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TECHNISCHES GEBIET
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Diese
Erfindung betrifft eine variable Ventilvorrichtung für einen
Verbrennungsmotor, die die Ansteuerphase und die Ventilhubhöhe eines
Ansaugventils und eines Ablassventils ändern kann.
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STAND DER TECHNIK
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Technologien
für das Ändern der
Phase und der Hubhöhe
von Ventilen eines Ansaug- und Auspuffsystems in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand eines Verbrennungsmotors, zum Beispiel eines
Kraftfahrzeugmotors, zum Zwecke des Umgangs mit Abgasen und der
Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs sind allgemein bekannt. Eine
Flügelzellen-Ventilvorrichtung
mit variabler Phase für
das fortlaufende Ändern
einer Nockenphase durch eine hydraulische Kraft ist als variable
Ventilvorrichtung bekannt, die bei diesen Technologien verwendet
wird.
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Eine
nockengeschaltete Ventilvorrichtung, die dem Betriebszustand eines
Verbrennungsmotors entsprechend zwischen mehreren Nocken umschaltet,
um die Ansteuerphase und die Hubhöhe der Ventile an den Betriebszustand
anzupassen, ist ebenso weithin bekannt.
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Eine
mechanische, stufenlos variable Ventilvorrichtung, die angeordnet
werden kann, um die Ansteuerphase und die Hubhöhe von Ventilen durch die Verwendung
von mittels Schrittmotoren angetriebenen Getrieben, Zwischenhebeln
und Schließfedern zu ändern, ist
ebenso hinreichend bekannt (siehe beispielsweise
JP 3245492 B2 ).
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Eine
Flügelzellen-Ventilvorrichtung
mit variabler Phase kann die Ansteuerphase eines Ventils durch Ändern der
Position eines Flügels
verschieben, aber nicht die Hubhöhe
des Ventils ändern.
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Eine
nockengeschaltete Ventilvorrichtung oder eine mechanische, stufenlos
variable Ventilvorrichtung hingegen kann die Hubhöhe und die
Phase eines Ventils verschieben. Die nockengeschaltete Ventilvorrichtung
erfordert jedoch mehrere Nocken, sie verwendet somit viele Bauteile
und bedingt eine komplizierte Konstruktion. Die mechanische, stufenlos
variable Ventilvorrichtung benötigt
separat einen Mechanismus zum Ändern
der Hubhöhe
und einen Mechanismus zum Verschieben der Phase und führt somit
zu einer komplizierten Konstruktion und großen Abmessungen.
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Bei
einer konventionellen gewöhnlichen
Ventilvorrichtung mit stufenlos variabler Phase ist, wenn der Ventilschließtakt des
Ansaugventils verzögert
ist, auch der Beginn des Ventilöffnungstakts
verzögert. Somit
wird eine Ventilüberschneidung
des Ansaugventils und des Ablassventils verringert oder beseitigt,
wodurch das Problem entsteht, dass es aufgrund eines Pumpverlusts
zu einem ungünstigen
Treibstoffverbrauch kommt.
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Hinzu
kommt, dass diese variablen Ventilvorrichtungen häufig aufgrund
ihrer Konstruktion eine große
Höhe aufweisen.
Da die variable Ventilvorrichtung über dem Zylinderkopf eines
Motors installiert wird, ist die Höhe des gesamten Motors oft
sehr groß. Aufgrund
ihrer komplizierten Konstruktion ist darüber hinaus eine hohe Genauigkeit
bei der Positionierung von Bauteilen notwendig, die in enger Verbindung miteinander
betrieben werden sollen. Sie sind so schwierig zu entwerfen, dass
das Festlegen von Sollkenndaten des Ventilhubs nicht einfach war.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung kam angesichts der oben beschriebenen Probleme
zustande. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine variable
Ventilvorrichtung bereitzustellen, die Sollkenndaten des Ventilhubs
erhalten und die Höhe
der gesamten Vorrichtung dadurch begrenzen kann, dass sie eine relativ
einfache Konfiguration anwendet.
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Diese
Aufgabe wird durch eine variable Ventilvorrichtung nach der Lehre
des Anspruchs 1 oder Anspruchs 8 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Dabei
kann die Position der Exzenterwelle oder des Verbindungselements,
wenn die Kipphebelwelle mittels der Drehelemente gedreht wird, in
der Umfangsrichtung der Kipphebelwelle verlagert werden. Bei der
Verlagerung der Exzenterwelle oder des Verbindungselements handelt
es sich um die Verlagerung der Position des Kipppunktes des zweiten Arms.
Dieser Verlagerung entsprechend wird auch der Berührungspunkt
des zweiten Arms mit dem Nocken in der Außenumfangsrichtung des Nockens
verlagert. Somit ist die Rotationsphase des zweiten Arms bezüglich des
Nockens entsprechend der Position der Exzenterwelle oder des Verbindungselements
vorgezogen oder verzögert.
Schließlich
ist die Ansteuerphase des ersten Arms, der über den zweiten Arm und den
dritten Arm angesteuert wird, vorgezogen oder verzögert.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
nach den Ansprüchen
4 und 11 lassen sich die zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnitte
der ersten Nockenoberfläche
und der zweiten Nockenoberfläche des
dritten Arms auf einfache Weise maschinell herstellen, und das Kippen
des zweiten Arms kann auf zuverlässige
Weise auf den ersten Arm übertragen werden.
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Wenn
wie nach einem weiteren Ausführungsbeispiel
der nicht zur Umsetzung dienende Oberflächenabschnitt der ersten Nockenoberfläche des
dritten Arms beim Kippen des dritten Arms den ersten Arm berührt, wird
somit das Ausmaß des
Kippens des zweiten Arms nicht von dem dritten Arm umgesetzt, so
dass keine Übertragung
auf den ersten Arm stattfindet und der erste Arm somit nicht angesteuert
wird.
