitigen Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 symmetrische Konfiguration auf.
Der Auslaßkipphebelarm 49 wird grob mit denselben Bezugszeichen wie denjenigen für den Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 beschrieben. Der Auslaßantriebskipphebelarm 49 wird durch eine nicht dargestellte Vorspannfeder in der Ventilschließrichtung über den Vorspannabschnitt 33a vorgespannt, um dadurch die Rolle 35, welche auf seiner rechten Seite vorgesehen ist, mit der Auslaßnocke 7 in Kontakt zu bringen. Sich von dem Auslaßantriebskipphebelarm 49 in der rückwärtigen Richtung erstreckend befindet sich der Betätigungsarmabschnitt 36. Der Betätigungsabschnitt 36 besitzt das Kopfende, das nach links gebogen ist, so daß es eine L-Form aufweist, so daß es dem Betätigungsfenster 22 des Zylinderabschnittes 48 des angetriebenen Auslaßkipphebelarmes 43 gegenüberliegt. Der Auslaßantriebskipphebelarm 49 wird entlang der Form der Auslaßnocke 7, während sich die Rolle 35 dreht, geschwenkt. In der Basiskreiszone der Auslaßnocke 7, wird der Auslaßantriebskipphebelarm 49 in die Ventilschließrichtung geschwenkt, um das Kopfende des Betätigungsarmabschnittes 36 von dem Betätigungsfenster 22 in der Richtung nach rechts wie es durch eine durchgezogene Linie in 4 dargestellt ist, zu trennen. In der Hubzone der Auslaßnocke 7 wird der Auslaßantriebskipphebelarm 49 in die Ventilöffnungsrichtung geschwenkt, um das Kopfende des Betätigungsarmabschnittes 36 in das Betätigungsfenster 22 einzuführen, wie es durch eine Doppelpunktkettenlinie in 4 dargestellt ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein zweiter Umschaltmechanismus M2 durch die unteren und oberen Kolben 18a und 18b des Zylinderabschnittes 48 und den Betätigungsarmabschnitt 36 des Auslaßantriebskipphebelarmes 49 gebildet.
Beschreibungen bezüglich des Ventiltriebs für einen Zylinder der Abschaltungs-Zylinderbank sind damit abgeschlossen. Die anderen Zylinder besitzen jeder eine identische Konfiguration zu der vorstehend erwähnten.
ÖLPFAD
Gemäß 1 und 2 sind ein Ölpfad 51 für den Zylinderabschaltmodus und ein Ölpfad 52 für den Hochdrehzahlmodus in der Einlaßkipphebelwelle 3 entlang deren axialer Richtung ausgebildet. Die Ölpfade 51 und 52 weisen jeweils vordere und hintere Enden auf, die in vorderen und hinteren Endflächen der Einlaßkipphebelwelle 3 offen sind. Das vordere Ende des Ölpfades 51 ist mit einem Stopfen 53 verschlossen, und ein Ende eines L-förmigen Metallrohres 54 ist in das hintere Ende des Ölpfades 51 eingepreßt und fest angebracht. Das vordere Ende des Ölpfades 52 ist mit einem Ölsteuerventil 55 (welches als eine Steuereinrichtung dient und nachstehend als OCV bezeichnet wird) für den Hochdrehzahlmodus über einen nicht dargestellten Ölzuführungspfad verbunden, welcher in dem Zylinderkopf 1 ausgebildet ist. Das hintere Ende des Ölpfades 52 ist mit einem Stopfen 56 verschlossen.
In der Auslaßkipphebelwelle 4 ist ein Ölpfad 57 für den Zylinderabschaltmodus entlang der axialen Richtung der Welle 4 ausgebildet. Der Ölpfad 57 besitzt vordere und hintere Enden, die in vorderen und hinteren Endflächen der Auslaßkipphebelwelle 4 offen sind. Das vordere Ende des Ölpfades 57 ist mit einem OCV 58 für den Zylinderabschaltmodus über einen nicht dargestellten Ölzuführungspfad verbunden, welcher in dem Zylinderkopf 1 ausgebildet ist. Ein Ende eines L-förmigen Metallrohres 59 ist in das hintere Ende des Ölpfades 57 eingepreßt und darin fixiert. Die anderen Enden der einlaßseitigen und auslaßseitigen Metallrohre 54 und 59 liegen einander über einen vorgeschriebenen Abstand dazwischen gegenüber und sind in entsprechende Enden eines Gummischlauches 60 für eine Verbindung miteinander eingeführt.
Das OCV 55 für den Hochdrehzahlmodus und das OCV 58 für den Zylinderabschaltmodus empfangen eine Ölzufuhr aus einer nicht dargestellten Schmierölpumpe, welche für den Motor vorgesehen ist, und werden von einer ECU 61 (welche als Steuereinrichtung dient und eine Abkürzung für ”Motorsteuereinheit” ist), die in dem Fahrzeug montiert ist, schaltend gesteuert, um dadurch in geeigneter Weise Öl dem Ölpfad 52 für den Hochdrehzahlmodus und dem Ölpfad 57 für den Zylinderabschaltmodus zuzuführen.
Gemäß Darstellung in den 2 und 3 sind Verbindungspfade 63 an drei Stellen (die Zeichnungen zeigen nur eine) der Einlaßkipphebelwelle 3 so ausgebildet, daß sie den Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnitten 16 der angetriebenen Einlaßkipphebelarme 11 der betroffenen Zylinder entsprechen. Jeder Verbindungspfad 63 besitzt ein unteres Ende, welches mit dem Ölpfad 51 für den Zylinderabschaltmodus in Verbindung steht, und ein oberes Ende, das in der Außenumfangsoberfläche der Einlaßkipphebelwelle 3 offen ist und mit dem unteren Zylinder 16a jedes Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnittes 16 in Verbindung steht.
