DE102007000434A1

DE102007000434A1 - Integrierte Ventilvorrichtung

Info

Publication number: DE102007000434A1
Application number: DE102007000434A
Authority: DE
Inventors: Katsuya Kariya Torii; Yoshichika Kariya Yamada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2008-02-14
Also published as: JP2008045430A; US20080035094A1

Abstract

Eine integrierte Ventilvorrichtung hat ein Gehäuse (5), das Einlasspassagen (11, 12) hat, die jeweils Ventile (1, 2, 3, 4) aufnehmen und separat mit Zylindern eines Verbrennungsmotors (500) verbunden sind. Die Ventile (1, 2, 3, 4) sind auf eine Welle (9) aufgesteckt, die sich durch ein Durchgangsloch (45) von jedem Ventil (1, 2, 3, 4) entlang einer Drehachse erstreckt. Ein Stellglied (10) erzeugt eine Antriebskraft, um die Ventile (1, 2, 3, 4) mittels der Welle (9) zu drehen. Die Welle (9) hat Passabschnitte (51, 52, 53, 54), die jeweils die Ventile (1, 2, 3, 4) bei Einbauwinkeln abstützen. Der Einbauwinkel von jedem Ventil (1, 2, 3, 4) bezüglich dem jeweiligen Passabschnitt (51, 52, 53, 54) ist entsprechend einem Lastmoment bestimmt, das auf jedes Ventil (1, 2, 3, 4) in Richtung einer Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn die Ventile in einer vollständig geschlossenen Position sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Ventilvorrichtung mit mehreren Ventilen für eine Brennkraftmaschine.
Beispielsweise offenbart GB 2 391 907 A ( JP-A-2004-060525 ) eine integrierte Ventilvorrichtung, die in einem Einlasskrümmer einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Die integrierte Ventilvorrichtung hat mehrere Ventile, die über eine Welle verbunden sind. Beispielsweise offenbart US 6,979,130 B1 ( JP-A-2003-509634 ) eine integrierte Ventilvorrichtung, die in einem Auslasskrümmer einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Die integrierte Ventilvorrichtung hat mehrere Ventileinheiten, die axial verbunden sind, um einen vorbestimmten Abstand zwischen Benachbarten von diesen zu definieren. Jede der Ventileinheiten hat ein Gehäuse und ein Ventil.
Jede der integrierten Ventilvorrichtungen von GB 2 391 907 A und US 6,979,130 B1 hat die Ventile, die jeweils einstückig aus Harz ausgebildet sind. Jedes Ventil hat eine Ventilwelle als eine Drehmitte und hat ein Durchgangsloch. Das Durchgangsloch erstreckt sich axial.
Jede der integrierten Ventilvorrichtungen von GB 2 391 907 A und US 6,979,130 B1 hat eine Welle, die einen Querschnitt einer mehreckigen Form hat. Die Welle ist in das Durchgangsloch jedes Ventils eingesetzt. In diesem Aufbau sind die Ventile auf die Welle aufgesteckt. Jedes Durchgangsloch hat entsprechend dem Querschnitt der Welle auch einen Querschnitt einer mehreckigen Form. In diesem Aufbau wird eine Drehung der Ventile relativ zu der Welle in einem Zustand verhindert, wo die Welle in die Durchgangslöcher der Ventile eingesetzt ist. Jedes Ventil ist beispielsweise eine Ventilklappe beziehungsweise Drosselklappe, die plattenförmige Ventilbauteile hat, die sich radial von der Ventilwelle in Richtung zu beiden radialen Enden erstrecken.
Jede der integrierten Ventilvorrichtungen von GB 2 391 907 A und US 6,979,130 B1 hat die Ventile, die durch Aufstecken auf die Welle verbunden sind. In diesem Aufbau ist ein Ende der Welle, das sich von den Passabschnitten erstreckt, die jeweils mit den Ventilen verbunden sind, vorzugsweise mit einem Anschlagabschnitt versehen. Der Anschlagabschnitt der Welle kommt mit einem Anschlag für eine vollständig geschlossene Position in Kontakt, der in einem Einlasskrümmer vorgesehen ist, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind, so dass alle Ventile bei der vorbestimmten, vollständig geschlossenen Position positioniert sind. Wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind, definieren die Ventile jeweils Öffnungen, die eine vorbestimmte Menge von Einlassluft durch sich hindurch bewirken.
Der Einlasskrümmer des Verbrennungsmotors hat ein Stellglied für ein gleichzeitiges Ändern der Positionen aller Ventile. Die Welle hat ein axiales Ende, das mit einer Abgabewelle des Stellglieds über ein Kopplungsbauteil verbunden ist. In diesem Aufbau braucht das Kopplungsbauteil einen vorbestimmten Spalt relativ zu der Abgabewelle für ein sanftes Übertragen einer Antriebskraft einer Energiequelle, wie einem Elektromotor des Stellglieds. Die Welle und das Kopplungsbauteil können aufgrund der Festlegung des Spalts zwischen dem Kopplungsbauteil und der Abgabewelle klappern.
Insbesondere wenn eine Vibration des Verbrennungsmotors und/oder eine Druckpulsation von Einlassluft, die durch das Einlassrohr des Verbrennungsmotors hindurch geht, auf den Einlasskrümmer übertragen wird, klappert das Kopplungsbauteil stark, um ein Zusammenstoßen und eine Reibung zwischen dem Kopplungsbauteil und der Abgabewelle zu wiederholen. Als eine Folge kann eine Passfläche des Kopplungsbauteils abnormal abgenützt werden.
