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Die
Erfindung betrifft eine variable Ventileinheit für einen V-Motor, die eine Ansteuerphase
eines Einlaß-
oder Auslaßventils
variieren kann.
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Die
meisten in Kraftfahrzeuge eingebauten Motoren sind mit einer variablen
Ventileinheit ausgestattet, um Motorabgas zu begrenzen und Kraftstoffverbrauch
(spezifischen Benzinverbrauch) zu senken. Die variable Ventileinheit ändert eine
Phase, d. h. die Öffnungs-
und Schließzeit,
des Einlaß-/Auslaßventils
gemäß dem Fahrmodus
von Kraftfahrzeugen.
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Ein
hin- und hergehender Nockenaufbau ist als Aufbau der variablen Ventileinheit
angegeben. Gemäß dem hin-
und hergehenden Nockenaufbau wird eine Phasen einer in einer Nockenwelle
gebildete Nocke zeitweilig durch eine hin- und hergehende Nocke
ersetzt. Die hin- und hergehende Nocke hat ein Grundkreisintervall
und ein Hubintervall, die miteinander kommunizieren.
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Bei
dieser Art von hin- und hergehendem Nockenaufbau wird oft ein Kipphebelmechanismus
verwendet, um ein Verhältnis
eines Grundkreisintervalls und eines Hubintervalls, die durch die
hin- und hergehende Nocke ersetzt sind, zu variieren. Der Kipphebelmechanismus ändert dieses
Verhältnis
gemäß dem Fahrmodus
von Kraftfahrzeugen. Beispielsweise offenbart die JP-A-3245492 die
zuvor beschriebene variable Ventileinheit.
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Andererseits
muß im
Motor Pumpverlust reduziert werden, um den Kraftstoffverbrauch zu
senken.
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Berücksichtigt
man diese Pumpverlustreduzierung, sollte die folgende Bedingung
erfüllt
sein: Bei Änderung
einer Phase eines Einlaßventils
ist insbesondere erwünscht,
die Phase, d. h. die Ventilöffnungs-
und -schließzeit,
zu variieren, während
die Ventilöffnungszeit
des Einlaßventils
konstant bleibt. Dadurch wird Einlaßluft Zylindern verlustfrei
zugeführt.
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Allerdings
wird in der o. g. variablen Ventileinheit, die in der JP-A-3245492
offenbart ist, eine Nockenphase der Nockenwelle einfach durch eine hin-
und hergehende Nocke ersetzt. Aus diesem Grund ist der maximale
Hub der variierten Nockenphase im wesentlichen der gleiche wie die
Nockenphase vor dem Variieren. Dadurch ändern sich Ventilöffnungs-
und -schließzeiten
der variierten Nockenphase im Hinblick auf einen Zustand vor dem
Variieren.
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Aus
diesem Grund muß ein
Motor mit dieser variablen Ventileinheit vom Typ mit hin- und hergehender
Nocke eine variable Ventileinheit unabhängig verwenden, die sich vom
Typ mit hin- und hergehender Nocke unterscheidet.
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Insbesondere
wird eine variable Ventileinheit des folgenden Typs verwendet: d.
h., ein Typ zum Verschieben der Nocke in voreilende oder nacheilende
Winkelrichtung mittels Öldruck.
Die variable Ventileinheit variiert die Phase des Einlaßventils,
um die Ventilöffnungszeit
konstant zu machen, und reduziert dadurch den Pumpverlust.
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Kommen
aber mehrere variable Ventileinheiten beschreibungsgemäß zum Einsatz,
muß jedes variable
System gleichzeitig und richtig gesteuert werden. Außerdem muß die Phasenvariable
groß sein;
daher fehlt es an Ansprechbarkeit oder Variabilität. Als Ergebnis
ist es möglich,
daß sich
der Kraftstoffverbrauch nicht ausreichend verbessert.
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Insbesondere
wird bei Anwendung eines die Ventilphase variierenden Systems auf
einen V-Motor die Nockenwelle jeder Bank in die gleiche Richtung gedreht.
Im Gegensatz dazu ist ein an jeder Bank befestigtes Ventilsystem
in einem zueinander symmetrischen Zustand angeordnet. Als Ergebnis
kehrt sich die Phasenänderungsrichtung
jeder Bank um.
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Daher
unterscheidet sich die Ventilphasenvariable, d. h. die phasengesteuerte
Variable, in jeder Bank stark. Aus diesem Grund erfordert der V-Motor eine
phasenvariable Ventileinheit zum Kompensieren der Ventilphasenvariablen.
Zusätzlich
verwendet der V-Motor eine phasenvariable Ventileinheit mit einer unterschiedlichen
Phasenvariablen für
jede Bank.
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Folglich
wird der Aufbau der variablen Ventileinheit kompliziert. Außerdem ist
problematisch, daß das
Ansprechverhalten des Motors beeinträchtigt ist.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist, eine variable Ventileinheit für einen
V-Motor bereitzustellen, die gemeinsam für jede Bank verwendet wird
und eine Ventilschließzeit
statt einer Ventilöffnungszeit
mit der gleichen Phasenvariablen in jeder Bank stark variieren kann.
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Diese
Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen beschriebenen Merkmalen
gelöst.
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Erfindungsgemäß weist
eine variable Ventileinheit für
einen V-Motor eine Nockenwelle, einen Kipphebelmechanismus und einen
Umkehrmechanismus auf.
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Die
Nockenwelle ist an jeder Bank eines Paars Bänke befestigt.
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Der
Kipphebelmechanismus öffnet
und schließt
ein Einlaßventil
und/oder ein Auslaßventil. Der
Kipphebelmechanismus wird durch die in der Nockenwelle gebildete
Nocke angesteuert. Der Kipphebelmechanismus ändert eine Phase des Einlaßventils
oder des Auslaßventils,
während
er eine durch die Nocke angesteuerte Position in Umfangsrichtung
der Nockenwelle verschiebt.
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Der
Umkehrmechanismus kehrt eine Drehrichtung einer Nockenwelle einer
Bank im Hinblick auf eine Drehrichtung einer Nockenwelle der anderen
Bank um.
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Durch
diesen Aufbau wird eine variable Ventileinheit mit einfachem und
identischem Aufbau gemeinsam für
jede Bank mit Hilfe der o. g. Drehrichtungsumkehr der Nockenwelle
verwendet. In jeder Bank wird die Ventilschließzeit stärker als die Ventilöffnungszeit
mit der gleichen Nockenphasenvariablen variiert, was Pumpverlust
reduziert.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind Zylinder von Bänken
zueinander versetzt und dadurch in verschobenem Zustand angeordnet.
Der Umkehrmechanismus ist in einem Versatzraum vorgesehen, und der
Versatzraum ist an einem Bankende durch Versetzen der Bänke gebildet.
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Durch
diesen Aufbau ist der Umkehrmechanismus im Versatzraum angeordnet.
Dadurch ist der Umkehrmechanismus in den V-Motor kompakt eingebaut.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist der Kipphebelmechanismus eine Kipphebelwelle, einen
er sten Hebel, einen zweiten Hebel, eine Stützwelle, einen dritten Hebel
und einen variablen Mechanismus auf.
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Die
Kipphebelwelle ist an jeder Bank befestigt. Die Kipphebelwelle ist
parallel zur Nockenwelle angeordnet.
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Der
erste Hebel steuert das Einlaßventil und/oder
das Auslaßventil
an. Der erste Hebel ist an der Kipphebelwelle schwenkbar gelagert.