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Erfindungsgemäß wird die
Position der Exzenterwelle oder des Verbindungselements der Kipphebelwelle
verlagert, wenn die Kipphebelwelle mittels der Drehelemente gedreht
wird. Somit wird auch die Position des Kipppunktes des von der Exzenterwelle
oder dem Verbindungselement kippbar gehaltenen zweiten Arms um die
Achse der Kipphebelwelle herum verlagert. Der Verlagerungsposition
des Kipppunktes entsprechend kann die Ansteuerphase des Ansaugventils
oder des Ablassventils fortlaufend geändert werden. Darüber hinaus
ist die den Nocken tragende Nockenwelle unter der Kipphebelwelle
angeordnet, und die den dritten Arm tragende Stützwelle ist in einer Höhe angeordnet,
die maximal der Höhe
der Kipphebelwelle entspricht. Somit wird die Konstruktionsposition
des dritten Arms, der als Übertragungsnocken
fungiert, flexibel gestaltet, und die Höhe der gesamten variablen Ventilvorrichtung
kann gering gehalten werden.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
nach den Ansprüchen
2, 3, 9 und 10 berühren
die erste Nockenoberfläche
und die zweite Nockenoberfläche des
dritten Arms den ersten Arm und den zweiten Arm in der Position
auf der der Kipphebelwelle gegenüberliegenden
Seite der Stützwelle.
Die Berührung
erfolgt des Weiteren mithilfe der Rollen. Somit wird die Konstruktionsposition
des dritten Arms, der als Übertragungsnocken
fungiert, flexibel gestaltet und die Höhe der gesamten variablen Ventilvorrichtung
kann gering gehalten werden. Außerdem
lässt sich
durch das Anordnen des dritten Arms ein angemessener Kippbereich
für den
dritten Arm sicherstellen.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
nach den Ansprüchen
4 und 11 werden die zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnitte,
deren Abstand vom Mittelpunkt der Stützwelle sich ändert, an
der ersten Nockenoberfläche
und der zweiten Nockenoberfläche
des dritten Arms bereitgestellt, und sie bestehen aus flachen Oberflächen. Somit
kann das Ausmaß des
Kippens des zweiten Arms von dem dritten Arm umgesetzt und auf zuverlässige Weise
auf den ersten Arm übertragen
werden, und die maschinelle Herstellung des Nockens wird erleichtert.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
nach den Ansprüchen
5 und 12 können Änderungen
der Form der zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnitte der ersten Nockenoberfläche und
der zweiten Nockenoberfläche
des dritten Arms, der als Übertragungsnocken
fungiert, zu Änderungen
bei den Ventilhub-Kenndaten, wie der Hubhöhe und der Hubgeschwindigkeit,
führen.
Dadurch wird es möglich,
optimale Ventilhub-Kenndaten auszuwählen, die sich für die Eigenschaften
des Verbrennungsmotors eignen. Änderungen
bei den Ventilhub-Kenndaten, die auf Änderungen der Form des zur
Umsetzung dienenden Oberflächenabschnittes
zurückzuführen sind,
können
unabhängig
von Änderungen
der Ventilhub-Kenndaten,
wie beispielsweise der Hubhöhe und
dem Ventilöffnungs winkel,
die aufgrund der Verlagerung der Exzenterwelle entstanden sind,
vorgenommen werden. Abhängig
von einer Kombination solcher Änderungen
können
somit verschiedene Ventilhub-Kenndaten ausgewählt werden.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
nach den Ansprüchen
6, 7, 13 und 14 wird der nicht zur Umsetzung dienende Oberflächenabschnitt,
dessen Abstand vom Mittelpunkt der Stützwelle sich nicht ändert, an
der ersten Nockenoberfläche
und der zweiten Nockenoberfläche
des dritten Arms bereitgestellt. Selbst wenn die Rotationsphase
des zweiten Arms in Bezug auf den Nocken mittels der Drehelemente
um einen vorgegebenen Winkel vorgezogen wird, kann das Ausmaß des Kippens,
das nahezu dem vorgegebenen Winkel vom Beginn des Kippens des zweiten Arms
an entspricht, durch den nicht zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnitt
aufgehoben werden. Somit kann der Takt des Auslösens der Ventilöffnung unabhängig von
der Ventilhubhöhe
fast identisch gestaltet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung sowie der beigefügten
Zeichnungen besser verständlich, die
lediglich der Verdeutlichung dienen und somit die vorliegende Erfindung
nicht einschränken
sollen.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für eine Ausführungsform einer variablen Ventilvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Ansicht zum Zeitpunkt des Schließens des Ventils, wenn die
Phase des Nockenwinkels der in 1 gezeigten
variablen Ventilvorrichtung verzögert
ist;
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3 ist
eine Ansicht zum Zeitpunkt des Öffnens
des Ventils, wenn die Phase des Nockenwinkels der in 1 gezeigten
variablen Ventilvorrichtung verzögert
ist;
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4 ist
eine Ansicht zum Zeitpunkt des Schließens des Ventils, wenn die
Phase des Nockenwinkels der in 1 gezeigten
variablen Ventilvorrichtung vorgezogen ist;
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5 ist
eine Ansicht zu einem Zeitpunkt, der dem Öffnen des Ventils entspricht,
wenn die Phase des Nockenwinkels der in 1 gezeigten
variablen Ventilvorrichtung vorgezogen ist;
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6 ist
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Nockenwinkel und der
Ventilhubhöhe der
in 1 gezeigten variablen Ventilvorrichtung zeigt;
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7A bis 7C sind
Ansichten, die weitere Beispiele für die Ausführungsform der variablen Ventilvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen;
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8 ist
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Nockenwinkel und der
Ventilhubhöhe der
in den 7A bis 7C gezeigten
variablen Ventilvorrichtung zeigt; und
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9 ist
eine Ansicht, die noch ein weiteres Beispiel für die Ausführungsform der variablen Ventilvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Eine
variable Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nun ausführlich
anhand von Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die 1 bis 8, die die
Erfindung in keiner Weise einschränken, beschrieben.
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Ausführungsform
1
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Die 1 bis 7 zeigen Beispiele für Ausführungsformen einer variablen
Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Eine
variable Ventilvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
ist beispielsweise bei einem (nicht gezeigten) Zylinderkopf eines
Verbrennungsmotors, wie z. B. eines Kraftfahrzeugmotors, angeordnet.
Wie in 2 gezeigt, öffnet
oder schließt
die variable Ventilvorrichtung 1 ein Ansaugventil 2 oder
dergleichen, das ein Luftansaugsystem des Verbrennungsmotors darstellt.
Das Ansaugventil 2 wird von einer Ventilfeder 3 in
eine Richtung gedrückt,
in der es einen Luftansaugkanal 4 schließt. Unter
der Einwirkung der variablen Ventilvorrichtung 1 wird das
Ansaugventil 2 mit einem vorgegebenen Takt und einer vorgegebenen
Hubhöhe
gegen die Kraft der Ventilfeder 3 nach unten gedrückt, um
den Luftansaugkanal 4 zu öffnen. Eine ähnliche
variable Ventilvorrichtung 1 kann für ein Ablassventil bereitgestellt
werden, damit das Öffnen
und Schließen
des Ablassventils gesteuert werden können.