Gemäß 2 und 5 sind Verbindungspfade 64 an drei Stellen (die Zeichnungen zeigen nur eine) der Einlaßkipphebelwelle 3 so ausgebildet, daß sie den Hochdrehzahl-Zylinderabschnitten 17 der angetriebenen Einlaßkipphebelarme 11 der betroffenen Zylinder entsprechen. Jeder Verbindungspfad 64 besitzt ein unteres Ende, welches mit dem Ölpfad 52 für den Hochdrehzahlmodus in Verbindung steht und ein oberes Ende, das in der Außenumfangsoberfläche der Einlaßkipphebelwelle 3 offen ist und mit dem Zylinder 17a jedes Hochdrehzahl-Zylinderabschnittes 17 in Verbindung steht.
Wie es aus 2 und 3 ersichtlich ist, sind Verbindungspfade 65 an drei Stellen (die Zeichnungen zeigen nur eine) der Auslaßkipphebelwelle 4 so ausgebildet, daß sie den Zylinderabschnitten 48 der angetriebenen Auslaßkipphebelarme 43 der betroffenen Zylinder entsprechen. Jeder Verbindungspfad 65 besitzt ein unteres Ende, welches mit dem Ölpfad 57 für den Zylinderabschaltmodus in Verbindung steht und ein oberes Ende, das in der Außenumfangsoberfläche der Auslaßkipphebelwelle 4 offen ist und mit dem unteren Zylinder 16a jedes Zylinderabschnittes 48 in Verbindung steht.
NICHT-ABSCHALTUNGS-ZYLINDERBANK
Ein Ventiltrieb einer Nicht-Abschaltungs-Zylinderbank weist keinen Zylinderabschaltmechanismus auf und weist nur einen Umschaltmechanismus zum Umschalten zwischen dem Niedrigdrehzahlmodus und dem Hochdrehzahlmodus auf. Eine konkrete Konfiguration des Ventiltriebs der Nicht-Abschaltungs-Zylinderbank wird hierin nachstehend beschrieben. Auf der Einlaßseite sind die Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnitte 16 des angetriebenen Einlaßkipphebelarmes 11 und der Niedrigdrehzahl-Kipphebelarm 32 nicht vorgesehen (die Hochdrehzahl-Zylinderabschnitte 17 und der Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 sind beibehalten). Der angetriebene Einlaßkipphebelarm 11 wird direkt durch die Niedrigdrehzahlnocke 6 ohne das Medium des Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarmes 32 geschwenkt, um dadurch das Einlaßventil jederzeit zu öffnen und zu schließen.
Auf der Auslaßseite sind der Zylinderabschnitt 48 des angetriebenen Auslaßkipphebelarmes 43 und der Auslaßantriebskipphebelarm 49 nicht vorhanden. Daher wird der angetriebene Auslaßkipphebelarm 43 direkt durch die Auslaßnocke 7 ohne das Medium des Auslaßantriebskipphebelarmes 49 geschwenkt, um dadurch das Auslaßventil jederzeit zu öffnen und zu schließen. Da die Einlaß- und angetriebenen Auslaßkipphebelarme 11 und 43, wie festgestellt, konstant geschwenkt werden, ist auch nicht die Abschaltnocke 8 der Nockenwelle 2 vorgesehen. Ferner beinhaltet das Fehlen des Zylinderabschaltmechanismus das Fehlen der Ölpfade 51 und 57 für den Zylinderabschaltmodus, welche in den Einlaß- und Auslaßkipphebelwellen 3 und 4 unterzubringen sind.
Die nachfolgende Beschreibung betrifft einen Betriebszustand des Ventiltriebs mit einem Zylinderabschaltmechanismus des Motors, welcher in der vorstehend erwähnten Weise konfiguriert ist.
Die Umschaltsteuerung der OCVs 55 und 58 wird durch die ECU 61 auf der Basis der Motordrehzahl Ne durchgeführt. Beispielsweise wird der Zylinderabschaltmodus in einem Drehzahlbereich aktiviert, in welchem die Motordrehzahl Ne niedriger als ein erster Schwellenwert Ne1 ist und eine entsprechende Leistungsanforderung an den Motor dementsprechend niedrig ist. Der Niedrigdrehzahlmodus (erster Modus) wird in einem Drehzahlbereich aktiviert, in welchem die Motordrehzahl Ne in dem Bereich von dem ersten Schwellenwert Ne1 bis zu einem zweiten Schwellenwert Ne2 (> Ne1) fällt, und eine normale Motorabgabeleistung erforderlich ist. Der Hochdrehzahlmodus (zweiter Modus) wird in einem Drehzahlbereich aktiviert, in welchem die Motordrehzahl Ne gleich oder größer als der zweite Schwellenwert Ne2 ist, und eine besonders hohe Motorabgabeleistung erforderlich ist. Hierin nachstehend wird der Betriebszustand des Ventiltriebs unter Bezugnahme auf jeden Modus beschrieben.
NIEDRIGDREHZAHLMODUS
In der Abschalt-Zylinderbank führt die ECU 61 eine schaltende Steuerung des OCV 55 für den Hochdrehzahlmodus und des. OCV 58 für den Zylinderabschaltmodus aus, und unterbricht die Ölzuführung zu dem Ölpfad 51 für den Zylinderabschaltmodus und den Ölpfad 52 für den Hochdrehzahlmodus.