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Der
zweite Hebel ist mit der Kipphebelwelle als Drehpunkt schwenkbar.
Der zweite Hebel stößt an die
Nocke an, um über
die Nocke angesteuert zu werden.
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Die
Stützwelle
ist in der Umgebung der Kipphebelwelle angeordnet.
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Der
dritte Hebel ist an der Stützwelle schwenkbar
gelagert. Der dritte Hebel nimmt eine Verschiebung des zweiten Hebels
auf. Der dritte Hebel variiert eine Phase der Nocke gemäß einer
Positionsänderung
des zweiten Hebels, die durch Bewegung des Drehpunkts des zweiten
Hebels erzeugt wird, um den ersten Hebel anzusteuern.
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Der
variable Mechanismus verschiebt den Drehpunkt der Kipphebelwellenseite
des zweiten Hebels und verschiebt dadurch eine Position des über die
Nocke angesteuerten zweiten Hebels in Umfangsrichtung der Nockenwelle.
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Durch
diesen Aufbau weist der Kipphebelmechanismus einen einfachen und
einzelnen Mechanismus auf, der den ersten bis dritten Hebel kombiniert.
Durch Verwendung des Kipphebelmechanismus wird die Ventilschließzeit stärker als
die Ventilöffnungszeit
variiert.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine variable Ventileinheit gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung zusammen mit einem V-Motorkopf mit einer obenliegenden
Nockenwelle (SOHC), an dem diese Einheit befestigt ist;
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2 eine
Vorderansicht eines V-Motors von 1;
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3 eine
Querschnittansicht einer variablen Ventileinheit, die an einer rechten
Bank des V-Motors von 1 in der Umgebung einer Einlaßnocke befestigt
ist;
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4 eine
Querschnittansicht der variablen Ventileinheit, die an der rechten
Bank des V-Motors von 1 in der Umgebung einer Auslaßnocke befestigt
ist;
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5 eine
Draufsicht auf die variable Ventileinheit von 1;
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6 eine
perspektivische Explosionsansicht der variablen Ventileinheit von 5;
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7 eine
Querschnittansicht einer variablen Ventileinheit, die an einer linken
Bank des V-Motors von 1 befestigt ist;
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8 eine
Querschnittansicht eines Zustands, in dem ein Anstoßabschnitt
eines Kipphebels ein Grundkreisintervall einer Nockenfläche bei
maximaler Ventilhubsteuerung der variablen Ventileinheit kontaktiert;
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9 eine
Querschnittansicht eines Zustands, in dem ein Anstoßabschnitt
eines Kipphebels ein Hubintervall der Nockenfläche von 8 kontaktiert;
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10 eine
Querschnittansicht eines Zustands, in dem ein Anstoßabschnitt
eines Kipphebels ein Grundkreisintervall einer Nockenfläche bei
minimaler Ventilhubsteuerung der variablen Ventileinheit kontaktiert;
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11 eine
Querschnittansicht eines Zustands, in dem ein Anstoßabschnitt
eines Kipphebels ein Hubintervall der Nockenfläche von 10 kontaktiert;
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12 ein
Diagramm zur Erläuterung
der Leistung der variablen Ventileinheit;
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13 eine
Draufsicht auf einen Zustand, in dem eine variable Ventileinheit
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung an einem V-Motor mit zwei obenliegenden Nockenwellen
(DOHC) befestigt ist; und
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14 eine
Vorderansicht eines V-Motors von 13.
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Im
folgenden wird die variable Ventileinheit für einen V-Motor gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung anhand von 1 bis 12 beschrieben.
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1 ist
eine Draufsicht auf einen V-Motor 200. Der Motor 200 ist
z. B. ein V-Hubkolben-Ottomotor mit sechs Zylindern. 2 ist
eine Vorderansicht des Motors 200. 3 ist eine
Querschnittansicht einer rechten Bank des Motors 200. 4 ist
eine Querschnittansicht der rechten Bank des Motors 200 an
einem anderen Punkt als in 3. 7 ist
eine Querschnittansicht einer linken Bank des Motors 200.
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Gemäß 1 und 2 weist
der Motor 200 einen Motorhauptkörper 100 auf. Der
Motorhauptkörper 100 weist
einen Zylinderblock 104, einen Zylinderkopf 1,
eine Ölwanne 107 usw.
auf.
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Der
Zylinderblock 104 hat einen Kurbelgehäuseabschnitt 101 am
unteren Abschnitt. Der Zylinderblock 104 hat einen Deck-Zylinderabschnitt 103 am
oberen Abschnitt. Der Deck-Zylinderabschnitt 103 ist mit
sechs Zylindern 102 versehen. Diese Zylinder sind in 3×3-Aufteilung
angeordnet. Damit ist der Deck-Zylinderabschnitt 103 V-förmig.
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Der
Zylinderkopf 1 ist an jedem Kopf 103a des Deck-Zylinderabschnitts 103 befestigt.
Die Ölwanne 107 ist
am Zylinderblock 104 befestigt, um einen unteren Öffnungsabschnitt
des Kurbelgehäuseabschnitts 101 abzudecken.
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Durch
diesen Aufbau weist der Motorhauptkörper 100 eine rechte
Bank 108a und eine linke Bank 108b auf. Die rechte
und linke Bank 108a und 108b setzen sich aus dem
Deck-Zylinderabschnitt 103 und dem Zylinderkopf 1 zusammen.
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In
diesem Fall sind an den Bänken 108a und 108b befestigte
Zylinder in einem zueinander verschobenen Zustand so angeordnet,
daß eine
Pleuelstange, die sich von einem Kolben erstreckt, der in jedem
Zylinder 102 hin- und hergehend aufgenommen ist, auf der
Achse der Kurbelwelle 106 angeordnet ist.
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Gemäß 3 und 7 ist
der an der rechten Bank 108a befestigte Zylinderkopf 1 mit
mehreren Brennräumen 2 am
unteren Abschnitt ausgebildet. Jeder Brennraum 2 ist in
Entsprechung zum Zylinder 102 gebildet. Der an der linken
Bank 108b befestigte Zylinderkopf 1 ist mit mehreren
Brennräumen 2 am
unteren Abschnitt ausgebildet. Jeder Brennraum 2 ist in
Entsprechung zum Zylinder 102 gebildet.
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Jeder
Zylinderkopf 1 ist mit einem Paar Einlaßkanälen 3 und einem Paar
Auslaßkanälen 4 für jeden
Brennraum 2 versehen. In 3 und 7 ist nur
eine Seite dieser Einlaß- und Auslaßkanäle 3 und 4 gezeigt.
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Ein
Einlaßventil 5 und
ein Auslaßventil 6 sind im
oberen Abschnitt des Zylinderkopfs 1 eingebaut. Das Einlaßventil 5 öffnet und
schließt
den Einlaßkanal 3.
Das Einlaßventil 5 weist
ein hin- und hergehendes Ventil auf. Das Auslaßventil 6 öffnet und
schließt den
Auslaßkanal 4.
Das Auslaßventil 6 weist
ein hin- und hergehendes Ventil auf.
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Der
vorgenannte Einlaßkanal
und das Einlaßventil 3 und 5 sind
innerhalb der Bank in der rechten und linken Bank 108a und 108b angeordnet.
Der vorgenannte Auslaßkanal
und das Auslaßventil 4 und 6 sind
außerhalb
der Bank in der rechten und linken Bank 108a und 108b angeordnet.