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Die
Hauptbestandteile der variablen Ventilvorrichtung 1 sind
eine rotierend bereitgestellte Nockenwelle 11, eine drehbar
bereitgestellte Kipphebelwelle 12, ein an der Nockenwelle 11 ausgebildeter Nocken 13 und
ein Kipphebelmechanismus 14 (Öffnungs- und Schließelemente),
der von dem von der Nockenwelle 11 drehangetriebenen Nocken 13 angesteuert
wird. Das Ventil 2 wird durch den Antrieb des Kipphebelmechanismus 14 geöffnet und
geschlossen.
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Die
Nockenwelle 11 und die Kipphebelwelle 12 sind
parallel zueinander angeordnet. Die Nockenwelle 11 wird
um einen Rotationsmittelpunkt C2 der Nockenwelle 11 in 2 in Übereinstimmung
mit der Rotation einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle des Verbrennungsmotors
in eine Richtung gedreht, die durch einen Pfeil R1 angezeigt wird.
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Die
Kipphebelwelle 12 kann durch die Drehelemente 24 unter
Verwendung eines Schrittmotors oder dergleichen in von den Pfeilen
R2 in 2 angezeigten Richtungen hin und her gedreht werden,
d. h. rotieren. Die Kipphebelwelle 12 ist mit einer Exzenterwelle 15 ausgestattet,
die einen geringeren Durchmesser aufweist als die Kipphebelwelle 12 und
einen Mittelpunkt C4 besitzt, der in Bezug auf den Rotationsmittelpunkt
C1 der Kipphebelwelle 12 exzentrisch ist. Durch diese Bereitstellung
der Exzenterwelle 15 an der Kipphebelwelle 12 wird
die Kipphebelwelle 12 in einer so genannten Kurbelkonstruktion
ausgebildet. Bei einem Mehrzylindermotor werden für jeden einer
Mehrzahl in der gleichen Reihe angeordneter Zylinder eine oder mehrere
Exzenterwellen 15 bereitgestellt. Es sei beispielsweise
angenommen, dass die variable Ventilvorrichtung der vorliegenden
Ausführungsform
für ein
Ansaugventil eines Vierzylinder-Reihenmotors verwendet wird. Bei
einer Konfiguration, bei der es pro Zylinder ein Ansaugventil gibt, werden
für eine
Kipphebelwelle 12 vier Exzenterwellen 15 bereitgestellt.
Bei einer Konfiguration, bei der es pro Zylinder zwei Ansaugventile
gibt, werden für eine
Kipphebelwelle 12 acht Exzenterwellen 15 bereitgestellt.
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Wenn
die Kipphebelwelle 12 mittels der Drehelemente 24 in
die Richtungen der Pfeile R2 gedreht wird, wird die Exzenterwelle 15,
die einen zweiten Arm 22 trägt, in der Umfangsrichtung
der Kipphebelwelle 12 verlagert, und dementsprechend wird
ein Berührungspunkt 47 in
der Umfangsrichtung des Nockens 13 verlagert. Durch diese
Verlagerung kann die Rotationsphase des zweiten Arms 22 in
Bezug auf den Nocken 13 stark zu einem Verzögerungswinkel
oder einem Voreilwinkel hin geändert
werden. Für die
Kipphebelwelle 12 gibt es keine Einschränkungen bei ihrem Rotationswinkel,
und sie ermöglicht
die Festlegung einer wesentlichen Änderung bei der Rotationsphase.
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Die
Hauptbestandteile des Kipphebelmechanismus 14 sind ein
erster Arm 21, ein zweiter Arm 22 und ein dritter
Arm 23A.
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Der
erste Arm 21 weist einen Endabschnitt 31 auf,
der mit einer Einstellschraube 32 versehen ist, und einen
Welleneinführabschnitt 33,
durch den die Kipphebelwelle 12 eingeführt wird. Der erste Arm 21 wird
somit so gehalten, dass er zu einer relativen Rotationsbewegung
(Kippen) in Bezug auf die Kipphebelwelle 12 fähig ist.
Die am Endabschnitt 31 des ersten Arms 21 vorgesehene
Einstellschraube 32 ist so einstellbar, dass sich ein Spiel
zwischen dem ersten Arm 21 und dem Kopf 5 des
Ventils 2 eliminieren lässt.
Ein Kraftübertragungsabschnitt 34 auf
der Seite der Kipphebelwelle 12, die dem mit der Einstellschraube 32 befestigten
Endabschnitt 31 gegenüberliegt,
ist mit einer Rolle 35 ausgestattet. Die Rolle 35 dient
zur Übertragung
der Kraft vom dritten Arm 23A auf den ersten Arm 21.
Wenn die Nockenwelle 11 in die durch den Pfeil R1 angezeigte
Richtung rotiert, kippen (schwingen) somit der zweite Arm 22,
der dritte Arm 23A und der erste Arm 21 in enger
Verbindung mit dieser Rotation. Schließlich drückt das vordere Ende der Einstellschraube 32 den
Kopf 5 des Ventils 2 herunter und steuert das
Ventil 2 in einer Ventilöffnungsrichtung an. Die Einstellschraube 32 und
die Rolle 35 sind in Bezug auf den Rotationsmittelpunkt
C1 der Kipphebelwelle 12 in Übereinstimmung mit der Kraft,
die auf den ersten Arm 21 ausgeübt wird, und dem Kippweg auf
geeignete Weise angeordnet.
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Der
zweite Arm 22 weist zusammenpressende Abschnitte 41, 42 mit
Hohlwölbungen
mit halbkreisförmigem
Querschnitt auf und ist so angeordnet, dass er die Exzenterwelle 15 zwischen
diesen Hohlwölbungen
zusammenpresst. Die zusammenpressenden Abschnitte 41 und 42 sind
durch mehrere Schrauben 44 aneinander befestigt, wodurch
der zweite Arm 22 von der Exzenterwelle 15 kippbar
gehalten wird. Der zweite Arm 22 weist ebenso einen Rollenhalteabschnitt 43 zum
drehbaren Halten zweier Rollen 45 und 46 auf.