Demzufolge werden in dem Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnitt 16 des angetriebenen Einlaßkipphebelarmes 11 und dem Zylinderabschnitt 48 des angetriebenen Auslaßkipphebelarmes 43 die unteren Kolben 18a und die oberen Kolben 18b in den unteren Positionen durch eine Vorspannkraft der entsprechenden Druckfedern 21 gehalten und die Außenumfangsflächen der oberen Kolben 18b sind durch die entsprechenden Betätigungsfenster 22 aufgedeckt, wie es in 3 dargestellt ist. Wie es in 5 dargestellt ist, hält in dem Hochdrehzahl-Zylinderabschnitt 17 des angetriebenen Einlaßkipphebelarmes 11 die Vorspannkraft der Druckfeder 28 den Kolben 25 in der unteren Position, und der Auslauf 30 ist dann durch das Betätigungsfenster 29 hindurch aufgedeckt.
Während des Betriebs des Motors werden der Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32, der Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 und der Auslaßantriebskipphebelarm 49 konstant entlang der Formen der entsprechenden Nocken 6, 7 und 9 geschwenkt. Zusammen mit dem Schwenkvorgang werden die Kopfenden der Betätigungsarmabschnitte 36 und 41 in die Betätigungsfenster 22 und 29 der angetriebenen Kipphebelarme 11 und 43 eingeführt und daraus entfernt.
Der Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 schlägt mit seinem Betätigungsarmabschnitt 41 in den Auslauf 30, welcher durch das Betätigungsfenster 29 des Hochdrehzahl-Zylinderabschnittes 17 aufgedeckt wird, eingeführten und daraus zurückgezogenen Kopfende unabhängig auf Luft. Der Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 schwenkt nicht die angetriebenen Kipphebelarme 11 und 43 wie es der vorstehend erwähnte Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 und der Auslaßantriebskipphebelarm 49 tun.
Der Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 und der Auslaßantriebskipphebelarm 49 drücken auf die Außenumfangsoberflächen der oberen Kolben 18b, welche durch das Betätigungsfenster 22 des Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnittes 16 und des Zylinderabschnittes 48 aufgedeckt sind, wenn sie in die Ventilöffnungsrichtung geschwenkt werden. Dadurch schwenken die Antriebskipphebelarme 32 und 49 die entsprechenden angetriebenen Kipphebelarme 11 und 43 in der Ventilöffnungsrichtung, um dadurch die Einlaß- und Auslaßventile zu öffnen. Wenn der Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 und der Auslaßantriebskipphebelarm 49 in der Ventilschließrichtung geschwenkt werden, nehmen die entsprechenden angetriebenen Kipphebelarme 11 und 43 die Vorspannkraft der Ventilfedern auf, die zusammen mit dem Schließen der Einlaß- und Auslaßventile erzeugt werden, und werden dann in die Ventilschließrichtung geschwenkt.
Demzufolge wird der angetriebene Einlaßkipphebelarm 11 mit dem Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 zum Öffnen und Schließen der Einlaßventile entlang der Form der Niedrigdrehzahlnocke geschwenkt. Der angetriebene Auslaßkipphebearm 43 wird mit dem Auslaßantriebskipphebelarm 49 zum Öffnen und Schließen der Auslaßventile entlang der Form der Auslaßnocke geschwenkt.
In der Nicht-Abschaltungs-Zylinderbank schlägt, da die ECU 61 die Ölzuführung zu dem Ölpfad 52 für den Hochdrehzahlmodus aus dem OCV 55 für Hochdrehzahlmodus unterbricht, der Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 auf Luft, wie in dem Falle bei der Abschaltungs-Zylinderbank. Somit werden die Einlaßventile zum Öffnen und Schließen entlang der Form der Niedrigdrehzahlnocke 6 angetrieben, und die Auslaßventile entlang der Form der Auslaßnocke 7. Demzufolge wird in dem Niedrigdrehzahlmodus die innerhalb des normalen Drehzahlbereichs erforderliche Motorabgabeleistung unter Verwendung der Niedrigdrehzahlnocke 6 und der Auslaßnocke 7 realisiert.
ZYLINDERABSCHALTMODUS
Unter Stoppen der Ölzufuhr zu dem Ölpfad 52 für den Hochdrehzahlmodus in der Abschalt-Zylinderbank und der Nicht-Abschalt-Zylinderbank liefert die ECU 61 Öl aus dem OCV 58 für den Zylinderabschaltmodus in der Abschalt-Zylinderbank.
Das aus dem OCV 58 austretende Öl fließt durch den Ölpfad 57 der Auslaßkipphebelwelle 4 von der Vorderseite zu der Rückseite, um in den unteren Zylinder 16a des angetriebenen Auslaßkipphebelarmes 43 über jeden Verbindungspfad 65 zugeführt zu werden. Das Öl passiert anschließend die Metallrohre 54 und 59 und den Schlauch 60, und strömt dann durch den Ölpfad 51 der Einlaßkipphebelwelle 3 von der Rückseite zu der Vorderseite. Schließlich wird das Öl in den unteren Zylinder 16a des angetriebenen Einlaßkipphebelarmes 11 über jeden Kommunikationspfad 63 eingeführt.
In den unteren Zylindern 16a und den oberen Zylindern 16b des angetriebenen Einlaßkipphebelarmes 11 und des angetriebenen Auslaßkipphebelarmes 43 gleiten die unteren Kolben 18a und die oberen Kolben 18b als Reaktion auf den Hydraulikdruck des zugeführten Öls gegen die Druckfeder 21 nach oben, so daß sie in die entsprechenden oberen Positionen umgeschaltet werden. Diese Bewegung deckt die Ausläufe 23 der unteren Kolben 18a durch das entsprechende Betätigungsfenster 22 hindurch auf. Daher schlagen der Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 und der Auslaßantriebskipphebelarm 49 unabhängig auf Luft, wobei die entsprechenden Kopfenden in die Ausläufe 23, welche durch das Betätigungsfenster 22 der entsprechenden angetriebenen Kipphebelarme 11 und 43 aufgedeckt sind, eingeführt und daraus herausgeführt werden, um dadurch den Schwenkvorgang in Bezug auf die angetriebenen Kipphebelarme 11 und 43 anzuhalten.