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Somit
führt der
Motor 200 Einlaßluft
aus dem Inneren der Bank zu und gibt Abgas aus dem Äußeren der
Bank aus. Als Ergebnis führt
der Motor 200 Einlaß-
und Auslaßbetriebsabläufe mit
Hilfe der V-Form des Decks rationell durch.
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In
diesem Fall sind die o. g. Einlaß- und Auslaßventile 5 und 6 vom
normalerweise geschlossenen Typ und werden durch eine Ventilfeder 7 in
Ventilschließrichtung
gedrückt.
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Die
rechte und linke Bank 108a und 108b sind mit einem
Ventilsystem 8 versehen. Das Ventilsystem 8 ist
vom SOHC-Typ (mit einer obenliegenden Nockenwelle).
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Die
an der rechten und linken Bank 108a und 108b befestigten
Ventilsysteme sind in einem symmetrischen Zustand zueinander angeordnet.
Insbesondere ist der Aufbau, bei dem der Einlaßkanal und das Einlaßventil 3 und 5 sowie
der Auslaßkanal
und das Auslaßventil 4 und 6 in
der rechten Bank 108a angeordnet sind, symmetrisch zum
Aufbau, bei dem der Einlaßkanal
und das Einlaßventil 3 und 5 sowie der
Auslaßkanal
und das Auslaßventil 4 und 6 in
der linken Bank 108b angeordnet sind.
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Im
Aufbau des Ventilsystems 8, das an der rechten Bank 108a befestigt
ist, und im Aufbau des Ventilsystems 8, das an der linken
Bank 108b befestigt ist, kommen die gleichen Komponenten
und Aufbauten zum Einsatz. 5 ist eine
Draufsicht auf einen Abschnitt in Entsprechung zu einem Zylinder 102 im
Ventilsystem 8, das an der rechten Bank 108a befestigt
ist. 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines
Abschnitts in Entsprechung zu einem Zylinder 102 im Ventilsystem 8,
das an der rechten Bank 108a befestigt ist.
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Im
folgenden wird das an der rechten Bank 108a befestigte
Ventilsystem 8 erläutert.
Das Ventilsystem 8 weist eine Nockenwelle 10,
eine variable Ventileinheit 20, eine Auslaßkipphebelwelle 12 und einen
Kipphebel 18 auf.
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Die
Nockenwelle 10 ist über
dem Brennraum 2 angeordnet. Die Nockenwelle 10 erstreckt
sich in Längsrichtung
des Zylinderkopfs 1. Die Nockenwelle 10 ist drehbar.
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Gemäß 3 dreht
die Nockenwelle bei Antrieb in Pfeilrichtung A. Die Nockenwelle 10 ist
mit einer Einlaßnocke 15 und
zwei Auslaßnocken 16 für jeden
Brennraum 2 ausgebildet. Insbesondere ist die Einlaßnocke 15 an
einem Wellenabschnitt gemäß 5 gebildet.
Der Wellenabschnitt ist ein Abschnitt in Entsprechung zur Mitte
des Brennraums 2 in der Nockenwelle 10. Die Auslaßnocken 16 sind
auf beiden Seiten der Einlaßnocke 15 in
der Nockenwelle 10 gebildet.
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Die
variable Ventileinheit 20 weist einen Kipphebelmechanismus 19 auf.
Der Kipphebelmechanismus 19 weist eine Einlaßkipphebelwelle 11 und
eine Stützwelle 13 auf.
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Die
Einlaßkipphebelwelle 11 ist
innerhalb der Bank angeordnet. Die Kipphebelwelle 11 erstreckt sich
etwa parallel zur Nockenwelle 10. Die Kipphebelwelle 11 ist
drehbar. Mit dem Inneren der Bank ist das Innere in Breitenrichtung
des Zylinderkopfs bezeichnet.
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Die
Auslaßkipphebelwelle 12 ist
auf der Gegenseite zur Einlaßkipphebelwelle 11 über die
Nockenwelle 10 angeordnet und etwa parallel zur Nockenwelle 10 befestigt.
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Die
Stützwelle 13 ist über einer
Stelle zwischen den Kipphebelwellen 11 und 12 fest
angeordnet. Die Stützwelle 13 ist
in einem Zustand befestigt, in dem sie etwa parallel zur Nockenwelle 10 angeordnet
ist.
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Gemäß 4 bis 6 ist
die Auslaßkipphebelwelle 12 drehbar
mit dem Kipphebel 18 für
jedes Auslaßventil 6 vorgesehen.
Der Kipphebel 18 steuert das Auslaßventil 6 an. Die
Auslaßkipphebelwelle 12 ist
für jedes
Auslaßventil 6,
d. h. jede Auslaßnocke 16,
vorgesehen. In 4 bis 6 ist ein einseitiger
Kipphebel 18 dargestellt.
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Der
Kipphebel 18 weist z. B. eine Kipphebelwellen-Stütznabe 22,
ein Wälzteil 23 und
einen Justierschraubenabschnitt 24 auf.
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Die
Kipphebelwellen-Stütznabe 22 ist
an der Kipphebelwelle 12 drehbar gelagert.
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Das
Wälzteil 23 ist
an einem Endabschnitt der Nockenwelle 10 vorgesehen. Das
Wälzteil 23 ist drehbar
befestigt.
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Der
Justierschraubenabschnitt 24 ist am anderen Endabschnitt
vorgesehen. Der Justierschraubenabschnitt 24 fungiert als
Ansteuerteil des Auslaßventils 6.
Das Wälzteil 23 wälzt in Kontakt
mit einer Nockenfläche
der Auslaßnocke 16.
Der Justierschraubenabschnitt 24 ist am oberen Endabschnitt des
Auslaßventils 6 angeordnet.
Der obere Endabschnitt des Auslaßventils 6 steht vom
oberen Abschnitt des Zylinderkopfs 1 nach außen vor.
Der obere Endabschnitt des Auslaßventils 6 ist ein
Ventilschaftende.
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Der
Kipphebelmechanismus 19 weist einen Kipphebel 25 als
ersten Hebel, einen Mittelkipphebel 35 als zweiten Hebel
und eine Schwenknocke 45 als dritten Hebel auf.
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Dadurch
steuert der Kipphebelmechanismus 19 die gepaarten Einlaßventile 5 gemeinsam
an. Drehen der Kipphebelmechanismus 19 und der Kipphebel 18 die
Einlaßnocke 15 und
Auslaßnocke 16,
werden das Einlaßventil 5 und
das Auslaßventil 6 gemäß einem
vorbestimmten Verbrennungszyklus geöffnet und geschlossen. Der
vorbestimmte Verbrennungs-Zyklus hat z. B. vier Takte, d. h. Einlaßtakt, Verdichtungstakt,
Expansionstakt und Auslaßtakt, die
sich nacheinander fortsetzen.
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Gemäß 3 bis 6 weist
der Kipphebelmechanismus 19 einen Kipphebel 25 als
ersten Hebel, einen Mittelkipphebel 35 als zweiten Hebel
und eine Schwenknocke 45 als dritten Hebel auf.
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Der
Kipphebel 25 ist an der Kipphebelwelle 11 schwenkbar
gelagert. Der Mittelkipphebel 35 wird durch die Einlaßnocke 15 angesteuert.
Die Schwenknocke 45 ist an der Stützwelle 13 schwenkbar
gelagert.