Die Rolle 45 berührt
den Nocken 13 rollend am Berührungspunkt, wodurch die Verlagerung
der Außenumfangsform
des Nockens 13 in Übereinstimmung
mit der Rotation des Nockens 13 dazu führt, dass der zweite Arm 22 um
den Kipppunkt C4 der Exzenterwelle 15 gekippt wird. Die
Rolle 46 berührt
eine zweite Nockenoberfläche 52 des dritten
Arms 23A und leitet die Bewegung des vom Nocken 13 gekippten
zweiten Arms 22 zum dritten Arm 23A weiter. Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist der zweite Arm 22 bei Betrachtung von seiner Seite
aus fast L-förmig
und weist an einem Endabschnitt die zusammenpressenden Abschnitte 41 und 42 und
am anderen Endabschnitt die Rolle 46 und an einem L-förmigen Biegungsteil
die Rolle 45 auf.
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Die
Exzenterwelle 15 ist nicht auf eine in 1 gezeigte
Anordnung beschränkt,
wenn ihr Kipppunkt C4 in Bezug auf den Rotationsmittelpunkt C1 der
Kipphebelwelle 12 versetzt (exzentrisch) ist. Soll die
variable Ventilvorrichtung 1 jedoch eine kompakte Konfiguration
aufweisen, so ist es, wie bei der vorliegenden Ausführungsform,
wünschenswert, dass
die Exzenterwelle 15 einen kleineren Durchmesser besitzt
als die Kipphebelwelle 12 und ihr Querschnitt den Außendurchmesser
der Kipphebelwelle 12 innen tangiert. In diesem Fall wird
der Durchmesser der Exzenterwelle 15 unter Beachtung der
Steifheit der gesamten Kipphebelwelle 12 mit der Exzenterwelle 15 festgelegt.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist die Exzenterwelle 15 auf einer Seite eines Stützabschnittes
der Kipphebelwelle 12, der den ersten Arm 21 hält, vorgesehen,
ein Wellenstützabschnitt 49 ist
am zweiten Arm 22 vorgesehen, um eine direkte Behinderung
des ersten Arms 21 zu vermeiden, und die Exzenterwelle 15 ist
auf der Seite des Wellenstützabschnittes 49 zwischen
die zusammenpressenden Abschnitte 41 und 42 eingeführt. Wenn
die Belastung, der der zweite Arm 22 ausgesetzt wird, nicht
zu hoch ist, reicht der eine Wellenstützabschnitt 49 für das Befestigen
des zweiten Arms 22 an der Exzenterwelle 15 aus.
Darüber
hinaus kann die axiale Länge
der Exzenterwelle 15 entsprechend festgelegt werden. Dadurch
kann, selbst wenn an der Berührungsstelle zwischen
dem zweiten Arm 22 und dem Nocken 13 und an der
Berührungsstelle
zwischen dem zweiten Arm 22 und dem dritten Arm 23A eine
versetzte Belastung auftritt, verhindert werden, dass der zweite Arm 22 in
der axialen Richtung der Kipphebelwelle 12 verlagert wird,
und Nachteile, wie teilweise Abnutzung, lassen sich verhindern,
so dass die Zuverlässigkeit
der variablen Ventilvorrichtung 1 gewährleistet werden kann.
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Wird
eine zu hohe Belastung des zweiten Arms 22 erwartet, dann
ist es beispielsweise zulässig,
am zweiten Arm 22 einen gegabelten Wellenstützabschnitt 49 und
auf beiden Seiten des Stützabschnittes,
wo die Kipphebelwelle 12 den ersten Arm 21 hält, Exzenterwellen 15 auszubilden,
so dass diese Exzenterwellen 15 zwischen die Einbauabschnitte 41 und 42 der
beiden Wellenstützabschnitte 49 eingeführt werden.
Bei dieser Konfiguration ist der gegabelte Wellenstützabschnitt 49 des
zweiten Arms 22 rittlings auf einem Teil des ersten Arms 21 angeordnet.
Durch eine solche Konfiguration kann, selbst wenn an der Berührungsstelle
zwischen dem zweiten Arm 22 und dem Nocken 13 und
an der Berührungsstelle
zwischen dem zweiten Arm 22 und dem dritten Arm 23A eine
versetzte Belastung auftritt, verhindert werden, dass der zweite
Arm 22 in der axialen Richtung der Kipphebelwelle 12 verlagert
wird, und Nachteile wie teilweise Abnutzung lassen sich verhindern, so
dass die Zuverlässigkeit
der variablen Ventilvorrichtung 1 gewährleistet werden kann.
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Weiterhin
kann der erste Arm 21 mit einem gegabelten Welleneinführabschnitt 33 zum
Einführen der
Kipphebelwelle 12 ausgestattet werden, die Exzenterwelle 15 kann
zwischen den Gabelungen des gegabelten Welleneinführabschnitts 33 bereitgestellt werden,
wo die Kipphebelwelle 12 den ersten Arm 21 hält, und
der gegabelte Welleneinführabschnitt 33 des
ersten Arms 21 kann rittlings auf dem einen Wellenstützabschnitt 49 des
zweiten Arms 22 angeordnet werden. Durch diese Anordnung
kann die Exzenterwelle 15 zwischen den Einbauabschnitten 41 und 42 des
Wellenstützabschnitts 49 eingeführt werden.
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Eine
Stützwelle 16 ist
in der Nähe
der Kipphebelwelle 12 parallel dazu und in der gleichen
Höhe wie
bzw. in einer niedrigeren Position als die Kipphebelwelle 12 angeordnet.
Diese Anordnung der Stützwelle 16 schränkt die
Höhe der
variablen Ventilvorrichtung selbst ein, gestaltet das nachfolgend noch
zu beschreibende Festlegen der Position der Anordnung des dritten
Arms 23A flexibler und erleichtert das Entwerfen des Kipphebelmechanismus.
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Der
dritte Arm 23A wird von der Stützwelle 16 kippbar
gehalten und fungiert dadurch, dass er zwischen der Rolle 35 des
ersten Arms 21 und der Rolle 46 des zweiten Arms 22 angeordnet
ist, als Übertragungsnocken
für den
ersten Arm 21 und den zweiten Arm 22. Der dritte
Arm 23A ist mit einer die Rolle 35 des ersten
Arms 21 berührenden
ersten Nockenoberfläche 51 und
einer die Rolle 46 des zweiten Arms 22 berührenden
zweiten Nockenoberfläche 52 versehen.