Deshalb ist eine Feder vorzugsweise an einem axialen Ende der Welle an der gegenüber liegenden Seite des Stellglieds vorgesehen. Die Feder kann den Spalt zwischen dem Kopplungsbauteil und der Abgabewelle verringern, um das Spiel zu unterdrücken, das in dem Kopplungsbauteil verursacht wird.
Jedoch bringt in jeder der integrierten Ventilvorrichtungen von GB 2 391 907 A und US 6,979,130 B1 , wenn die Ventile in einem Betrieb des Verbrennungsmotors in der vollständig geschlossenen Position sind, eine Einlassluft einen Unterdruck auf die Fläche von jedem der Ventile auf. In diesem Zustand wird jedes Ventil mit einem Biegemoment, das durch ein Lastmoment verursacht wird, um die Ventilwelle von jedem Ventil in Richtung der Ventilöffnungsrichtung beaufschlagt. Die Welle hat Passabschnitte, die jeweils jedes Ventil abstützen. Die Passabschnitte werden entsprechend dem Lastmoment verdreht. In ungleicher Weise zu den Aufbauten von GB 2 391 907 A und US 6,979,130 B1 , wenn die integrierte Ventilvorrichtung einen Auslegeraufbau hat und die Ventilwelle exzentrisch an einer Seite jedes Ventilbauteils vorgesehen ist, wird die Torsion signifikant groß, die in den Passabschnitten der Welle verursacht wird.
Wenn die Feder für ein Aufbringen einer Kraft auf die Welle vorgesehen ist, um das Spiel darin zu verringern, bringt die Feder ein Lastmoment auf die Ventile auf und erzeugt ein Biegemoment um die Ventilwelle herum in Richtung der Ventilöffnungsrichtung. Somit wird die Welle entsprechend dem Lastmoment verdreht.
Wenn die Ventile, die in der vollständig geschlossenen Position sind, mit einem Lastmoment in Richtung der Ventilöffnungsrichtung beaufschlagt werden und die Welle verdreht wird, werden die Passabschnitte jeweils um Torsionswinkel verdreht, die sich voneinander unterscheiden. In diesem Zustand weichen die Winkelpositionen der Ventile voneinander ab, und demzufolge weichen Öffnungsbereiche in den Einlasspassagen, die jeweils mit den Einlassanschlüssen der Zylinder des Verbrennungsmotors verbunden sind, voneinander ab. Demzufolge variieren die Winkelpositionen der Ventile, die in der vollständig geschlossenen Position sind, in großem Umfang voneinander. Als eine Folge variiert die Einlassluftmenge zwischen den Zylindern, und ein Entweichen bzw. eine Leckage von Einlassluft variiert auch zwischen den Zylindern.
Wenn der Abstand von dem Anschlagabschnitt groß wird, der die vollständig geschlossene Position der Ventile begrenzt, werden die Torsionswinkel der Passabschnitte groß. Wenn der Abstand von dem Anschlagabschnitt groß wird, wird der Öffnungsbereich des Ventils im Vergleich zu einem Referenzöffnungsbereich des Ventils in der nächsten Umgebung des Anschlagabschnitts groß. Demzufolge wird, wenn der Abstand von dem Anschlagabschnitt groß wird, eine Leckage einer Einlassluftströmung groß. Als eine Folge ist die Verbrennungsmotorleistung verringert.
Eine Variation der Torsionswinkel der Passabschnitte der Welle muss verringert werden, um eine Variation der Öffnungsbereiche der Ventile der Zylinder des Verbrennungsmotors zu verringern. Eine Steifigkeit der Welle kann durch Erhöhen ihres Durchmessers erhöht werden, um die Torsion von dieser zu verringern. Jedoch werden in diesem Fall auch die Durchgangslöcher der Ventile groß, und demzufolge werden die Ventilwellen, die jeweils die Durchgangslöcher definieren, auch groß. Als eine Folge erhöhen sich Herstellkosten der Ventile.
Zusätzlich wird ein Gewicht des Ventils und der Welle groß, und demzufolge wird eine Vibrationswiderstandsfähigkeit der Ventile niedrig. In diesem Fall, wenn eine Vibration des Verbrennungsmotors und/oder eine Druckpulsation einer Einlassluft, die durch das Einlassrohr des Verbrennungsmotors hindurch geht, auf den Einlasskrümmer übertragen wird, klappern die Ventile sehr stark, um einen Zusammenstoß und eine Reibung gegen den Einlasskrümmer zu wiederholen. Als eine Folge können die Ventile und der Einlasskrümmer abnormal abgenützt werden.
In Anbetracht des vorstehenden und anderer Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine integrierte Ventilvorrichtung herzustellen, die eine Variation von Öffnungsbereichen von Ventilen absorbieren kann, die jeweils für Zylinder des Verbrennungsmotors vorgesehen sind, wenn die Ventile in einer vollständig geschlossenen Position sind.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, nämlich einer integrierten Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, hat die integrierte Ventilvorrichtung ein Gehäuse, das eine Vielzahl von Einlasspassagen hat, die separat mit einer Vielzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine verbunden sind. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren eine Vielzahl von Ventilen, von denen je eines an jeder Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen vorgesehen ist, wobei jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen ein Durchgangsloch hat, das sich entlang einer Drehachse erstreckt. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren eine Welle, die sich entlang der Drehachse durch das Durchgangsloch erstreckt, wobei die Vielzahl von Ventilen auf die Welle aufgesteckt ist. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren ein Stellglied zum Erzeugen einer Antriebskraft, um die Vielzahl von Ventilen mittels der Welle in Richtung entweder einer Ventilöffnungsrichtung oder einer Ventilschließrichtung zu drehen.