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Gemäß 6 ist
im Kipphebel 25 ein Abschnitt, der Verschiebung zu mehreren,
d. h. gepaarten, Einlaßventilen 5 überträgt, gabelförmig ausgebildet.
Beispielsweise weist der Kipphebel 25 ein Paar Kipphebelteile 29 auf.
Jedes Kipphebelteil 29 ist mit einer zylindrischen Kipphebelwellen-Stütznabe 26 in der
Mitte ausgebildet. Die gepaarten Kipphebelteile 29 sind
parallel zueinander angeordnet.
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Ein
Ende des Kipphebelteils 29 ist mit einem Justierschraubenabschnitt 27 versehen.
Der Justierschraubenabschnitt 27 ist ein Ansteuerteil zum
Ansteuern des Einlaßventils 5.
Ein Wälzteil 30 ist
zwischen den anderen Enden der Kipphebelteile 29 als Wälzkontaktelement
drehbar eingefügt.
Das Wälzteil 30 ist
auf einer kurzen Welle 32 drehbar gelagert.
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Gemäß 3 und 5 ist
die Kipphebelwelle 11 in die Kipphebelwellen-Stütznabe 26 des
zusammengebauten Kipphebels 25 so eingesetzt, daß der Kipphebel 25 schwenkbar
ist.
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In
diesem Fall ist das Wälzteil 30 zur
Mitte des Zylinderkopfs 1 orientiert. Ein Justierschraubenabschnitt 27 ist
am oberen Ende eines Einlaßventils 5 angeordnet.
Das obere Ende eines Einlaßventils 5 steht
vom oberen Abschnitt des Zylinderkopfs 1 vor. Der andere
Justierschraubenabschnitt 27 ist am oberen Ende des anderen
Einlaßventils 5 angeordnet. Das
obere Ende des anderen Einlaßventils 5 steht vom
oberen Abschnitt des Zylinderkopfs 1 vor. Das obere Ende
jedes Einlaßventils
ist ein Ventilschaftende.
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Gemäß 3 und 6 kommt
ein L-förmiges
Teil als Mittelkipphebel 35 zum Einsatz. Der Mittelkipphebel 35 hat
z. B. einen Nockenstößel 36 und einen
Halteabschnitt 37. Die Form des Halteabschnitts 37 ist
eine Rahmenform zum drehbaren Lagern des Nockenstößels 36.
Der Nockenstößel 36 ist ein
Wälzkontaktelement,
das in Kontakt mit der Nockenfläche
der Einlaßnocke 15 wälzt.
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Der
Mittelkipphebel 35 hat einen Schlepphebelabschnitt 38 und
einen Drehpunkthebelabschnitt 39. Der Schlepphebelabschnitt 38 erstreckt
sich vom Halteabschnitt 37 nach oben. Der Schlepphebelabschnitt 38 ist
säulenförmig. Insbesondere
erstreckt sich der Schlepphebelabschnitt 38 zu einer Stelle zwischen
der Kipphebelwelle 11 und der Stützwelle 13.
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Gemäß 4 hat
der Drehpunkthebelabschnitt 39 eine flache Form, die sich
von der Seite des Halteabschnitts 37 zur Unterseite eines
Kipphebelwellenabschnitts 11a erstreckt. Der Kipphebelwellenabschnitt 11a ist
ein Abschnitt, der zwischen dem einen und dem anderen Kipphebelteil 29 freiliegt.
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Das
Spitzenende des Schlepphebelabschnitts 38 ist mit einer
schiefen Ebene 40 als Ansteuerfläche zur Verschiebungsübertragung
zur Schwenknocke 45 ausgebildet. Die schiefe Ebene 40 ist
so gebildet, daß die
Seite der Kipphebelwelle 11 tiefer liegt, während die
Seite der Stützwelle 13 höher liegt.
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Durch
diesen Aufbau ist der Mittelkipphebel 35 etwa L-förmig ausgebildet.
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Das
Spitzenende des Drehpunkthebelabschnitts 39 ist am Kipphebelwellenabschnitt 11a gelagert.
Gemäß 3, 4, 6 und 8 bis 11 ist
der Lageraufbau des Drehpunkthebelabschnitts 39 am Kipphebelwellenabschnitt 11a als Stiftteil 41 und
Feststellmutter 41b dargestellt.
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Das
Stiftteil 41 ist mit einem Kugelabschnitt 41a am
unteren Endabschnitt ausgebildet. Das Stiftteil 41 ist
mit einem Außengewindeabschnitt 41c auf der
Außenumfangsfläche ausgebildet.
Der Außengewindeabschnitt 41c ist
mit einem Außengewinde
hergestellt.
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Der
obere Abschnitt des Kipphebelwellenabschnitts 11a ist mit
einem Einstellsitz 11b ausgebildet. Der Einstellsitz 11b ist
so gebildet, daß der
obere Abschnitt des Kipphebelwellenabschnitts 11a eingekerbt
ist. Das Stiftteil 41 durchläuft den Kipphebelwellenabschnitt 11a vom
Einstellsitz 11b nach unten.
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Im
Kipphebelwellenabschnitt 11a ist ein Loch, das vom Stiftteil 41 durchlaufen
wird, mit einem Innengewindeabschnitt ausgebildet, der in den Außengewindeabschnitt 41c eingreift.
Dadurch ist das Stiftteil 41 in den Kipphebelwellenabschnitt 11a eingeschraubt.
Die Feststellmutter 41b verspannt einen vom Einstellsitz 11b vorstehenden
Abschnitt im Stiftteil 41. Dadurch ist das Stiftteil 41
am Kipphebelwellenabschnitt 11a befestigt.
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Der
Endabschnitt des Stiftteils 41, der vom Kipphebelwellenabschnitt 11a vorsteht,
ist über
den Drehpunkthebelabschnitt 39 gelagert. Der Drehpunkthebelabschnitt 39 ist
mit einem halbkugelförmigen
Aufnahmeabschnitt 42 an der Oberseite des Spitzenendes
ausgebildet. Ein vom Kipphebelwellenabschnitt 11a vorstehender
Kugelabschnitt 41a ist in den Aufnahmeabschnitt 42 drehbar
eingepaßt.
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Der
Kugelabschnitt 41a und der Aufnahmeabschnitt 42 bilden
einen Schwenkabschnitt P. Der Schwenkabschnitt P fungiert als Drehpunkt
der Seite der Kipphebelwelle 11 des Mittelkipphebels 35.
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Steuert
die Einlaßnocke 15 den
Nockenstößel 36 an,
ist der Mittelkipphebel 35 mit dem Schwenkabschnitt P senkrecht
schwenkbar, an dem der Kugelabschnitt 41a in den Aufnahmeabschnitt 42 als Drehpunkt
eingepaßt
ist.
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Gemäß 1 und 6 ist
der Endabschnitt der Kipphebelwelle 11 mit einem Steuerstellglied,
d. h. einem Steuermotor 43, verbunden. Durch Betätigung des
Steuermotors 43 wird die Kipphebelwelle 11 nach
Bedarf gedreht und verschoben.
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Insbesondere
ist die Kipphebelwelle 11 in einem nachfolgend beschriebenen
Bereich drehbar. Das heißt,
die Kipphebelwelle 11 kann in einem Bereich aus einem Zustand,
in dem das Stiftteil 41 gemäß 8 und 9 etwa
senkrecht ist, in einen Zustand drehbar sein, in dem es zur Seite
der Nockenwelle 10 gemäß 10 und 11 geneigt
ist.