Der dritte Arm 23A ist so angeordnet, dass er in einer
Position auf der der Kipphebelwelle 12 abgewandten Seite
der Stützwelle 16 gekippt
wird. Der dritte Arm 23A wird auch durch eine (nicht gezeigte) Feder
im Uhrzeigersinn um die Mittelposition C3 der Stützwelle 16 gedrückt, und
zwar in eine Richtung, in der der dritte Arm 23A den zweiten
Arm 22 mit dem Nocken 13 in Berührung bringt.
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Die
erste Nockenoberfläche 51,
die als Nockenoberfläche
fungiert, wird in Übereinstimmung
mit dem Kippen des zweiten Arms 22 in der Kipprichtung des
dritten Arms 23A, und zwar in der Umfangsrichtung der Stützwelle 16 verlagert.
Genauer gesagt weist die erste Nockenoberfläche 51 einen nicht
zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnitt 53 auf, dessen
Abstand von der Mittelposition C3 der Stützwelle 16 sich beim
Kippen des dritten Arms 23A nicht ändert, und einen zur Umsetzung
dienenden Oberflächenabschnitt 51a,
dessen Abstand von der Mittelposition C3 der Stützwelle 16 sich beim
Kippen des dritten Arms 23A vergrößert.
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Das
heißt,
der zur Umsetzung dienende Oberflächenabschnitt 51a der
ersten Nockenoberfläche 51 ist
mit einer derart flachen Form ausgebildet, dass sich sein Abstand
von der Mittelposition C3 der Stützwelle 16 beim
Kippen des dritten Arms 23A verändert, damit das Ausmaß des Kippens
des zweiten Arms 22 umgesetzt werden kann, wodurch der
erste Arm 21 angesteuert wird. Andererseits ist der nicht zur
Umsetzung dienende Oberflächenabschnitt 53 der
ersten Nockenoberfläche 51 mit
einer derartigen Oberflächenform
ausgebildet, dass das Ausmaß des Kippens
des zweiten Arms 22 vom Beginn des Kippens an bis fast
zu einem vorgegebenen Winkel aufgehoben werden kann, selbst wenn
die Rotationsphase des Berührungspunktes 47 des
zweiten Arms 22 mit dem Nocken 13 von den Drehelementen 24 in einen
vorgegebenen Voreilwinkel gebracht wird. Der Grund besteht darin,
dass der nicht zur Umsetzung dienende Oberflächenabschnitt 53 so
ausgebildet ist, dass sich sein Abstand von der Mittelposition C3
der Stützwelle 16 selbst
beim Kippen des dritten Arms 23A nicht verändert, so
dass der dritte Arm 23A das Ausmaß des Kippens des zweiten Arms 22 nicht
umsetzt und keine Übertragung
auf den ersten Arm 21 erfolgt.
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Somit
wird der zweite Arm 22 durch einen konvexen Abschnitt 13a des
Nockens 13 um die Exzenterwelle 15 herum zum dritten
Arm 23A hin gekippt, und der dritte Arm 23A wird über die
zweite Nockenoberfläche 52 entgegen
dem Uhrzeigersinn gedreht. Zu diesem Zeitpunkt wird der erste Arm 21 von der
ersten Nockenoberfläche 51 in
die Richtung des Pfeils S3 gedreht, wodurch sich das Ventil 2 öffnet. Wenn
dies geschieht, bewegt sich der Berührungspunkt 36 zwischen
der Rolle 35 des ersten Arms 21 und der ersten
Nockenoberfläche 51 des
dritten Arms 23A auf der ersten Nockenoberfläche 51 in Übereinstimmung
mit dem Kippen des zweiten Arms 22. Wenn sich die Position
des Berührungspunktes 36 auf
dem nicht zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnitt 53 befindet,
kommt es nicht zum Öffnen
des Ventils 2, und die Ansteuerphase für die Ventilöffnung kann
gesteuert werden. Wenn sich die Position des Berührungspunktes 36 auf
dem zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnitt 51a befindet, kann
die Ventilhubhöhe
für die
Ventilöffnung
in Übereinstimmung
mit dieser Position gesteuert werden.
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Die
zweite Nockenoberfläche 52 weist
auch die gleiche Konfiguration auf wie die erste Nockenoberfläche 51,
und zwar einen nicht zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnitt,
dessen Abstand von der Mittelposition C3 der Stützwelle 16 sich selbst
beim Kippen des dritten Arms 23A nicht ändert, und einen zur Umsetzung
dienenden Oberflächenabschnitt,
dessen Abstand von der Mittelposition C3 der Stützwelle 16 sich beim
Kippen des dritten Arms 23A vergrößert. Somit lässt sich
abhängig
von den Positionen der Ausbildung des der Umsetzung dienenden Oberflächenabschnittes 51a der
ersten Nockenoberfläche
und des der Umsetzung dienenden Oberflächenabschnittes der zweiten
Nockenoberfläche
die optimale Hubhöhe
festlegen.
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Als
nächstes
werden die Funktionsweisen bei der variablen Ventilvorrichtung 1 der
vorliegenden Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben.
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2 zeigt
einen Zustand, bei dem die Kipphebelwelle 12 um einen Winkel θ1 in Bezug auf eine neutrale Position N mittels
der Drehelemente 24 zu einer Verzögerungswinkelseite hin gedreht
wird. In diesem Fall berührt
der zweite Arm 22 den Nocken 13, wobei der Berührungspunkt 47 in
Bezug auf einen neutralen Punkt PN zu einer
Verzögerungswinkelseite
hin (nach links oben in 2) verlagert wird. Auch die
Rolle 46 des zweiten Arms 22 wird in 2 nach
links oben verlagert.
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Wenn
die Nockenwelle 11 in diesem Zustand in die Richtung des
Pfeils R1 rotiert und die Rolle 45 des zweiten Arms 22 unter
der Einwirkung des konvexen Abschnittes 13a des Nockens 13,
wie in 3 gezeigt, nach oben schiebt, kippt der zweite
Arm 22 entgegen dem Uhrzeigersinn (ein Pfeil S1 in 2), wobei
die Exzenterwelle 15 die Rotationsachse ist. Infolgedessen
schiebt die Rolle 46 des zweiten Arms 22 die zweite
Nockenoberfläche 52 an,
woraufhin der dritte Arm 23A entgegen dem Uhrzeigersinn
kippt (Pfeil S2 in 2). Somit schiebt der zur Umsetzung dienende
Oberflächenabschnitt 51a der
ersten Nockenoberfläche 51 die
Rolle 35 an, so dass der erste Arm 21 entgegen
dem Uhrzeigersinn kippt (Pfeil S3 in 2). Daher
drückt
der vordere Endabschnitt der Einstellschraube 32 den Kopf 5 nach
unten und öffnet das
Ventil 2.