Da der Hochdrehzahlkipphebelarm 38 ebenfalls in jedem Zylinder der Abschalt-Zylinderbank auf Luft schlägt, bleiben die Einlaß- und Auslaßventile aufgrund der Vorspannkraft der Ventilfedern geschlossen, und der angetriebene Einlaßkipphebelarm 11 und der angetriebene Auslaßkipphebelarm 43 werden in den Ventilschließpositionen gehalten, während die Gleitkontaktabschnitte 15a und 47a der nockenseitigen Arme 15 und 47 mit der Abschaltnocke 8 in Kontakt stehen.
In der Nicht-Abschaltungs-Zylinderbank wird der Betrieb jedes Zylinders wie in dem Niedrigdrehzahlmodus fortgesetzt, und das Fahrzeug wird mit einem in der Nicht-Abschaltungs-Zylinderbank erzeugten Drehmoment betrieben. Gleichzeitig macht es die Abschaltung jedes Zylinders in der Abschaltungs-Zylinderbank möglich, den Kraftstoffverbrauch zu beschränken.
HOCHDREHZAHLMODUS
In der Abschaltungs-Zylinderbank unterbricht die ECU 61 die Ölzufuhr zu dem Ölpfad 51 für den Zylinderabschaltmodus aus dem OCV 58 für den Zylinderabschaltmodus, und führt andererseits dem Ölpfad 52 Öl für den Hochdrehzahlmodus aus dem OCV 55 für den Hochdrehzahlmodus zu.
Demzufolge werden wie in dem Niedrigdrehzahlmodus die Außenumfangsflächen der oberen Kolben 18b durch die Betätigungsfenster 22 in dem Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnitt 16 des angetriebenen Einlaßkipphebelarmes 11 und der Zylinderabschnitt 48 des angetriebenen Auslaßkipphebelarmes 43 aufgedeckt.
Das in den Ölpfad 52 strömende Öl wird durch den Kommunikationspfad 64 in den Zylinder 17a des Hochdrehzahl-Zylinderabschnittes 17 in dem angetriebenen Einlaßkipphebelarm 11 jedes Zylinders eingeführt. In dem Zylinder 17a gleitet der Kolben 25 als Reaktion auf den hydraulischen Druck des zugeführten Öls gegen den Widerstand 28 nach oben, so daß er in die obere Position umgeschaltet wird. Die Außenumfangsfläche des Kolbens 25 ist dann durch das Betätigungsfenster 29 hindurch aufgedeckt.
Demzufolge wird auf der Auslaßseite der angetriebene Auslaßkipphebelarm 43 mit dem Auslaßantriebskipphebelarm 49 entlang der Form der Auslaßnocke 7 geschwenkt, und das Auslaßventil wird zum Öffnen und Schließen entlang der Form der Auslaßnocke 7 wie in dem Niedrigdrehzahlbereich angetrieben.
Auf der Einlaßseite sind die Kolben 18b und 25 des Niedrigdrehzahlabschnittes 16 und des Hochdrehzahl-Zylinderabschnittes 17 beide aufgedeckt, und können dadurch durch die entsprechenden Antriebskipphebelarme 32 und 38 gedrückt werden. Jedoch führt nur der Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 tatsächlich den Druckvorgang durch, und der Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 schlägt auf Luft. Dieses beruht darauf, daß die Hochdrehzahlnocke 9 eine breitere Hubzone (oder Betriebswinkel) und einen höheren Hubbetrag im Vergleich zu der Niedrigdrehzahlnocke 6 besitzt. Kurz gesagt, werden die Einlaßventile zum Öffnen und Schließen entlang der Form der Hochdrehzahlnocke 9 in dem Hochdrehzahlmodus angetrieben.
In der Nicht-Abschaltungs-Zylinderbank sowie in der Abschaltungs-Zylinderbank wird Öl dem Ölpfad 52 zugeführt, und die Einlaßventile werden zum Öffnen und Schließen entlang der Form der Hochdrehzahlnocke 9 angetrieben. Demzufolge wird im Hochdrehzahlmodus eine in dem hohen Drehzahlbereich benötigte hohe Motorabgabeleistung realisiert, indem im Vergleich zum Niedrigdrehzahlmodus eine Öffnungsdauer der Einlaßventile verlängert oder deren Hubbetrag vergrößert wird.
Der Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus des Motors gemäß der vorliegenden Ausführungsform arbeitet wie vorstehend geschildert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind der Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 und der Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 vor und hinter dem angetriebenen Einlaßkipphebelarm 11 wie geschildert angeordnet, und der Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnitt 16 und der Hochdrehzahl-Zylinderabschnitt 17 sind nebeneinander in dem angetriebenen Einlaßkipphebelarm 11 angeordnet. Ferner werden gemäß den Verschiebepositionen des unteren Kolbens 18a und des oberen Kolbens 18b, die verschiebbar in den Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnitt 16 eingesetzt sind, und dem in dem Hochdrehzahl-Zylinderabschnitt 17 verschiebbar eingesetzten Kolben 25 die Betätigungsarmabschnitte 36 und 41, die sich aus dem Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 und dem Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 erstrecken, zur Durchführung einer Andrückoperation oder einem Schlag in die Luft veranlaßt.