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Der
Schwenklageraufbau am Drehpunkthebelabschnitt des Stiftteils 41 und
der Steuermotor 43 bilden einen Drehpunktbewegungsmechanismus 44. Der
Drehpunktbewegungsmechanismus 44 ist ein Beispiel für einen
variablen Mechanismus.
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Durch
Verwendung des Drehpunktbewegungsmechanismus 44 wird der
Drehpunkt P der Kipphebelwelle 11 des Mittelkipphebels 35 in
eine Richtung verschoben, die die Axialrichtung der Kipphebelwelle 11 kreuzt.
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Gemäß 8 bis 11 wird
der Drehpunkt P der Seite der Kipphebelwelle 11 des Mittelkipphebels 35 bewegt,
wodurch der Mittelkipphebel 35 in seiner Position verschoben
wird. Mit Hilfe dieser Bewegung wird eine Position P1 des in Kontakt
mit der Einlaßnocke 15 wälzenden
Nockenstößels 36 in
Umfangsrichtung der Nockenwelle 10 verschoben.
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Gemäß 3, 4 und 6 hat
die Schwenknocke 45 einen Verschiebungsaufnahmeabschnitt 48.
Die Stützwelle 13 ist
in den Nabenabschnitt 46 so drehbar eingesetzt, daß die Schwenknocke 45 drehbar
ist. Der Nabenabschnitt 46 ist zylinderförmig.
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Der
Hebelabschnitt 47 erstreckt sich vom Nabenabschnitt 46
zum Wälzteil 30.
Das heißt,
der Hebelabschnitt 47 erstreckt sich vom Nabenabschnitt 46 zum
Kipphebel 25. Der Verschiebungsaufnahmeabschnitt 48 ist
am unteren Abschnitt des Hebelabschnitts 47 gebildet.
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Das
Spitzenende des Hebelabschnitts 47 ist mit einer Nockenfläche 49 ausgebildet.
Die Nockenfläche 49 fungiert
als Übertragungsflächenabschnitt zur
Verschiebungsübertragung
zum Kipphebel 25. Beispielsweise erstreckt sich die Nockenfläche 49 senkrecht.
Die Nockenfläche 49 wird
in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des
Wälzteils 30 des
Kipphebels 25 gewälzt.
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Gemäß 6 hat
der Verschiebungsaufnahmeabschnitt 48 einen Aussparungsabschnitt 51 und eine
kurze Welle 52 als Wellenteil. Der Aussparungsabschnitt 51 ist
am unteren Abschnitt des Hebelabschnitts 47 und genau über der
Nockenwelle 10 gebildet. Die kurze Welle 52 ist
im Aussparungsabschnitt 51 in gleicher Richtung drehbar
wie die Wellen 10, 11 und 12 aufgenommen.
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Der
untere Abschnitt der kurzen Welle 52, der aus dem Öffnungsabschnitt
des Aussparungsabschnitts 51 freiliegt, ist mit einem Aussparungsabschnitt 53 ausgebildet.
Das Spitzenende des Schlepphebelabschnitts 38, d. h. das
Spitzenende des Mittelkipphebels 35, ist in den Aussparungsabschnitt 53 gleitend
eingesetzt.
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Der
Boden des Aussparungsabschnitts 53 ist mit einer Aufnahmefläche 53a ausgebildet.
Die Aufnahmefläche 53a ist
flach. Die Aufnahmefläche 53a kontaktiert
die schiefe Ebene 40, um die schiefe Ebene 40 gleitend
aufzunehmen.
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Durch
diesen Aufbau ist die Schwenknocke 45 periodisch schwenkbar,
wenn sie die Verschiebung des Mittelkipphebels 35 durch
Schwenken aufnimmt. In diesem Fall fungiert die Stützwelle 13 als Drehpunkt
X. Der Aussparungsabschnitt 53 fungiert als Kraftpunkt
Y zum Aufnehmen einer Last vom Mittelkipphebel 35. Die
Nockenfläche 49 fungiert
als Lastpunkt Z zum Ansteuern des Kipphebels 25.
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Der
Mittelkipphebel 35 wird durch die Einlaßnocke 15 angesteuert.
Beim Verschieben der Position des Mittelkipphebels 35 in
Umfangsrichtung der Nockenwelle 10 ändert sich die Position der
Schwenknocke 45. Bei Änderung
der Position der Schwenknocke 45 wird eine Phase der Einlaßnocke 15 in voreilende
oder nacheilende Winkelrichtung verschoben.
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Die
Nockenfläche 49 ist
eine gekrümmte
Fläche.
Der Abstand von der Mitte der Stützwelle 13 zur gekrümmten Fläche ändert sich.
Insbesondere ist der obere Abschnitt der Nocken fläche 49 ein
Grundkreisintervall α.
Der untere Abschnitt der Nockenfläche 49 ist ein Hubintervall β als Umwandlungsteilstück.
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Das
Grundkreisintervall α ist
eine Bogenfläche
um die Achse der Stützwelle 13.
Das Hubintervall β hat
Bogenflächen β1 und β2.
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Die
Bogenfläche β1 setzt sich
zum Grundkreisintervall α fort.
Die Bogenfläche β1 ist eine
Bogenfläche
umgekehrt zum Grundkreisintervall α. Die Bogenfläche β2 als Fortsetzung
der Bogenfläche β1 ist eine
Bogenfläche
umgekehrt zur Bogenfläche β1.
-
Das
Hubintervall β ist
eine Bogenfläche
mit der gleichen Nockenform wie die Hubfläche der Einlaßnocke 15.
Das Hubintervall β hat
die gleiche Funktion wie die Hubfläche der Einlaßnocke 15.
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Beim
Verschieben des Nockenstößels 36 in voreilende
Winkelrichtung ändert
sich die Fläche
der Nockenfläche 49,
die das Wälzteil 30 kontaktiert.
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Insbesondere ändert sich
ein Verhältnis
zwischen nachfolgend angegebenen Intervallen α1 und β3. Das Intervall α1 ist ein
Intervall, in dem das Wälzteil 30 im
Grundkreisintervall α tatsächlich hin-
und hergeht bzw. kommt und geht. Das Intervall β3 ist ein Intervall, in dem
das Wälzteil 30 im
Hubintervall β tatsächlich hin-
und hergeht.
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Mit
der Änderung
des Verhältnisses
der Intervalle α1
und β3 wird
bei der Öffnungs-
und Schließzeit
des Einlaßventils 5 die
Ventilschließzeit stärker geändert als
die Ventilöffnungszeit.
Die Ventilöffnungszeit
ist kontinuierlich variabel. Zugleich ist die Größe des Ventilhubs des Einlaßventils 5 kontinuierlich
variabel.
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Gemäß 6 ist
das obere Ende des Stiftteils 41 mit einer Kreuzschlitznut 55 als
Aufnahmeteil ausgebildet, das z. B. einen Drehvorgang aufnimmt. Durch
Verwendung der Nut 55 des Stiftteils 41, des o. g.
Schraubaufbaus daran und der Feststellmutter 41b wird die
Ventilöffnungszeit
des Einlaßventils 5 für jeden
Zylinder justiert.
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Gemäß 3 bis 6 ist
die variable Ventileinheit 20 mit einem Drücker 58 versehen.
Der Drücker 58 drückt gegen
einen lippenförmigen
Aufnahmeabschnitt 67, der am Außenumfangsabschnitt des Nabenabschnitts 46 gebildet
ist. Dadurch stehen die Hebel des Kipphebelmechanismus 19 in
engem Kontakt miteinander.