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In
diesem Fall befindet sich, wie in 2 gezeigt,
der Berührungspunkt 36 der
Rolle 35 des ersten Arms 21 vor der Ventilöffnung in
Richtung des zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnittes 51a der
ersten Nockenoberfläche 51 des
dritten Arms 23A. Wenn der dritte Arm 23A entgegen
dem Uhrzeigersinn kippt, wird somit bei der die Rolle 35 berührenden
ersten Nockenoberfläche 51 der
nicht zur Umsetzung dienende Oberflächenabschnitt 53 kurz und
der zur Umsetzung dienende Oberflächenabschnitt 51a lang. Ähnlich befindet
sich der Berührungspunkt 48 der
Rolle 46 des zweiten Arms 22 in Richtung des zur
Umsetzung dienenden Oberflächenabschnittes
der zweiten Nockenoberfläche 52 des
dritten Arms 23A. Wenn der dritte Arm 23A entgegen
dem Uhrzeigersinn kippt, wird somit bei der die Rolle 46 berührenden
zweiten Nockenoberfläche 52 der
nicht zur Umsetzung dienende Oberflächenabschnitt kurz und der
zur Umsetzung dienende Oberflächenabschnitt
lang.
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Infolgedessen
wird der erste Arm 21, während der Nockenwinkel klein
ist, in eine Richtung angesteuert, in der er das Ventil 2 öffnet, und
in die Richtung des Pfeils S3 geschoben, während die Rolle 35 den
zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnitt 51a über einen
langen Bereich berührt.
Dementsprechend erhält
man einen großen
Ventilöffnungswinkel,
d. h. eine große
Ventilhubhöhe.
In diesem Fall ist, wie in 6 (siehe
Kurve θ1) gezeigt, die Ventilhubhöhe groß, und der
Spitzenwert des Ventilhubes befindet sich in einem Verzögerungswinkel. Dies
ist die Ansteuerung des Ventils, die für eine große Ansaugmenge unter Bedingungen
mit hoher Motordrehzahl und hoher Belastung geeignet ist. Die Kurve θ1 in 6 stellt
eine Nockenwinkel/Ventilhubhöhe-Kurve
für den
Fall dar, dass die Kipphebelwelle 12 um θ1 aus der neutralen Position N in einen Verzögerungswinkel
gebracht wird.
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Als
nächstes
werden die Funktionsweisen bei der variablen Ventilvorrichtung 1 der
vorliegenden Ausführungsform
im Zustand der Zylinderabschaltung unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben.
Der Zustand der Zylinderabschaltung bezieht sich auf einen Zustand,
in dem das Ventil nicht geöffnet
und kein Kraftstoff zugeführt
wird.
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Die 4 und 5 zeigen
einen Zustand, bei dem die Kipphebelwelle 12 um einen Winkel θ2 in Bezug auf die neutrale Position N mittels
der Drehelemente 24 zu einer Voreilwinkelseite hin gedreht wird.
In diesem Fall wird der Berührungspunkt 47 des zweiten
Arms 22 mit dem Nocken 13 in Bezug auf den neutralen
Punkt PN zu einer Voreilwinkelseite hin (nach
rechts unten in 4) verlagert. Auch die Rolle 46 des
zweiten Arms 22 wird in 4 nach rechts
unten verlagert, und der dritte Arm 23A wird im Vergleich
zu 2 im Uhrzeigersinn verlagert. Im Zustand gemäß 4 befindet
sich im Vergleich zu dem Zustand gemäß 2 der Berührungspunkt
der Rolle 35 vor der Ventilöffnung auf dem nicht zur Umsetzung
dienenden Oberflächenabschnitt 53,
so dass die Rolle 35 beim Kippen des dritten Arms 23A nur den
nicht zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnitt 53 auf
der ersten Nockenoberfläche 51 des dritten
Arms 23A berührt.
Das heißt,
die Rolle 35 des ersten Arms 21 berührt den
zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnitt 51a nicht.
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Wenn
die Nockenwelle 11 in diesem Zustand in die Richtung des
Pfeils R1 rotiert und die Rolle 45 des zweiten Arms 22 unter
der Einwirkung des konvexen Abschnittes 13a des Nockens 13,
wie in 5 gezeigt, nach oben schiebt, kippt der zweite
Arm 22 entgegen dem Uhrzeigersinn (Pfeil S1 in 4),
wobei die Exzenterwelle 15 die Rotationsachse ist. Dadurch
schiebt die Rolle 46 des zweiten Arms 22 die zweite
Nockenoberfläche 52 an,
woraufhin der dritte Arm 23A entgegen dem Uhrzeigersinn
kippt (Pfeil S2 in 4). Zu diesem Zeitpunkt berührt der
nicht zur Umsetzung dienende Oberflächenabschnitt 53 der ersten
Nockenoberfläche 51 die
Rolle 35, so dass der Arm 21 minimal kippt und
ein Zustand entsteht, in dem das Ventil 2 nicht geöffnet wird,
d. h. ein Zustand der Zylinderabschaltung, bei dem die Ventilhubhöhe fast
null ist, wie durch eine gestrichelte Kurve θ2 in 6 angezeigt.
Die Kurve θ2 in 6 stellt
eine Nockenwinkel/Ventilhubhöhe-Kurve
für den
Fall dar, dass die Kipphebelwelle 12 um θ2 aus der neutralen Position N in einen Voreilwinkel
gebracht wird.
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Wenn
die Kipphebelwelle 12 von den Drehelementen 24 in
einem kleineren Winkel als dem Winkel θ2 aus
der neutralen Position N zu einer Voreilwinkelseite hin gedreht
wird, lässt
sich das Ausmaß der Ventilhubhöhe entsprechend
steuern. In diesem Fall berührt
die Rolle 35 des ersten Arms 21 über einen langen
Zeitraum (eine lange Entfernung) hinweg den nicht zur Umsetzung
dienenden Oberflächenabschnitt 53 der
ersten Nockenoberfläche 51 des
dritten Arms 23A, der als Übertragungsnocken dient. Wenn der
dritte Arm 23A in Übereinstimmung
mit dem Kippen des zweiten Arms 22 entgegen dem Uhrzeigersinn
rotiert, bewegt sich daher die Rolle 35 über eine kurze
Entfernung auf dem zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnitt 51a.