Der Auslaßantriebskipphebelarm 49 ist vor dem angetriebenen Auslaßkipphebelarm 43 angeordnet, und der Zylinderabschnitt 48 ist in dem angetriebenen Auslaßkipphebelarm 43 vorgesehen. Gemäß den Verschiebepositionen des unteren Kolbens 18a und des oberen Kolbens 18b, die verschiebbar in den Zylinderabschnitt 48 eingesetzt sind, wird der Betätigungsarmabschnitt 36, der sich aus dem Auslaßantriebskipphebelarm 49 erstrecket, zur Durchführung einer Andrückoperation oder einem Schlag in die Luft veranlaßt.
Folglich sind auf der Einlaßseite die Elemente, wie z. B. der Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnitt 16, der Hochdrehzahl-Zylinderabschnitt 17, der Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarm 32 und der Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarm 38 effizient um den angetriebenen Einlaßkipphebelarm 11 herum angeordnet, so daß sie sich an einer Stelle versammeln. Auf der Auslaßseite sind die, den Auslaßantriebskipphebelarm 49 und dergleichen umfassenden Elemente effizient um den angetriebenen Auslaßkipphebelarm 43 herum angeordnet, um sich an einer Stelle zu versammeln. Daher kann die Konfiguration des dem Zylinderabschaltmechanismus mit umfassenden Ventiltriebs gut in dem Zylinderkopf 1 organisiert werden, was es ermöglicht, nicht nur eine Verkleinerung eines gesamten Ventiltriebmechanismus, sondern auch eine Verkleinerung des Motors zu erzielen.
Ferner werden mit dem Ergebnis, daß die Elemente des Ventiltriebmechanismus so angeordnet sind, daß sie sich an einer Stelle versammeln, die Zylinderabschnitte 16, 17 und 48 der angetriebene Kipphebelarme 11 und 43 und die Antriebskipphebelarme 32, 38 und 49 unvermeidlich näher aneinander gebracht, und die Kopfenden der Betätigungsarmabschnitte 36 und 41, welche sich aus den Antriebskipphebelarmen 32, 38 und 49 erstrecken, liegen dann den Zylinderabschnitten 16, 17 und 48 mit dem im wesentlichen kürzesten Abstand gegenüber. Daher können die Betätigungsarmabschnitte 36 und 41 auf das Minimum in der Länge reduziert werden. Demzufolge ist es möglich, das Gewicht der Antriebskipphebelarme 32, 38 und 49 unter Sicherstellung einer ausreichenden Festigkeit durch Ausbilden dieser Arme in effiziente Formen zu verkleinern, was eine Reduzierung im Trägheitsgewicht des gesamten Ventiltriebes begünstigt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Gleitkontaktabschnitte 15a und 47a der nockenseitigen Armabschnitte 15 und 47 des angetriebenen Einlaßkipphebelarmes 11 und des angetriebenen Auslaßkipphebelarmes 43 mit der gemeinsamen Abschaltnocke 8 in dem Zylinderabschaltmodus in Kontakt gebracht. Faktoren für das Erzielen der vorstehenden Konfiguration und der aufgrund der Konfiguration erzielten Vorteile werden nachstehend im Detail beschrieben.
Wie es aus den 2 und 7 offensichtlich ist, sind die Niedrigdrehzahl- und Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarme 32 und 38 vor und hinter dem angetriebenen Einlaßkipphebelarm 11 und der Auslaßantriebskipphebelarm 49 vor dem angetriebenen Auslaßkipphebelarm 43 angeordnet. Zwischen der Niedrigdrehzahlnocke 6 und der Hochdrehzahlnocke 9 für den Antrieb der Niedrigdrehzahl- und Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarme 32 und 38 angeordnet befinden sich die Auslaßnocke 7 für den Antrieb des Auslaßantriebskipphebelarmes 49 und die Abschaltnocke 8 für den Zylinderabschaltmodus.
Da die Auslaßnocke 7 so angeordnet ist, daß sie im wesentlichen dem Auslaßantriebskipphebelarm 49 in der axialen Richtung der Nockenwelle 2 entspricht, ist ein toter Raum auf der Nockenwelle 2 an der dem angetriebenen Auslaßkipphebelarm 43 entsprechenden Position ausgebildet, und die Auslaßnocke 8 ist in dem toten Raum angeordnet.
Als eine Folge der Anwendung der vorstehenden Konstruktion ist es möglich, die Einlaß- und Auslaßventile gemäß den Modusschaltern über die angetriebenen Kipphebelarme 11 und 43, die individuell funktionieren, zu öffnen und zu schließen. Ferner ist es auch möglich, die Gleitkontaktabschnitte 15a und 47a der nockenseitigen Armabschnitte 15 und 47, die sich von den angetriebenen Einlaß- und Auslaßkipphebelarmen 11 und 43 aus erstrecken mit der gemeinsamen Abschaltnocke 8 in Kontakt zu bringen. Demzufolge muß nur eine Abschaltnocke 8 pro Zylinder auf der Nockenwelle 2 vorgesehen werden. Dieses ermöglicht es, die Gesamtlänge der Nockenwelle 2 zu verkürzen und die Mannstunden zu reduzieren, welche zur Herstellung der Nockenwelle 2 erforderlich sind, um dadurch die Herstellungskosten im Vergleich zu dem in der vorläufigen Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2002-201921 offenbarten Motor zu verringern, welcher ein Paar von Abschaltnocken pro Zylinder erfordert.