Die Welle hat eine Vielzahl von Passabschnitten, die jeweils die Vielzahl von Ventilen abstützen. Jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen ist bei einem Einbauwinkel bezüglich jeweils einem Passabschnitt der Vielzahl von Passabschnitten. Der Einbauwinkel ist entsprechend einem Lastmoment bestimmt, das auf jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn die Ventile in einer vollständig geschlossenen Position sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, nämlich einer integrierten Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, hat die integrierte Ventilvorrichtung ein Gehäuse, das eine Vielzahl von Einlasspassagen hat, die separat mit einer Vielzahl von Zylindern in der Brennkraftmaschine verbunden sind. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren eine Vielzahl von Ventilen, von denen je eines an jeder Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen vorgesehen ist, wobei jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen ein Durchgangsloch hat, das sich entlang einer Drehachse erstreckt. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren eine Welle, die sich entlang der Drehachse durch das Durchgangsloch erstreckt, wobei die Vielzahl von Ventilen auf die Welle aufgesteckt ist. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren ein Stellglied zum Erzeugen einer Antriebskraft, um die Vielzahl von Ventilen mittels der Welle in Richtung entweder einer Ventilöffnungsrichtung oder einer Ventilschließrichtung zu drehen. Die Welle hat eine Vielzahl von Passabschnitten, die jeweils die Vielzahl von Ventilen bei Einbauwinkeln abstützen. Jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen hat eine Ventilwelle und ein Ventilbauteil. Die Ventilwelle hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, die das Durchgangsloch definiert. Das Ventilbauteil ist im Wesentlichen plattenförmig und erstreckt sich radial von der Ventilwelle senkrecht zu der Drehachse. Das Ventilbauteil von jedem Ventil der Vielzahl von Ventilen hat eine Steifigkeit, die entsprechend einem Lastmoment bestimmt ist, das auf jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn diese in einer vollständig geschlossenen Position sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, nämlich einer integrierten Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, hat die integrierte Ventilvorrichtung ein Gehäuse, das eine Vielzahl von Einlasspassagen hat, die separat mit einer Vielzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine verbunden sind. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren eine Vielzahl von Ventilen, von denen je eines an jeder Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen vorgesehen ist, wobei jedes der Vielzahl von Ventilen ein Durchgangsloch hat, das sich entlang einer Drehachse erstreckt. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren eine Welle, die sich durch das Durchgangsloch entlang der Drehachse erstreckt, wobei die Vielzahl von Ventilen auf die Welle aufgesteckt ist. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren ein Stellglied zum Erzeugen einer Antriebskraft, um die Vielzahl von Ventilen mittels der Welle in Richtung entweder einer Ventilöffnungsrichtung oder einer Ventilschließrichtung zu drehen. Die Welle hat eine Vielzahl von Passabschnitten, die jeweils die Vielzahl von Ventilen bei Einbauwinkeln abstützen. Jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen hat eine Ventilwelle und ein Ventilbauteil. Die Ventilwelle hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, die das Durchgangsloch definiert. Das Ventilbauteil ist im Wesentlichen plattenförmig und erstreckt sich radial von der Ventilwelle senkrecht zu der Drehachse. Das Ventilbauteil hat eine Endfläche an einer entgegen gesetzten Seite der Ventilwelle. Die Endfläche des Ventilbauteils hat eine Kerbe, um einen Öffnungsabschnitt zum Erzeugen einer Wirbelströmung in einer Einlassluft zu definieren, die zu den Zylindern der Brennkraftmaschine strömt. Der Öffnungsabschnitt von jedem Ventilbauteil der Vielzahl von Ventilbauteilen hat einen Öffnungsbereich, der entsprechend einem Lastmoment bestimmt ist, das auf jedes Ventilbauteil der Vielzahl von Ventilbauteilen in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn die Ventile in einer vollständig geschlossenen Position sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, nämlich einer integrierten Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, hat die integrierte Ventilvorrichtung ein Gehäuse, das eine Vielzahl von Einlasspassagen hat, die separat mit einer Vielzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine verbunden sind. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren eine Vielzahl von Ventilen, von denen je eines an jeder Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen vorgesehen ist, wobei jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen ein Durchgangsloch hat, das sich entlang einer Drehachse erstreckt. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren eine Welle, die sich entlang der Drehachse durch das Durchgangsloch hindurch erstreckt, wobei die Vielzahl von Ventilen auf die Welle aufgesteckt ist. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren ein Stellglied zum Erzeugen einer Antriebskraft, um die Vielzahl von Ventilen mittels der Welle in Richtung entweder einer Ventilöffnungsrichtung oder einer Ventilschließrichtung zu drehen. Die Welle hat eine Vielzahl von Passabschnitten, die jeweils die Vielzahl von Ventilen bei Einbauwinkeln abstützen. Jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen hat eine Ventilwelle und ein Ventilbauteil. Die Ventilwelle hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, die das Durchgangsloch definiert. Das Ventilbauteil ist im Wesentlichen plattenförmig und erstreckt sich radial von der Ventilwelle senkrecht zu der Drehachse. Das Gehäuse hat eine Vielzahl von zylindrischen Abschnitten, von denen jeder jeweils eine Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen in sich definiert. Jeder zylindrische Abschnitt der Vielzahl von zylindrischen Abschnitten hat eine Wandfläche, die einen Vorsprung in der Nähe des Ventilbauteils definiert, wenn dieses in einer vollständig geschlossenen Position ist. Der Vorsprung erstreckt sich, um einen Querschnitt von jeder Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen zu verringern, und hat einen vordern Endabschnitt, der eine gegenüber liegende Fläche definiert, die einer Endfläche des Ventilbauteils zugewandt ist, wenn dieses in der vollständig geschlossenen Position ist. Die gegenüber liegende Fläche des Vorsprungs ist in einem Abstand von einer Drehmitte von jedem Ventilbauteil der Vielzahl von Ventilbauteilen angeordnet. Der Abstand ist entsprechend einem Lastmoment bestimmt, das auf jedes Ventilbauteil der Vielzahl von Ventilbauteilen in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn die Vielzahl von Ventilbauteilen in der vollständig geschlossenen Position ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, nämlich einer integrierten Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, hat die integrierte Ventilvorrichtung ein Gehäuse, das eine Vielzahl von Einlasspassagen hat, die separat mit einer Vielzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine verbunden sind. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren eine Vielzahl von Ventilen, von denen je eines an jeder Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen vorgesehen ist, wobei jedes der Vielzahl von Ventilen ein Durchgangsloch hat, das sich entlang einer Drehachse erstreckt. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren eine Welle, die sich entlang der Drehachse durch das Durchgangsloch erstreckt, wobei die Vielzahl von Ventilen auf die Welle aufgesteckt ist. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren ein Stellglied zum Erzeugen einer Antriebskraft, um die Vielzahl von Ventilen mittels der Welle in Richtung entweder einer Ventilöffnungsrichtung oder einer Ventilschließrichtung zu drehen. Die Welle hat eine Vielzahl von Passabschnitten, die jeweils die Vielzahl von Ventilen bei Einbauwinkeln abstützen. Jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen hat eine Ventilwelle und ein Ventilbauteil. Die Ventilwelle hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, die das Durchgangsloch definiert. Das Ventilbauteil ist im Wesentlichen plattenförmig und erstreckt sich radial von der Ventilwelle senkrecht zu der Drehachse. Das Ventilbauteil von jedem Ventil der Vielzahl von Ventilen hat eine Endfläche an einer entgegen gesetzten Seite der Ventilwelle. Das Ventilbauteil hat einen Vorsprung in der Nähe der Endfläche. Der Vorsprung ist im Wesentlichen bogenförmig entlang einer Bewegungsbahn des drehbaren Ventilbauteils. Das Ventilbauteil hat eine Ventilfläche an einer Seite der Ventilwelle bezüglich des Vorsprungs. Der Vorsprung des Ventilbauteils erstreckt sich in Richtung der Ventilschließrichtung bezüglich der Ventilfläche. Der Vorsprung hat eine Länge bezüglich der Ventilschließrichtung. Die Länge des Vorsprungs ist entsprechend einem maximalen Torsionswinkel bestimmt, der in der Welle durch ein Lastmoment verursacht wird, das auf die Vielzahl von Ventilen in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn diese in der vollständig geschlossenen Position sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, nämlich einer integrierten Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, hat die integrierte Ventilvorrichtung ein Gehäuse, das eine Vielzahl von Einlasspassagen hat, die separat mit einer Vielzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine verbunden sind. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren eine Vielzahl von Ventilen, von denen je eines an jeder Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen vorgesehen ist, wobei jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen ein Durchgangsloch hat, das sich entlang einer Drehachse erstreckt. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren eine Welle, die sich entlang der Drehachse durch das Durchgangsloch erstreckt, wobei die Vielzahl von Ventilen auf die Welle aufgesteckt ist. Die integrierte Ventilvorrichtung hat des Weiteren ein Stellglied zum Erzeugen einer Antriebskraft, um die Vielzahl von Ventilen mittels der Welle in Richtung entweder einer Ventilöffnungsrichtung oder einer Ventilschließrichtung zu drehen. Die Welle hat eine Vielzahl von Passabschnitten, die jeweils die Vielzahl von Ventilen bei Einbauwinkeln abstützen. Jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen hat eine Ventilwelle und ein Ventilbauteil. Die Ventilwelle hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, die das Durchgangsloch definiert. Das Ventilbauteil ist im Wesentlichen plattenförmig und erstreckt sich radial von der Ventilwelle senkrecht zu der Drehachse. Das Gehäuse hat eine Vielzahl von zylindrischen Abschnitten, von denen jeder jeweils eine Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen in sich definiert. Jeder zylindrische Abschnitt der Vielzahl von zylindrischen Abschnitten hat eine Wandfläche, die je eine Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen definiert. Die Wandfläche definiert eine gegenüber liegende Fläche, die einer Endfläche des Ventilbauteils zugewandt ist, das in der vollständig geschlossenen Position ist. Die gegenüber liegende Fläche von jedem zylindrischen Abschnitt der Vielzahl von zylindrischen Abschnitten erstreckt sich zu einem stromaufwärtigen Einlassluftbereich entlang der Ventilöffnungsrichtung. Die gegenüberliegende Fläche ist im Wesentlichen bogenförmig entlang einer Bewegungsbahn des drehbaren Ventilbauteils. Die gegenüber liegende Fläche hat eine Länge bezüglich der Ventilöffnungsrichtung. Die Länge der gegenüber liegenden Fläche ist entsprechend einem maximalen Torsionswinkel bestimmt, der in der Welle durch ein Lastmoment verursacht wird, das auf die Vielzahl von Ventilen in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn diese in der vollständig geschlossenen Position sind.