Infolgedessen resultiert aus dem Ausmaß der Drehung des ersten Arms 21 eine
Ventilhubhöhe,
die geringer ist als diejenige bei der in 6 gezeigten
Kurve θ1, d. h. ein kleiner Ventilöffnungswinkel.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Ventilhubhöhe gering, und die Ansteuerphase
des Ventils befindet sich in einem Voreilwinkel. Dies ist die Ansteuerung
des Ventils, die für
eine geringe Ansaugmenge unter Bedingungen mit niedriger Motordrehzahl
und geringer Belastung geeignet ist.
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Wenn
die variable Ventilvorrichtung 1 mit der oben beschriebenen
Konfiguration auf ein Ansaugsystem angewandt wird, ist die Öffnungsseite
des Ventils 2 unveränderlich,
während
die Schließseite des
Ventils fortlaufend geändert
werden kann. Somit kann ein Zyklus mit einem hohen Expansionsverhältnis bereitgestellt
werden.
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Darüber hinaus
lässt sich
durch einen synergetischen Effekt mit Trägheitsansaugung die Effizienz
des Kraftstoffverbrauchs verbessern. Trägheitsansaugung bezieht sich
auf die Luftansaugung im Ansaugrohr, die Trägheit entsteht dabei durch
das Pulsieren des Drucks, der durch die Ansaugtätigkeit des Kolbens erzeugt
wird. Durch die Verwendung dieser Trägheitsansaugung beginnt das
Schließen des
Ventils 2 beim Spitzenwert des Ansaugpulsierens, wobei,
selbst wenn der Kolben den unteren Totpunkt passiert hat, weiterhin
frische Luft in den Zylinder strömt,
wodurch der Füllungsgrad
erhöht
wird. Der Spitzenwerttakt des Pulsierens ist entsprechend der Drehzahl
des Motors unterschiedlich. Somit kann die Menge der Ansaugluft
erhöht
werden, indem in Übereinstimmung
mit dem Spitzenwerttakt mit dem Schließen des Ventils 2 begonnen
wird.
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Bei
der variablen Ventilvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform
kann der Zeitraum, in dem der zweite Arm 22 in Bezug auf
den Nocken 13 in einen Voreilwinkel gebracht wurde, durch
Verlängern
des Zeitraumes der Berührung
zwischen dem nicht zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnitt 53 des
dritten Arms 23A und der Rolle 35 aufgehoben werden,
wenn die Kipphebelwelle 12 auf der Grundlage der Phase
vom Anfang bis zum Ende der Ventilöffnung und der Ventilhubhöhe bei der
Kurve θ1 in 6 von den
Drehelementen 24 gedreht wird. Infolgedessen kann der Takt
des Beginns der Ventilöffnung,
wie die Kurve N in 6 (die Nockenwinkel/Ventilhubhöhe-Kurve
an der neutralen Position N der Kipphebelwelle 12) zeigt,
fast konstant gestaltet werden.
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Gemäß der vorliegenden
variablen Ventilvorrichtung 1 kann daher der Ventilschließtakt geändert werden,
wobei der Beginn des Ventilöffnungstaktes festgesetzt
ist. Somit ist der Ventilschließtakt
in Übereinstimmung
mit dem Pulsieren der Trägheitsansaugung
unterschiedlich, wobei die Menge der Ansaugluft zur Reduzierung
des Kraftstoffverbrauchs erhöht werden
kann. Eine optimale Steuerung der Luftmenge führt auch zu einem zufriedenstellenden
Verbrennungszustand, bei dem weniger unverbrannte Materialien entstehen,
was die Zusammensetzung der Abgase verbessert.
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Bei
einer konventionellen, gewöhnlichen Ventilvorrichtung
mit stufenlos variabler Phase ist, wenn der Ventilschließtakt des
Ansaugventils verzögert
ist, auch der Beginn des Ventilöffnungstaktes verzögert. Infolgedessen
wird eine Ventilüberschneidung
des Ansaugventils und des Ablassventils verringert oder beseitigt,
wodurch ein Pumpverlust verursacht wird. Gemäß der variablen Ventilvorrichtung 1 der
vorliegenden Ausführungsform
kann andererseits der Ventilschließtakt verzögert werden, wobei der Beginn
des Ventilöffnungstaktes
festgesetzt ist. Somit ist der Ventilschließtakt verzögert, wobei eine Ventilüberschneidung
beibehalten wird, wodurch die Menge der Ansaugluft zur Verbesserung
der Effizienz des Kraftstoffverbrauchs erhöht werden kann.
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Die
Abgastemperatur ist bei leichter Belastung und Luftüberschuss
im Allgemeinen niedrig. Gemäß der variablen
Ventilvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform
kann hingegen die Menge der Ansaugluft in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand
des Motors gesteuert werden. Die Abgastemperatur kann somit durch
eine Verringerung der Menge der Ansaugluft bei geringer Belastung
erhöht
werden. Infolgedessen kann, wenn ein Katalysator für die Abgasreinigung
vorhanden ist, dieser Katalysator aktiviert werden und seine Funktion
auf effektive Weise erfüllen.
In diesem Fall können
die Abgase durch den Katalysator gereinigt werden. Selbst wenn sich die
Zusammensetzung der Abgase ein wenig verschlechtert, kann somit
die Haupteinheit des Motors auf einen Zustand mit zufriedenstellender
Effizienz des Kraftstoffverbrauchs festgelegt werden. Dadurch lässt sich
die Effizienz des Kraftstoffverbrauchs der Haupteinheit des Motors
verbessern, und die Reinigung der Abgase durch den Katalysator kann
sowohl einen effizienteren Kraftstoffverbrauch als auch eine verbesserte
Abgasreinigung bewirken. Gemäß der variablen
Ventilvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform
wird darüber
hinaus die Menge der Ansaugluft bei leichter Belastung verringert
und somit die Notwendigkeit einer Ansaugklappe oder einer Auslassklappe
zum Steuern der Menge an Ansaugluft umgangen, wodurch sich die Kosten
verringern lassen.