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Gemäß 3 ist
der Zylinderkopf 1 mit einer Zündkerze 70 versehen.
Die Zündkerze 70 zündet ein
Kraftstoff/Luft-Gemisch im Brennraum 2. Die Zündkerze 70 ist
ein Beispiel für
Vorrichtungen zum Zünden
eines Kraftstoff/Luft-Gemischs im Brennraum 2.
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Gemäß 7 hat
das Ventilsystem 8 der linken Bank 108b einen
Aufbau, der zu dem der rechten Bank 108a symmetrisch ist.
Insbesondere sind Komponenten des Kipphebelmechanismus 19 des
Ventilsystems 8 der linken Bank 108b im Hinblick
auf das Ventilsystem der rechten Bank 108a symmetrisch
angeordnet.
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Elemente,
die die variable Ventileinheit 20 der linken Bank 108b bilden,
sind die gleichen wie jene, die die variable Ventileinheit 20 der
rechten Bank 108a bilden. Allerdings sind diese Elemente,
die die variable Ventileinheit 20 der linken Bank 108b bilden, in
umgekehrter Richtung zu denen angeordnet, die die rechte Bank 108a bilden.
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Zur
Bezeichnung von Elementen, die die variable Ventileinheit 20 der
rechten und linken Bank 108a und 108b bilden,
kommen die gleichen Bezugszahlen zum Einsatz. Daher wird auf die
Erläuterung der
Elemente verzichtet, die die variable Ventileinheit 20 der
linken Bank 108b bilden.
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Die
variable Ventileinheit 20 weist ein Paar Nockenwellenräder 80 und
ein Kurbelwellenrad 81 auf. Gemäß 2 ist ein
Rad 80 an einem Ende der Nockenwelle 10 der rechten
Bank 108a befestigt. Das andere Rad 80 ist an
einem Ende der Nockenwelle 10 der linken Bank 108b befestigt.
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Das
Kurbelwellenrad 81 ist an einem Ende der Kurbelwelle 106 befestigt. Über die
Nockenwellenräder 80 und
das Kurbelwellenrad 81 spannt sich ein Übertragungsteil 82.
Ein Zahn riemen oder eine Zahnkette wird als Übertragungsteil 82 verwendet. Das Übertragungsteil 82 ist
ringförmig.
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Das Übertragungsteil 82 ist
Teil eines Nockenübertragungsmechanismus.
Die Ausgabe von der Kurbelwelle 106 wird zu den Nockenwellen
der rechten und linken Bank 10a und 108b über den
Nockenübertragungsmechanismus übertragen.
Dadurch wird die Nockenwelle 10 angetrieben.
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Der
Motorhauptkörper 100 ist
mit einer Umlenkrolle 84 und einer Spannrolle 85 versehen.
Die Umlenkrolle 84 führt
das Übertragungsteil 82.
Die Spannrolle 85 setzt das Übertragungsteil 82 unter Spannung.
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Beschreibungsgemäß ist die
variable Ventileinheit 20 der rechten Bank 108a symmetrisch
zu der der linken Bank 108b angeordnet. Die Drehrichtungen
der Nockenwellen 10 der rechten und linken Bank 108a und 108b sind
gleich.
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Bei Übertragung
der Kurbelwellenausgabe zu den Nockenwellen 10 der rechten
und linken Bank 108a und 108b ist daher eine Nockenphasenänderung
der variablen Ventileinheit 20 der linken Bank 108b umgekehrt
zu der der variablen Ventileinheit 20 der rechten Bank 108a.
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Daher
weist die variable Ventileinheit 20 einen Planetenradmechanismus 90 gemäß 1 und 2 auf.
Der Planetenradmechanismus 90 ist an der linken Bank 108b vorgesehen.
Der Planetenradmechanismus 90 ist ein Beispiel für einen
Umkehrmechanismus zum Umkehren der Drehung der Nockenwelle 10.
Durch Verwendung des Planetenradmechanismus 90 wird die
Phasenänderung
der rechten und linken Bank 108a und 108b in gleicher
Richtung vollzogen.
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Der
Planetenradmechanismus 90 ist in einem Versatzraum S aufgenommen.
Der Versatzraum S ist ein Raum, der durch Bankversatz der rechten und
linken Bank 108a und 108b gebildet ist. Insbesondere
liegt der Versatzraum S zwischen dem vorderen Ende der linken Bank 108b und
dem Nockenwellenrad 80 vor dem vorderen Ende der linken
Bank 108b.
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Der
Planetenradmechanismus 90 ist am Nockenwellenabschnitt
vorgesehen. In der Nockenwelle 10 ist der Nockenwellenabschnitt
ein Abschnitt zwischen dem Nockenwellenrad 80 und der zum
Nockenwellenrad 80 nächstgelegenen
Nockengruppe. Der Nockenwellenabschnitt ist z. B. zweigeteilt.
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Der
Planetenradmechanismus 90 setzt sich aus einem Sonnenrad 91,
einem Hohlrad 92, einem Planetenrad 93 und einem
Träger 94 zusammen. Das
Sonnenrad 91 ist mit einem Abschnitt der zweigeteilten
Nockenwellenabschnitte verbunden. Einer der zweigeteilten Nockenwellenabschnitte
ist die Seite der linken Bank 108b.
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Das
Hohlrad 92 ist mit dem anderen der zweigeteilten Nockenwellenabschnitte
verbunden. Der andere der zweigeteilten Nockenwellenabschnitte ist
eine Rollenseite.
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Das
Planetenrad 93 greift in das Sonnenrad 91 und
das Hohlrad 92 ein.
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Ein
Träger 94 ist
am Zylinderblock 104 befestigt. Der Träger 94 lagert das
Planetenrad 93.
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Vom
Hohlrad 92 eingegebene Drehung wird in ihrer Drehrichtung über das
Planetenrad 93 umgekehrt. Die über das Planetenrad 93 umgekehrte
Drehung wird zur Nockenwelle 10 der rechten Bank 108a über das
Sonnenrad 91 übertragen.
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Durch
Verwendung des Planetenradmechanismus 90 sind die Phasen
der Einlaßventile
der rechten und linken Bank 108a und 108b in gleicher Richtung
variabel.
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Im
folgenden wird der Betrieb jeder variablen Ventileinheit 20 der
rechten und linken Bank 108a und 108b erläutert. Bei
angetriebenem Motor 200 wird die Ausgabe von der Kurbelwelle 106 zur
rechten und linken Bank 108a und 108b über das Übertragungsteil 82 übertragen.
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Zunächst wird
der Betrieb der variablen Ventileinheit 20 der rechten
Bank 108a nachstehend erläutert. Gemäß 3 dreht
die Nockenwelle 10 in Pfeilrichtung A gemäß der Ausgabe
der Kurbelwelle 106, die vom Übertragungsteil 82 übertragen
wird.
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Der
Nockenstößel 36 des
Mittelkipphebels 35 kontaktiert die Einlaßnocke 15.
Der Nockenstößel 36 wird
entlang einem Nockenprofil der Einlaßnocke 15 angesteuert.
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Der
Mittelkipphebel 35 ist mit dem Schwenkabschnitt der Kipphebelwelle 11 als
Drehpunkt senkrecht schwenkbar. Diese Schwenkverschiebung wird zur
Schwenknocke 45 über
dem Mittelkipphebel 35 übertragen.