Das Vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher von der folgenden detaillierten Beschreibung, die mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen gemacht ist. In den Zeichnungen ist:
1 eine Schnittansicht, die ein Ventilbauteil und eine Ventilwelle einer integrierten Ventilvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 eine Schnittansicht, die eine Ventileinheit mit dem Ventilbauteil und der Ventilwelle gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 eine perspektivische Ansicht, die die integrierte Ventilvorrichtung, die als ein Einlasswirbelerzeuger dient, gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 eine Schnittansicht, die die integrierte Ventilvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in 4 gemäß der ersten Ausführungsform ist;
6 eine Teilschnittansicht ist, die eine Verbindung zwischen einer Stiftstange und einem Stellglied über einen Anschlaghebel der Stiftstange und einer Welle und einem Kopplungsbauteil des Stellglieds gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
7A eine Seitenansicht ist, die die Stiftstange zeigt, 7B eine Schnittansicht entlang der Linie VIIB-VIIB in 7A ist, und 7C eine Schnittansicht entlang der Linie VIIC-VIIC in 7A gemäß einer zweiten Ausführungsform ist;
8 eine Schnittansicht ist, die eine Ventileinheit, die das Ventilbauteil und die Ventilwelle hat, gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
9 eine Schnittansicht ist, die eine Ventileinheit gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt;
10 eine perspektivische Ansicht ist, die die Ventileinheit gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
11 eine Schnittansicht ist, die eine Ventileinheit gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt; und
12A und 12B sind Schnittansichten, die jeweils Hauptkomponenten einer Ventileinheit gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigen.
(Erste Ausführungsform)
Ein Einlassluftsteuergerät, das in 1 bis 6 gezeigt ist, ist an einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine 500 vorgesehen, wie einem Vierzylinder-Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs. Das Einlassluftsteuergerät ist mit einem Einlasswirbelerzeuger versehen, der eine vertikale Wirbelströmung (Drallströmung) in jedem Zylinder des Mehrzylinderverbrennungsmotors zum Erleichtern eines Verbrennens eines Gasgemisches erzeugen kann. Der Einlasswirbelerzeuger ist mit einer integrierten Ventilvorrichtung versehen, die aus mehreren Ventilen 1 bis 4 besteht, die in einem Einlasskrümmer 5 entlang einer Stiftstange (Welle) 9 angeordnet sind, die sich erstreckt, um eine Drehrichtung der Ventile 1 bis 4 zu definieren. Die Ventile 1 bis 4 sind parallel zueinander angeordnet und sind in einem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet. Die Ventile 1 bis 4 sind beispielsweise aus Harz ausgebildet, um als ein Einlasssteuerventil zu dienen. Der Einlasskrümmer 5 dient als ein gemeinsames Gehäuse der mehreren Ventile 1 bis 4.
Der Verbrennungsmotor 500 hat Brennkammern, die mit einem Gasgemisch aus Einlassluft und Kraftstoff versorgt werden, und erzeugt thermische Energie durch Verbrennen des Gasgemisches aus Einlassluft und Kraftstoff in den Brennkammern, so dass der Verbrennungsmotor 500 eine Abgabeleistung erzeugt. Der Verbrennungsmotor 500 hat einen Einlasskanal (Einlassrohr) zum Zuführen von Einlassluft in jede Brennkammer jedes Zylinders des Verbrennungsmotors 500. Der Verbrennungsmotor 500 hat des Weiteren einen Auslasskanal (Auslassrohr), um Abgas von jeder Brennkammer durch eine Reinigungsvorrichtung hindurch zur Außenseite abzugeben.
Der Einlasskanal hat ein Luftreinigergehäuse, einen Drosselkörper, einen Ausgleichsbehälter und einen Einlasskrümmer 5. Das Luftreinigergehäuse nimmt einen Luftreiniger zum Filtern von Einlassluft auf. Der Drosselkörper ist stromabwärts des Luftreinigergehäuses bezüglich einer Einlassluftströmung vorgesehen. Der Ausgleichsbehälter ist stromabwärts des Drosselkörpers vorgesehen. Der Einlasskrümmer 5 ist stromabwärts des Ausgleichsbehälters vorgesehen. Der Einlasskrümmer 5 hat einen Doppelrohraufbau.
Der Einlasskrümmer 5 hat mehrere mehreckige zylindrische Abschnitte 6 und mehrere Gehäuse 7. Die mehreckigen zylindrischen Abschnitte 6 haben jeweils erste bis vierte Passlöcher in sich. Der Einlasskrümmer 5 dient als ein Einlasskrümmerrohr, durch das Einlassluft in die mehreckigen zylindrischen Abschnitte 6 strömt. Die mehreckigen zylindrischen Abschnitte 6 definieren jeweils Einlasspassagen 11, 12 in sich. Die Einlassluft wird zu jedem Einlassanschluss von jedem Zylinder des Verbrennungsmotors 500 verteilt. Der Einlassanschluss ist an einem Zylinderkopf 8 des Verbrennungsmotors 500 vorgesehen.