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Ausführungsform
2
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Die 7A bis 7C sind
Ansichten, die weitere Beispiele für die Ausführungsform der variablen Ventilvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen.
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Die
in den 7A bis 7C gezeigte
variable Ventilvorrichtung unterscheidet sich von der oben angeführten Ausführungsform
1 durch die Konfiguration des dritten Arms (siehe dritter Arm 23A in den 7A bis 7C).
Die weiteren Merkmale, Funktionen und Wirkungen sind die gleichen
wie bei der variablen Ventilvorrichtung 1 der Ausführungsform
1. Gleichen Bestandteilen werden daher die gleichen Bezugsziffern
wie in Ausführungsform
1 zugeordnet, und ausführliche
Erläuterungen
werden weggelassen.
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Ein
dritter Arm befindet sich zwischen einer Rolle 35 eines
ersten Arms 21 und einer Rolle 46 eines zweiten
Arms 22 und fungiert als Übertragungsnocken. Durch entsprechendes
Festlegen der Form des dritten Arms, insbesondere der Form seines
zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnittes,
können
daher das Ausmaß der
Hubhöhe
des Ventils 2 und außerdem
seine Hubgeschwindigkeit entsprechend gewählt werden. Bei der variablen
Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung wird insbesondere bei dem ersten Arm 21 eine
drehbar gehaltene Rolle 35 verwendet, und bei dem zweiten Arm 22 wird
an den Stellen, die den dritten Arm berühren, eine drehbar gehaltene
Rolle 46 verwendet. Somit kann der Betrag der Verlagerung
jedes Arms auf zuverlässige
Weise zwischen dem zweiten Arm 22 und dem dritten Arm 23 sowie
zwischen dem dritten Arm 23 und dem ersten Arm 21 übertragen
werden. Darüber
hinaus kann durch das Festlegen der Form des dritten Armes selbst
ein hoher Grad an Flexibilität
erzielt werden. Infolgedessen lässt
sich die gesamte variable Ventilvorrichtung in kompakter Weise ausführen, und
insbesondere ihre Höhe
kann minimal gehalten werden.
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Bei
dem dritten Arm 23A der Ausführungsform 1 ist beispielsweise
der zur Umsetzung dienende Oberflächenabschnitt 51a der
ersten Nockenoberfläche,
der den ersten Arm 21 berührt, mit einer flachen Oberfläche ausgebildet.
Bei einem in den 7A und 7B gezeigten
dritten Arm 23B ist dagegen ein zur Umsetzung dienender
Oberflächenabschnitt 51b der
ersten Nockenoberfläche,
der den ersten Arm 21 berührt, mit einer konkav gekrümmten Oberfläche ausgebildet.
Aufgrund dieser Form ändert
sich der Abstand des zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnittes 51b vom
Mittelpunkt C3 einer Stützwelle 16 in Übereinstimmung
mit dem Kippen des dritten Arms 23B stark. Dieses Merkmal kann
einen Zustand festlegen, in dem die Geschwindigkeit des Öffnens des
Ventils 2 hoch (Anstieg ist groß) und die Hubhöhe groß ist, wie
durch eine Kurve 23B in 8 gezeigt
wird. 8 zeigt auch die Nockenwinkel/Ventilhubhöhe-Kurve,
wenn der dritte Arm 23A aus Ausführungsform 1 verwendet wird. Zum
Vergleich sind die Hubspitzenwerte im gleichen Phasenwinkel angeordnet.
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Bei
einem in den 7A und 7C gezeigten
dritten Arm 23C ist ein zur Umsetzung dienender Oberflächenabschnitt 51c der
ersten Nockenober fläche,
der den ersten Arm 21 berührt, mit einer konvex gekrümmten Oberfläche ausgebildet. Bei
dieser Konfiguration ändert
sich der Abstand des zur Umsetzung dienenden Oberflächenabschnittes 51c vom
Mittelpunkt C3 der Stützwelle 16 in Übereinstimmung
mit dem Kippen des dritten Arms 23C leicht. Dieses Merkmal
kann einen Zustand festlegen, in dem die Geschwindigkeit des Öffnens des Ventils 2 niedrig
(Anstieg ist gering) und die Hubhöhe gering ist, wie durch eine
Kurve 23C in 8 gezeigt wird.
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Wie
oben beschrieben, sind der zur Umsetzung dienende Oberflächenabschnitt
der ersten Nockenoberfläche
beim dritten Arm und ferner der zur Umsetzung dienende Oberflächenabschnitt
der zweiten Nockenoberfläche
beim dritten Arm in der Form einer geeigneten gekrümmten Oberfläche sowie
einer flachen Oberfläche
ausgebildet. Dadurch wird es einfach, Sollkenndaten für den Ventilhub
festzulegen. Es wird auch möglich,
einen hohen Grad an Flexibilität
beim Entwerfen der variablen Ventilvorrichtung selbst zu erzielen.
Die Form der gekrümmten
Oberfläche
kann nicht nur einer einfachen gekrümmten Oberfläche wie
einer konvex oder konkav gekrümmten
Oberfläche
wie oben beschrieben entsprechen, sondern auch einer wellenförmig gekrümmten Oberfläche.
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Ausführungsform
3
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Die
oben angeführten
Ausführungsformen
1 und 2 zeigen Konstruktionen, bei denen der zweite Arm 22 über die
Exzenterwelle 15 auf der Kipphebelwelle 12 kippbar
gehalten wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine
solche Haltekonstruktion beschränkt,
sondern kann eine Haltekonstruktion umfassen, bei der ein zweiter
Arm 22A unter Verwendung eines Verbindungselements 63 mit
Kardangelenk 62, das einen Stützabschnitt 61 des
zweiten Arms 22A kippbar hält, von einer Kipphebelwelle 12A gehalten
wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist
die Kipphebelwelle 12A teilweise gekerbt, und das Verbin dungselement 63 ist
zu Verbindungszwecken in dem gekerbten Abschnitt angeordnet. Der
Stützabschnitt 61 des
zweiten Arms 22A wird von dem Kardangelenk 62 am
Kopf des Verbindungselements 63 kippbar gehalten und um
einen Kipppunkt C5 gekippt. Somit wird der Kipppunkt C5, wenn die
Kipphebelwelle 12A durch die Drehelemente 24 gedreht wird,
in der Umfangsrichtung der Kipphebelwelle verlagert und kann die
gleiche Bewegung ausführen
wie in Ausführungsform
1.