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Ein
Endabschnitt der Schwenknocke 45 ist an der Stützwelle 13 schwenkbar
gelagert. Der andere Endabschnitt der Schwenknocke 45 wälzt in Kontakt
mit dem Wälzteil 30 des
Kipphebels 25. Die in der drehbaren kurzen Welle 52 gebildete
Aufnahmefläche 53a kontaktiert
die am Spitzenende des Schlepphebels 38 gebildete schiefe
Ebene 40.
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Infolgedessen
bewegt sich die Schwenknocke 45 durch die schiefe Ebene 40 wiederholt
nach oben oder unten, während
sie darauf gleitet. Durch Schwenken der Schwenknocke 45 ist
die Nockenfläche
senkrecht schwenkbar.
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Das
Wälzteil 30 wälzt in Kontakt
mit der Nockenfläche 49.
Dadurch wird das Wälzteil 30 periodisch
an die Nockenfläche 49 gedrückt. Durch
Drücken
des Wälzteils 30 an
die Nockenfläche 49 wird der
Kipphebel 25 mit der Kipphebelwelle 11 als Drehpunkt
angesteuert. Daher werden mehrere, d. h. gepaarte, Einlaßventile 5 zugleich
geöffnet
und geschlossen.
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Im
Betrieb wird durch Drehen der Kipphebelwelle 11 die Drehpunktposition
des Mittelkipphebels 35 z. B. dort positioniert, wo der
maximale Ventilhub gewährleistet
ist.
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In
diesem Fall verschiebt sich der Nockenstößel 36 des Mittelkipphebels 35 auf
der Nockenfläche
der Einlaßnocke 15.
Dann ist die Schwenknocke 45 in einem Zustand positioniert,
in dem die Nockenfläche 49 etwa
in einem senkrechten Winkel liegt. Die Kipphebelwelle 11 wird
durch den Steuermotor 43 gedreht.
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Dadurch
ist die Nockenfläche 49 in
eine Position gebracht, in der der Ventilhub maximal wird.
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Insbesondere
ist gemäß 8 das
Intervall α1,
in dem das Wälzteil 30 tatsächlich hin-
und hergeht, auf den kürzesten
Abstand im Grundkreisintervall α eingestellt.
Das Intervall β3,
in dem das Wälzteil 30 tatsächlich hin-
und hergeht, ist auf den längsten Abstand
im Hubintervall β eingestellt.
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Das
Einlaßventil 5 wird über den
Kipphebel 25 geöffnet
und geschlossen, der sich zwischen den Intervallen α1 und β3 bewegt,
in denen das Wälzteil 30 tatsächlich hin-
und hergeht. In diesem Fall wird der Ventilhub des Einlaßventils 5 maximal,
was aus der Kurve A1 im Diagramm von 12 hervorgeht. Das
Einlaßventil 5 wird
zu einer gewünschten Öffnungs- und Schließzeit geöffnet und
geschlossen.
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Andererseits
wird gemäß 10 und 11 die
Kipphebelwelle 11 über
den Steuermotor 43 gedreht, um die Phase der Einlaßnocke 15 zu
variieren. Insbesondere wird die Kipphebelwelle 11 aus
der Position, in der der maximale Ventilhub gewahrt ist, im Uhrzeigersinn
gedreht. Dadurch wird der Schwenkabschnitt des Mittelkipphebels 35,
d. h. die Drehpunktposition, zur Seite der Kipphebelwelle 12 verschoben.
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In
diesem Fall kontaktiert die schiefe Ebene 40 des Schlepphebelabschnitts 38 die
Aufnahmefläche 53a der
kurzen Welle 52. Der Abschnitt des Mittelkipphebels 35,
der die Einlaßnocke 15 kontaktiert, ist
im Nockenstößel gebildet,
der in Kontakt mit der Einlaßnocke 15 wälzt.
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Somit
wird bei Übertragung
der o. g. Verschiebung zum Mittelkipphebel 35 die Position
des in Kontakt mit der Nocke 15 wälzenden Nockenstößels 36 in
voreilende Winkelrichtung der Einlaßnocke 15 verschoben.
Durch diese Positionsänderung
wird die Ventilöffnungszeit
der variierten Nockenphase, die variiert werden soll, gemäß der Variablen
des Schwenkabschnitts, d. h. der Drehpunktposition, nach früh verstellt.
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Die
schiefe Ebene 40 verschiebt sich, d. h. gleitet, auf der
Aufnahmefläche 53a aus
der Anfangsposition in voreilende Winkelrichtung durch diese Verschiebung
der Drehpunktposition. Dadurch wechselt die Schwenknocke 45 in
einen Zustand, in dem die Nockenfläche 49 der Schwenknocke 45 gemäß 10 und 11 nach
unten geneigt ist.
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Wird
die Neigung der Nockenfläche 49 allmählich groß, so wird
das Intervall α1,
in dem das Wälzteil 30 tatsächlich hin-
und hergeht, im Grundkreisintervall α allmählich lang.
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Andererseits
wird das Intervall β3,
in dem das Wälzteil 30 tatsächlich hin-
und hergeht, im Hubintervall β allmählich kurz.
Dann wird das so variierte Nockenprofil der Nockenfläche 49 zum
Wälzteil 30 übertragen.
Dadurch wird der Kipphebel 25 schwenkbar angesteuert, während er
die Ventilöffnungszeit des
Einlaßventils
nach früh
verstellt.
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Auch
bei Änderung
der Einstellung der variablen Ventileinheit 20 zwischen
Zuständen,
in denen der Ventilhub des Einlaßventils 5 maximal
ist und in denen er minimal ist, wird die Öffnungszeit des Einlaßventils 5 in
jedem Zustand im we sentlichen gleich. Die Schließzeit wird kontinuierlich variiert
und gesteuert.
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Der
Zustand, in dem der Ventilhub des Einlaßventils 5 maximal
ist, ist ein Zustand A1 von 12. Der
Zustand, in dem der Ventilhub des Einlaßventils 5 minimal
ist, ist ein Zustand A7 von 12. In 12 zeigen
A2 bis A6 Zwischenzustände
in den Zuständen
von A1 bis A7.
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10 und 11 zeigen
einen Zustand, in dem der Ventilhub des Einlaßventils 5 minimal
ist.
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Andererseits
wird gemäß 7 die
Drehung der Kurbelwelle 106 über den Planetenradmechanismus 90 umgekehrt
und danach zur Nockenwelle 10 der linken Bank 108b übertragen.
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Wie
zuvor beschrieben, wird die Drehung der Kurbelwelle 106 über den
Planetenradmechanismus 90 umgekehrt und übertragen.
Dadurch wird die Phasenänderungsrichtung
der variablen Ventileinheit 20 der linken Bank 108b mit
symmetrischem Aufbau zu dem der rechten Bank 108a korrigiert.
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Anders
gesagt wird die variable Ventileinheit 20 der linken Bank 108b mit
symmetrischem Aufbau zu dem der rechten Bank 108a über die
Einlaßnocke 15 wie
die variable Ventileinheit 20 der rechten Bank 108b angesteuert.
Dann wird der Betrieb zum Variieren der Phase des Einlaßventils 5 der
linken Bank 108b durchgeführt.
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Das
heißt,
der Betrieb zum Variieren der variablen Ventileinheit 20 der
linken Bank 108b ist der gleiche wie der Betrieb zum Variieren
der variablen Ventileinheit 20 der rechten Bank 108b gemäß 8 bis 11.