In dieser Ausführungsform definieren die mehreckigen zylindrischen Abschnitte 6 des Einlasskrümmers 5 das erste bis vierte Passloch 14 für ein jeweiliges Aufnehmen von Ventileinheiten in diesen. Die mehreckigen zylindrischen Abschnitte 6 haben mehrere Teilungswände für ein luftdichtes Teilen zwischen zwei benachbarten Passlöcher 14. Im Speziellen teilt eine der Teilungswände der mehreckigen zylindrischen Abschnitte 6 das erste Passloch 14 von dem zweiten Passloch 14, das zweite Passloch 14 von dem dritten Passloch 14 oder das dritte Passloch 14 von dem vierten Passloch 14.
Der Einlasskrümmer 5 hat Wellendurchgangslöcher 15, die sich gerade von der am weitesten links gelegenen Seitenwand der zylindrischen Abschnitte 6 zu der am weitesten rechts gelegenen Seitenwand der zylindrischen Abschnitte 6 in 4 erstreckt. Die Wellendurchgangslöcher 15 erstrecken sich senkrecht zu der Strömungsrichtung von Einlassluft, die durch die Einlasspassagen 12 hindurch geht. Das heißt die Wellendurchgangslöcher 15 erstrecken sich entlang einer Drehwelle, die in 4 horizontal angeordnet ist. Die Wellendurchgangslöcher 15 erstrecken sich durch alle Passlöcher 14 und alle mehreckigen zylindrischen Abschnitte 6.
Die zylindrischen Abschnitte 6 definieren stromaufwärts der Passlöcher 14 des Einlasskrümmers 5 die Einlasspassagen 11 in sich. Jede Einlasspassage 11 ist mit jeweils einem Zylinder des Verbrennungsmotors 500 verbunden. Die zylindrischen Abschnitte 7 definieren jeweils in sich Einlasspassagen 12 für die Zylinder des Verbrennungsmotors 500. Die Einlasspassagen 11, 12 sind jeweils einzeln mit den Einlassanschlüssen 13 des Zylinders des Verbrennungsmotors 500 verbunden.
Der Verbrennungsmotor 500 hat den Zylinderkopf 8 und einen Zylinderblock (nicht dargestellt). Der Zylinderkopf 8 ist luftdicht mit dem stromabwärtigen Ende eines Einlasskanals verbunden. Der Zylinderblock hat eine Brennkammer, zu der ein Gasgemisch von einem Einlassanschluss 13 strömt. Der Einlassanschluss 13 definiert dreidimensionale Einlasspassagen in dem Zylinderkopf 8. Der Zylinderkopf 8 ist mit Zündkerzen (nicht gezeigt) versehen, die jeweils ein vorderes Ende haben, das in der Brennkammer von jedem Zylinder frei liegt. Der Zylinderkopf 8 ist mit Injektoren (Magneteinspritzventil) 8 montiert, die jeweils angepasst sind, Kraftstoff in jeden Anschluss 13 von jedem Zylinder des Verbrennungsmotors 500 einzuspritzen.
Eine Seite des Zylinderkopfs 8 definiert mehrere Einlassanschlüsse 13, die jeweils unter Verwendung von Einlassventilen der Sitzventilbauart geöffnet und geschlossen werden. Die andere Seite des Zylinderkopfs 8 definiert mehrere Auslassanschlüsse (nicht gezeigt), die jeweils unter Verwendung von Auslassventilen der Sitzventilbauart geöffnet und geschlossen werden. Der stromaufwärtige Bereich des Zylinderkopfs 8 definiert Aussparungen 16. Das heißt der Zylinderkopf 8 definiert die Aussparungen 16 an der Seite des Einlasskrümmers. Jede der Aussparungen 16 hat die Tiefe, die äquivalent zu der Dicke von jedem der Ventile 1 bis 4 in jeder Ventileinheit ist. Der Zylinderkopf 8 hat eine Verbindungsendfläche, die in einer rechteckigen Schlaufenform ausgebildet ist, gegenüber einer Verbindungsendfläche des Einlasskrümmers 5.
Eine Dichtung 17 ist zwischen dem Zylinderkopf 8 und dem Einlasskrümmer 5 vorgesehen. Die Dichtung 17 dichtet einen ringförmigen Spalt zwischen der Verbindungsendfläche des Einlasskrümmers 5 und der Verbindungsendfläche des Zylinderkopfs 8 ab. Die Dichtung 17 ist ein rechteckiges schlaufenförmiges elastisches Bauteil, das aus einem ölresistenten Kautschukmaterial, wie Chloroprenkautschuk (CR) und Nitril-Butadien Kautschuk (NBR), ausgebildete ist.
Die Einlasspassage (erste Einlasspassage) 11, 12 und der Einlassanschluss (erster Einlassanschluss) 13 sind separat mit dem ersten Zylinder #1 verbunden und werden mit Hilfe des Ventils 1 geöffnet und geschlossen. Die Einlasspassage (zweite Einlasspassage) 11, 12 und der Einlassanschluss (zweiter Einlassanschluss) 13 sind separat mit dem zweiten Zylinder #2 verbunden und werden unter Verwendung des Ventils 2 geöffnet und geschlossen. Die Einlasspassage (dritte Einlasspassage) 11, 12 und der Einlassanschluss (dritter Einlassanschluss) 13 sind separat mit dem dritten Zylinder #3 verbunden, und werden unter Verwendung des Ventils 3 geöffnet und geschlossen. Die Einlasspassage (vierte Einlasspassage) 11, 12 und der Einlassanschluss (vierter Einlassanschluss) 13 sind separat mit dem vierten Zylinder #4 verbunden, und werden unter Verwendung des Ventils 4 geöffnet und geschlossen.