Die Abschaltnocke 8 kann hinsichtlich ihrer Funktion, wenn sie nur dazu dient die Schwenkbewegung der angetriebenen Kipphebelarme 11 und 43 zu steuern, schmal sein. Aufgrund der Einschränkungen bezüglich der Bearbeitung einer Nocke, muß jedoch die Abschaltnocke 8 in einem gewissen Abstand von einer benachbarten Nocke angeordnet sein. Konkret gesagt muß, um eine Einwirkung eines Schleifstein auf die benachbarte Nocke zu vermeiden, wenn die Abschaltnocke 8 poliert wird, oder um die Arbeit der Entfernung eines Grates der polierten Nocke zu ermöglichen, ein Raum zwischen der Abschaltnocke 8 und der benachbarten Nocke vorhanden sein. Daher benötigt jede von den Abschaltnocken 8 einen merklichen belegten Raum in der axialen Richtung der Nockenwelle 2 und darüber hinaus werden so viel belegte Räume wie Zylinder benötigt. Anders als der in der vorstehenden Veröffentlichung Nr. 2002-201921 offenbarten Ventiltrieb, welcher ein Paar von Abschaltnocken pro Zylinder benötigt, funktioniert der Ventiltrieb der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung der nur einen Abschaltnocke 8 und daher kann die Gesamtlänge der Nockenwelle 2 in einem erheblichen Umfang verkürzt werden.
Ferner können nicht nur die auf der Nockenwelle 2 angeordneten Nocken 6 bis 9, sondern auch die angetriebenen Einlaß- und Auslaßkipphebelarme 11 und 43 und die Einlaß- und Auslaßantriebskipphebelarme 32, 38 und 49 effizient ohne Verschwendung angeordnet werden. Dieses ermöglicht es, die Verkleinerung des gesamten Ventiltriebs und damit auch die Verkleinerung des gesamten Motors zu erreichen.
Zusätzlich überlappen sich in der Konstruktion des vorstehend beschriebenen Ventiltriebs der Nabenabschnitt 12 des angetriebenen Einlaßkipphebelarmes 11 und der Nabenabschnitt 44 des angetriebenen Auslaßkipphebelarmes 43 teilweise gemäß Darstellung in 7. Mit anderen Worten, die angetriebenen Einlaß- und Auslaßkipphebelarme 11 und 43 liegen im wesentlichen einander mit der Abschaltnocke 8 dazwischen gegenüber, so daß die nockenseitigen Armabschnitte 15 und 47, die sich aus den Nabenabschnitten 12 und 44 erstrecken, die Gleitkontaktabschnitt 15a und 47a veranlassen, die Abschaltnocke 8 in dem am wesentlichen kürzesten Abstand zu berühren. Demzufolge kann das Gewicht der angetriebenen Einlaß- und Auslaßkipphebelarme 11 und 43 reduziert werden, während gleichzeitig deren ausreichende Festigkeit sichergestellt wird, indem diese Arme in effizienten Formen ausgebildet werden, und es kann das Trägheitsgewicht des gesamten Ventiltriebs verringert werden.
Die Betätigungsarmabschnitte 36 und 41 des Niedrigdrehzahl-Antriebskipphebelarms 32, des Hochdrehzahl-Antriebskipphebelarms 38 und des Auslaßantriebskipphebelarms 49 sind so geformt, daß sie sich entlang der axialen Richtung der Nockenwelle 2 erstrecken. Die Betätigungsarmabschnitte 36 und 41 haben die entsprechenden Kopfenden in eine L-Form zu den entsprechenden Zylinderabschnitten 16, 17 und 48 gebogen, so daß sie dadurch den Betätigungsfenstern 22 und 29 gegenüberliegen. Demzufolge liegen, wie in dem Falle mit dem nockenseitigen Armabschnitten 15 und 47 der angetriebenen Kipphebelarme 11 und 43 die Betätigungsarmabschnitte 36 und 41 der Antriebskipphebelarme 32, 38 und 49 mit den entsprechenden Kopfenden, den Betätigungsfenstern 22 und 29 der Zylinderabschnitte 16, 17 und 48 in dem im wesentlichen kürzesten Abstand gegenüber. Dieses verringert. das Gewicht der Antriebskipphebelarme 32, 38 und 49 während genügend Festigkeit durch die Ausbildung dieser Arme in effizienten Formen bereitstellt wird, was eine Reduzierung des Trägheitsgewichtes des gesamten Ventiltriebs begünstigt.
Obwohl die Erläuterung der Ausführungsform nun abgeschlossen ist, ist die Form der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise wird die Erfindung auf einen V-Sechszylinder-Benzinmotor mit vier Ventilen pro Zylinder in der vorstehenden Ausführungsform angewendet. Solange der Motor einer mit einem Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus ist, muß jedoch der Motor kein V-Sechszylinder-Benzinmotor in Hinblick auf Kategorie und Typ sein. Die Erfindung kann im Gegensatz dazu, beispielsweise auf einen Dieselmotor oder auf einen Reihenvierzylindermotor mit zwei Ventilen pro Zylinder angewendet werden.
In der Ausführungsform ist der Zylinderabschaltmechanismus nicht nur auf der Einlaßseite, sondern auch auf der Auslaßseite in der Abschaltungs-Zylinderbank vorgesehen, um die Auslaßventile während der Aktivierung Zylinderabschaltung geschlossen zu halten. Beispielsweise kann jedoch der angetriebene Auslaßventilhebelarm 43 direkt von der Auslaßnocke 7 ohne den Zylinderabschaltmechanismus der Auslaßseite geschwenkt werden.