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Somit
wird gemäß 12 jede Öffnungs- und
Schließzeit
beider Einlaßventile 5 der
rechten und linken Bank 108a und 108b vom Zustand
A1 zum Zustand A7 gleichzeitig kontinuierlich variiert und gesteuert.
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Daher
hat der V-Motor 200 die einfache variable Ventileinheit 20 gemeinsam.
In der rechten und linken Bank 108a und 108b ist
die gleiche Phasenvariable gewährleistet,
während
die Ventilschließzeit stärker als
die Ventilöffnungszeit
variiert wird. Das heißt,
die variable Ventileinheit 20 eignet sich für den V-Motor 200.
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Als
Ergebnis liegt keine Phasendifferenz zwischen den phasenvariablen
Einheiten in der rechten und linken Bank 108a und 108b vor.
Daher ist die Ansprechbarkeit des V-Motors 200 verbessert.
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Außerdem braucht
kein Mechanismus zum Kompensieren der Phasendifferenz zwischen der rechten
und linken Bank 108a und 108b vorgesehen zu sein.
Daher ist der Motor 200 kompakt gestaltet. Die Steuerbarkeit
des Motors 200 ist verbessert.
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Insbesondere
liegt der Planetenradmechanismus 90 in dem Raum, der speziell
dem V-Motor 200 eigen ist, d. h. im Versatzraum S. Dadurch
ist der Planetenradmechanismus 90 in den V-Motor 200 kompakt
eingebaut. Als Ergebnis ist der V-Motor 200 kompakt gestaltet.
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Zusätzlich hat
der Kipphebelmechanismus 19 den Aufbau zum Verschieben
des Kipphebels 25, des Mittelkipphebels 35, jeder
Drehpunktposition der Schwenknocke 45 und des Mittelkipphebels 35.
Anders gesagt hat der Kipphebelmechanismus 19 den Aufbau,
bei dem der durch die Einlaßnocke 15 angesteuerte
Punkt in Nockenumfangsrichtung verschoben wird.
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Dadurch
ist die Nockenphase in einem Zustand variabel, in dem die Ventilöffnungszeit
im wesentlichen gleich ist, wobei der einfache Aufbau verwendet
wird. Insbesondere dient die Schwenknocke 45 als Aufbau
zum gleichzeitigen Ändern
der Ventilöffnungs-
und -schließzeit
sowie des Ventilhubs. Daher ist der Aufbau zum gleichzeitigen Ändern der Ventilöffnungs- und -schließzeit sowie
des Ventilhubs einfach.
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Anhand
von 13 und 14 wird
die zweite Ausführungsform
der Erfindung im folgenden erläutert.
Gemäß der zweiten
Ausführungsform
sind die rechte und linke Bank 108a und 108b mit
einem DOHC-Ventilsystem 9 (mit zwei obenliegenden Nockenwellen)
versehen. Das DOHC-Ventilsystem 9 hat eine Einlaß- und eine
Auslaßseite,
die unabhängig
voneinander vorgesehen sind. Das Ventilsystem 9 weist ein
Einlaß-
und ein Auslaßventilsystem 9a und 9b auf.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
weist das Auslaßventilsystem 9b eine
Auslaßnockenwelle 110 und
einen Kipphebel auf, der durch eine Nocke der Auslaßnockenwelle 110 angesteuert
wird. Der Kipphebel öffnet
und schließt
ein Auslaßventil.
Das Einlaßventilsystem 9a weist
eine Einlaßnockenwelle 120 und
die in der ersten Ausführungsform
beschriebene variable Ventileinheit 20 auf.
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Diese
Ventilsysteme 9a und 9b sind in den Bänken 108a und 108b in
einem Zustand angeordnet, in dem sie symmetrisch im Hinblick auf
die Bankmitte sind. Insbesondere ist das Einlaßventilsystem 9a innerhalb
der Bank angeordnet. Das Auslaßventilsystem 9b ist
außerhalb
der Bank angeordnet.
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Die
Auslaßnockenwelle 110 der
rechten Bank 108a ist mit einem Nockenwellenrad 75 versehen.
Die Einlaßnockenwelle 120 der
rechten Bank 108a ist mit einem Nockenwellenrad 76 versehen. Die
Nockenwellenräder 75 und 76 sind
mit der Kurbelwelle 106 über ein Übertragungsteil 82 verbunden.
Dadurch wird die Ausgabe von der Kurbelwelle 106 zu dieser
Auslaß-
und Einlaßnockenwelle 110 und 120 über das Übertragungsteil 82 und
die Nockenwellenräder 75 und 76 übertragen.
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Die
Auslaßnockenwelle 110 der
linken Bank 108b ist mit einem Nockenwellenrad 71 versehen. Das
Nockenwellenrad 71 ist mit der Kurbelwelle 106 über das Übertragungsteil 82 verbunden.
Dadurch wird die Ausgabe von der Kurbelwelle 106 zur Auslaßnockenwelle 110 über das Übertragungsteil 82 und
das Nockenwellenrad 71 übertragen.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
ist ein Radmechanismus 130 als ein Beispiel für den Umkehrmechanismus
vorgesehen. Der Radmechanismus 130 weist Räder 130a und 130b auf.
Das Rad 130b ist an der Auslaßnockenwelle 110 befestigt. Das
Rad 130a ist an der Einlaßnockenwelle 120 der linken
Bank 108b befestigt. Diese Räder 130a und 130b greifen
ineinander. Bei Drehung der Auslaßnockenwelle 110 wird
dadurch die Einlaßnockenwelle 120 über die
Räder 130a und 130b gedreht.
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In
diesem Fall wird die Drehung der Einlaßnockenwelle 120 zu
der der Auslaßnockenwelle 110 umgekehrt.
Anders ausgedrückt
wird eine Rückwärtsdrehung
zur Drehung der Auslaßnockenwelle 110 der
linken Bank 108b zur Einlaßnockenwelle 120 der
linken Bank 108b übertragen.
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Auch
wenn der V-Motor 200 mit dem DOHC-Ventilsystem 9 versehen
ist, läßt sich
dadurch die gleiche Wirkung wie beim V-Motor 200 erhalten, der
das in der ersten Ausführungsform
beschriebene SOHC-Ventilsystem 8 aufweist.
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Der
Radmechanismus 130 ist im Versatzraum S vorgesehen. Dadurch
ist der V-Motor 200 der zweiten Ausführungsform kompakt gestaltet.
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In 13 und 14 kommen
gleiche Bezugszahlen zur Bezeichnung gleicher Komponenten wie in
der ersten Ausführungsform
zum Einsatz. Auf die Erläuterung
der Abschnitte mit Bezugszahlen wie in der ersten Ausführungsform
wird verzichtet.
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Die
Erfindung ist nicht auf die vorstehende erste und zweite Ausführungsform
beschränkt.
Verschiedene Änderungen
können
innerhalb des Schutzumfangs vorgenommen werden, ohne vom Gegenstand
der Erfindung abzuweichen.
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Zum
Beispiel ist im V-Motor, der mit dem DOHC-Ventilsystem ausgestattet
ist, die variable Ventileinheit nur an der Einlaßseite befestigt. Freilich ist
die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die variable Ventileinheit
kann an der Auslaßseite
befestigt sein. Die variable Ventileinheit kann auch sowohl an der Einlaß- als auch
an der Auslaßseite
befestigt sein. In diesem Fall wird der Umkehrmechanismus gemeinsam
verwendet.