Die Reihenfolge der ersten bis vierten Zylinder #1 bis #4 kann dieselbe sein, wie die Reihenfolge der Einspritzung der Injektoren, die jeweils an den Zylindern des Verbrennungsmotors 500 vorgesehen sind. Alternativ kann die Reihenfolge der ersten bis vierten Zylinder #1 bis #4 unterschiedlich von der Reihenfolge der Einspritzung der Injektoren sein.
In dieser Ausführungsform ist der Einlasswirbelerzeuger ein Einlasssteuerventilmodul, das aus den Ventileinheiten besteht, die jeweils das Harzgehäuse haben, das das Harzventil drehbar aufnimmt. Die Ventileinheiten sind jeweils in den Passlöchern 14 des Einlasskrümmers 5 vorgesehen und sind entlang der Stiftstange 9 angeordnet. Die Ventileinheiten sind mit einem regelmäßigen Abstand voneinander getrennt. Die Anzahl der Ventileinheiten korrespondiert zu der Anzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors 500. Die Ventileinheiten sind entsprechend den Einlassanschlüssen 13 der Zylinder des Verbrennungsmotors 500 vorgesehen. In dieser Ausführungsform sind die Ventileinheiten von dem vorderen Ende der Stiftstange 9 zu dem hinteren Ende der Stiftstange 9 in Reihe entlang der Einsetzrichtung der Stiftstange 9 angeordnet.
Die Ventileinheiten haben die Ventile 1 bis 4, ein Stellglied 10 und die Gehäuse 7. Jedes der Ventile 1 bis 4 ist drehbar in einem jeweiligen Passloch 14 des Einlasskrümmers 5 aufgenommen. Das Stellglied 10 ist angepasst, um gleichzeitig alle Ventile 1 bis 4 über die einzelne Stiftstange 9 zu betätigen. Jedes der Gehäuse 7 definiert im Inneren die Einlasspassage 12, die unter Verwendung der jeweiligen Ventile 1 bis 4 geöffnet und geschlossen wird.
Die Gehäuse 7 sind einstückig aus einem Harzmaterial ausgebildet, wie einem Glasfaser verstärkten Thermoplasten, um in einer rechteckigen Form zu sein. Jedes Gehäuse 7 ist elastisch in dem jeweiligen Passloch 14 des Einlasskrümmers 5 über zwei Dichtungen 18, 19 abgestützt. Die Dichtungen 18, 19 dienen, um den ringförmigen Spalt zwischen der Wandfläche, die jedes Passloch 14 in dem Einlasskrümmer 5 definiert, und den Außenumfang von jedem Gehäuse 7 dicht abzudichten. Die Dichtungen 18, 19 dienen auch, um Vibrationen zu dämpfen, die von dem Verbrennungsmotor 500 über den Einlasskrümmer 5 zu jedem Gehäuse 7 übertragen werden. Jede der Dichtungen 18, 19 ist ein rechteckiges schlaufenförmiges elastisches Bauteil, das aus einem ölresistenten Kautschukmaterial, wie Chloroprenkautschuk (CR) und Nitril-Butadien Kautschuk (NBR), ausgebildet ist.
Jede Ventileinheit hat jeweils ein Gehäuse 7, das mit einer jeweiligen Einlasspassage 11 des Einlasskrümmers 5 verbunden ist. Jede Ventileinheit hat jeweils eine von der ersten bis vierten Einlasspassage 12, die entsprechend mit einem jeweiligen Einlassanschluss 13 des Zylinderkopfs 8 verbunden sind. Jedes Gehäuse 7 definiert in sich die Einlasspassage 12 in einer im Wesentlichen rechteckigen Form. Die Einlasspassagen 12 sind stromabwärts der Einlasspassagen 11 des Einlasskrümmers 5 gelegen und sind jeweils mit den Brennkammern der Zylinder des Verbrennungsmotors 500 verbunden.
Der Außenumfang von jedem Gehäuse 7 definiert Verstärkungsrippen 20, die sich jeweils umfänglich an dem Gehäuse 7 oder parallel zu der Einlassluftströmung erstrecken. Die Verstärkungsrippen 20 müssen nicht vorgesehen sein.
Jedes Gehäuse 7 ist ein mehreckiges zylindrisches Bauteil, das ein jeweiliges der Ventile 1 bis 4 aufnimmt, die angepasst sind, die Passage in jedem Gehäuse 7 zu öffnen und zu schließen. Jedes Gehäuse 7 definiert das mehreckige zylindrische Bauteil an der Innenseite des Einlasskrümmers 5, der einen Doppelrohraufbau hat.
Jedes Gehäuse 7 hat einen oberen und einen unteren Wandabschnitt 21, 22 an der oberen und unteren Seite. Der obere und untere Wandabschnitt 21, 22 liegen einander bezüglich einer Vertikalrichtung gegenüber, die senkrecht zu der Einlassluftströmung ist, die entlang der Axialrichtung der Einlasspassage 12 verläuft. Jedes Gehäuse 7 hat einen linken und einen rechten Wandabschnitt 23, 24 an der linken und rechten Seite. Der linke und der rechte Wandabschnitt 23, 24 liegen sich bezüglich einer Horizontalrichtung gegenüber, die senkrecht zu der Einlassluftströmung ist, die entlang der Axialrichtung der Einlasspassage 12 verläuft.