In der Ausführungsform ist nicht nur der Kolben 25 des Hochdrehzahl-Zylinderabschnittes 17, sondern auch der obere Kolben 18b des Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnittes 16 aufgedeckt, um den Andrückbetrieb in dem Hochdrehzahlmodus zu ermöglichen. Es wird jedoch tatsächlich nur der Kolben 25 des Hochdrehzahl-Zylinderabschnittes 17 tatsächlich angedrückt. Daher ist es nicht erforderlich, den oberen Kolben 18b des Niedrigdrehzahl-Zylinderabschnittes 16 aufzudecken, und der obere Kolben 18b kann in der oberen Position gehalten werden, welcher den Auslauf 23 aufdeckt.
Gemäß der Ausführungsform wird der Auslaßantriebskipphebelarm 49 vor dem angetriebenen Auslaßkipphebelarm 43 gelagert, und die Auslaßnocke 7 und die Abschaltnocke 8 sind auf der Nockenwelle 2 angeordnet, so daß sie den Kipphebelarmen 43 und 49 entsprechen. Jedoch können die Kipphebelarme 43 und 49 und auch die Nocken 7 und 8 anders herum in der Längsrichtung angeordnet sein. Auch in diesem Falle ist es noch möglich exakt denselben Betrieb und die Vorteile wie in der Konstruktion des in der Ausführungsform beschriebenen Ventiltriebs zu erzielen.
Ferner werden in der Ausführungsform die für die angetriebenen Einlaß- und Auslaßkipphebelarme 11 und 43 vorgesehen Kolben 18a, 18b und 25 unter Verwendung der Betätigungsarme 36 und 41 der Antriebskipphebelarme 32, 38 und 49 angedrückt oder nicht angedrückt, um dadurch die angetriebenen Kipphebelarme 11 und 43, abhängig von den Modusschaltern zu schwenken.

Claims

Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus eines Verbrennungsmotors, welcher aufweist: einen ersten Kipphebelarm (11) mit einem Kopfende, das mit einem Einlaßventil oder einem Auslaßventil verbunden ist, und der schwenkbar auf einer ersten Kipphebelwelle (3) gelagert ist; einen auf der einen Seite des ersten Kipphebelarms angeordneten zweiten Kipphebelarm (32), der schwenkbar auf der ersten Kipphebelwelle gelagert und von einem in einer Nockenwelle (2) ausgebildeten ersten Nocken (6) angetrieben wird; einen auf der anderen Seite des ersten Kipphebelarms angeordneten dritten Kipphebelarm (38), der schwenkbar auf der ersten Kipphebelwelle gelagert ist und von einem zweiten Nocken (9), der in der Nockenwelle ausgebildet ist und eine von dem ersten Nocken unterschiedliche Nockenform besitzt, angetrieben wird; einen ersten Umschaltmechanismus (M1) zum Umschalten zwischen Verbindung und Trennung des ersten Kipphebelarms in Bezug auf den zweiten oder dritten Kipphebelarm; und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Umschaltung des ersten und eines zweiten Umschaltmechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Umschaltmechanismus einen ersten Kolben (16a, 16b), der verschiebbar in einem in dem ersten Kipphebelarm ausgebildeten ersten Zylinder (16) eingesetzt ist, einen zweiten Kolben (25), der verschiebbar in einem in dem ersten Kipphebelarm ausgebildeten zweiten Zylinder (17a) eingesetzt ist, einen ersten Eingriffsvorsprung (36), der sich aus dem zweiten Kipphebelarm erstreckt und für einen Eingriff mit dem ersten Kolben ausgebildet ist, und einen zweiten Eingriffsvorsprung (41), der sich aus dem dritten Kipphebelarm erstreckt und für einen Eingriff mit dem zweiten Kolben ausgebildet ist, aufweist; und daß die ersten und zweiten Kolben zwischen einer Eingriffsposition in der die Kolben durch die ersten bzw. zweiten Eingriffsvorsprünge (36, 41) gedrückt werden, und einer Nicht-Eingriffsposition, in der die ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge auf Luft schlagen, umgeschaltet werden, wobei der Ventiltrieb ferner aufweist: einen vierten Kipphebelarm (43) mit einem Kopfende, das mit dem verbleibenden Einlaßventil oder Auslaßventil verbunden ist, und der schwenkbar auf einer zweiten Kipphebelwelle (4) gelagert ist, die parallel zu der ersten Kipphebelwelle angeordnet ist; einen fünften Kipphebelarm (49), welcher benachbart zu dem vierten Kipphebelarm angeordnet ist, der schwenkbar auf der zweiten Kipphebelwelle gelagert ist und von einem dritten Nocken (7) angetrieben wird; und einen zweiten Umschaltmechanismus (M2) zum Umschalten zwischen Verbindung und Trennung des vierten Kipphebelarms und des fünften Kipphebelarms, wobei der zweite Umschaltmechanismus einen dritten Kolben, der verschiebbar in einen in dem vierten Kipphebelarm ausgebildeten dritten Zylinder eingesetzt ist, und einen dritten Eingriffsvorsprung aufweist, der sich aus dem fünften Kipphebelarm erstreckt und so ausgebildet ist, daß er mit den dritten Kolben in Eingriff kommen kann, und den dritten Kolben zwischen einer Eingriffsposition in der der Kolben durch den dritten Eingriffsvorsprung gedrückt wird und einer Nicht-Eingriffsposition, in der der dritte Eingriffsvorsprung auf Luft schlägt umschaltet, und wobei der zweite Nocken auf der Nockenwelle an einer von dem ersten Nocken in einer axialen Richtung beabstandeten Stelle ausgebildet ist; der dritte Nocken zwischen dem ersten Nocken und dem zweiten Nocken der Nockenwelle ausgebildet ist; und eine vierter Nocken zwischen dem ersten oder zweiten Nocken und dem dritten Nocken in der Nockenwelle ausgebildet ist und der erste Kipphebelarm und der vierte Kipphebelarm vorgespannt sind, daß sie mit einer Umfangsoberfläche des vierten Nockens in Kontakt stehen.
Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung die Umschaltung des ersten Umschaltmechanismus so steuert, daß sie einen von einem ersten Modus, in welchem der erste Kipphebelarm durch den ersten Nocken angetrieben wird, einem zweiten Modus, in welchem der erste Kipphebelarm von dem zweiten Nocken angetrieben wird und einem dritten Modus, in welchem der erste Kipphebelarm unbetätigt gelassen wird, aktiviert.
Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 2, wobei: die Steuereinrichtung die Umschaltung des ersten Umschaltmechanismus so steuert, daß in dem ersten Modus der erste Kolben in der Eingriffsposition in Bezug auf den ersten Eingriffsvorsprung angeordnet ist, und der zweite Kolben in der Nicht-Eingriffsposition in Bezug auf den zweiten Eingriffsvorsprung angeordnet ist; in dem zweiten Modus wenigstens der zweite Kolben in der Eingriffsposition in Bezug auf den zweiten Eingriffsvorsprung angeordnet ist; und in dem dritten Modus der erste Kolben in der Nicht-Eingriffsposition in Bezug auf den ersten Eingriffsvorsprung und der zweite Kolben in der Nicht-Eingriffsposition in Bezug auf den zweiten Eingriffsvorsprung angeordnet ist.
Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung die Umschaltung des ersten und zweiten Umschaltmechanismus so steuert, daß sie einen von einem ersten Modus, in welchem der erste Kipphebelarm durch den ersten Nocken und der vierte Kipphebelarm durch den dritten Nocken angetrieben wird, einem zweiten Modus, in welchem der erste Kipphebelarm durch den zweiten Nocken und der vierte Kipphebelarm durch den dritten Nocken angetrieben wird, und einem dritten Modus, in welchem die ersten und vierten Kipphebelarme unbetätigt gelassen werden, aktiviert.
Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 4, wobei: die Steuereinrichtung das Umschaltendes ersten und zweiten Umschaltmechanismus so steuert, daß indem ersten Modus der erste Kolben in der Eingriffsposition in Bezug auf den ersten Eingriffsvorsprung angeordnet ist, der zweite Kolben in der Nicht-Eingriffsposition in Bezug auf den zweiten Eingriffsvorsprung angeordnet ist und der dritte Kolben in der Eingriffsposition in Bezug auf den dritten Eingriffsvorsprung angeordnet ist; in dem zweiten Modus wenigstens der zweite Kolben in der Eingriffsposition in Bezug auf den zweiten Eingriffsvorsprung und der dritte Kolben in der Eingriffsposition in Bezug auf den dritten Eingriffsvorsprung angeordnet ist; und in dem dritten Modus der erste Kolben in der Nicht-Eingriffsposition in Bezug auf den ersten Eingriffsvorsprung, der zweite Kolben in der Nicht-Eingriffsposition in Bezug auf den zweiten Eingriffsvorsprung, und der dritte Kolben in der Nicht-Eingriffsposition in Bezug auf den dritten Eingriffsvorsprung angeordnet ist.
Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1 oder 4, wobei ein erster Lagerungsabschnitt des der ersten Kipphebelwelle zugeordneten ersten Kipphebelarms und ein zweiter Lagerungsabschnitt des der zweiten Kipphebelwelle zugeordneten vierten Kipphebelarms so angeordnet sind, daß sie sich teilweise mit dem vierten Nocken dazwischen überlappen.
Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 6, wobei der erste Lagerungsabschnitt einen ersten Kontaktabschnitt besitzt, der so ausgebildet ist, daß er sich von dem ersten Lagerungsabschnitt zu dem zweiten Lagerungsabschnitt über den vierten Nocken erstreckt, und der zweite Lagerungsabschnitt einen zweiten Kontaktabschnitt besitzt, der so ausgebildet ist, daß er sich von dem zweiten Lagerungsabschnitt zu dem ersten Lagerungsabschnitt über den vierten Nocken erstreckt, um nicht mit dem ersten Kontaktabschnitt zu interferieren.
Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 7, wobei, wenn die ersten und zweiten Kolben in den entsprechenden Nicht-Eingriffspositionen in Bezug auf die ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge durch Nutzung des ersten Umschaltmechanismus angeordnet sind, und gleichzeitig der dritte Kolben in der Nicht-Eingriffsposition in Bezug auf den dritten Eingriffsvorsprung unter Nutzung des zweiten Umschaltmechanismus angeordnet ist, die ersten und vierten Kipphebelarme mit der Umfangsfläche des vierten Nockens in Kontakt gebracht werden, um ausgeschaltet zu bleiben.
Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus eines Verbrennungsmotors nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der erste, zweite und dritte Einriffsvorsprung sich aus dem zweiten, dritten und fünften Kipphebelarm in einer axialen Richtung der Nockenwelle erstrecken, und jeweils in einer L-Form ausgebildet sind, die aus einer Achse der Nockenwelle ausschwenkt, um zu dem ersten, zweiten, bzw. dritten Kolben hingebogen und verlängert zu sein.
Ventiltrieb mit einem Zylinderabschaltmechanismus eines Verbrennungsmotors nach, einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der erste Kipphebelarm und der vierte Kipphebelarm nebeneinander auf dem vierten Nocken so angeordnet sind, daß sie, in der Achsenrichtung der Nockenwelle gesehen, einander überlappen.