Die Fläche des oberen Wandabschnitts 21 und die Fläche des unteren Wandabschnitts 22 liegen einander gegenüber, um die Einlasspassage 12 zwischen sich zu definieren. Die Fläche des linken Wandabschnitts 23 und die Fläche des rechten Wandabschnitts 24 liegen einander gegenüber, um die Einlasspassage 12 zwischen sich zu definieren.
Die Länge von jedem von dem oberen und dem unteren Wandabschnitt 21, 22 ist geringer als die Länge von jedem von dem linken und dem rechten Wandabschnitt 23, 24. Alternativ kann die Länge von jedem von dem oberen und dem unteren Wandabschnitt 21, 22 größer als die Länge von jedem von dem linken und dem rechten Wandabschnitt 23, 24 sein. Jedes Gehäuse 7 hat vier Ecken, die jeweils eine Abschrägung haben, die in einer Bogenform oder einer R-Form ist. Jede der vier Ecken von jedem Gehäuse 7 kann in einer viereckigen Form sein.
Der linke und rechte Wandabschnitt 23, 24 des Gehäuses 7 definieren jeweils zylindrische Lagerabschnitte, die einander über die Einlasspassage 12 gegenüber liegen. Jeder Lagerabschnitt hat ein Lagerloch 25, das relativ zu einer Ventilwelle drehbar ist, die an jedem der Ventile 1 bis 4 vorgesehen ist.
Die Einlasspassage 12 hat die Mittelachse, die in 12 horizontal durch die Mitte der Einlasspassage 12 hindurch geht. Jeder Lagerabschnitt und jedes Lagerloch 25 sind in Richtung zu dem unteren Wandabschnitt 22 des Gehäuses 7 bezüglich der Mittelachse der Einlasspassage 12 versetzt. Jeder Lagerabschnitt und jedes Lagerloch 25 sind in Richtung zu dem stromaufwärtigen Einlassluftbereich bezüglich der Mitte der Einlasspassage 12 versetzt. Jeder Lagerabschnitt und jedes Lagerloch 25 sind in der Nähe der stromaufwärtigen Öffnung jedes Gehäuses 7 angeordnet und sind in der Nähe des unteren Wandabschnitts 22 jedes Gehäuses 7 angeordnet.
Zwei Lager 26, 27 sind in den Innenumfang von jedem Lagerloch 25 von jedem Lagerabschnitt eingepasst, beispielsweise presseingesetzt. Die Lager 26, 27 sind einstückig aus einem Harzmaterial oder einem metallischen Material ausgebildet, um eine im Wesentlichen zylindrische Formen zu haben. Eine Ventilwelle ist an jedem der Ventile 1 bis 4 vorgesehen. Jedes der Lager 26, 27 hat ein Gleitloch, das relativ zu einem von beiden Enden von einer jeweiligen Ventilwelle von jedem der Ventile 1 bis 4 gleitbar ist.
Wie in 3 bis 6 gezeigt ist, ist das Stellglied 10 ein elektrisches Stellglied, das einen Antrieb hat, der aus einem Elektromotor (nicht gezeigt) und einer Übertragungsvorrichtung, wie einem Untersetzungsgetriebe (nicht gezeigt), besteht. Der Elektromotor erzeugt ein Abgabemoment, wenn er mit Elektrizität versorgt wird. Die Übertragungsvorrichtung überträgt eine Drehung einer Motorwelle des Elektromotors auf die Stiftstange 9.
Der Elektromotor kann ein DC-Motor, wie ein bürstenloser Motor, oder ein Motor mit einer Bürste sein. Der Elektromotor kann ein AC-Motor sein, wie ein Drehstrommotor. Das Untersetzungsgetriebe bildet die Übertragungsvorrichtung für ein Verringern einer Drehzahl der Motorwelle des Elektromotors mit einem vorbestimmten Untersetzungsverhältnis und für ein Übertragen des verringerten Abgabemoments des Elektromotors auf die Stiftstange 9. Das Untersetzungsgetriebe hat ein Motorzahnrad, ein Zwischenzahnrad und ein Endzahnrad, die drehbar in einem Stellgliedgehäuse 29 aufgenommen sind. Das Motorzahnrad ist an der Motorwelle des Elektromotors befestigt. Das Zwischenzahnrad greift mit dem Motorzahnrad ein. Das Endzahnrad greift mit dem Zwischenzahnrad ein.
Wie in 6 gezeigt ist, hat das Stellgliedgehäuse 29 einen im Wesentlichen zylindrischen Passabschnitt 31, der in den Innenumfang eines hülsenförmigen zylindrischen Abschnitts 30 eingepasst ist, der mit dem rechten Wandabschnitt der mehreckigen zylindrischen Abschnitte 6 des Einlasskrümmers 5 integriert ist. Ein Dichtungsbauteil 32, wie ein O-Ring, ist zwischen dem zylindrischen Abschnitt 30 und dem Passabschnitt 31 vorgesehen. Das Stellgliedgehäuse 29 stützt die Abgabewelle 34 des Stellglieds 10 über das Lagerbauteil 33 drehbar ab. Die Abgabewelle 34 des Stellglieds 10 ist mit einem Endabschnitt der Stiftstange 9 an der Seite des Stellglieds 10 über ein Kopplungsbauteil 35 verbunden. Das Kopplungsbauteil 35 hat einen Gabelabschnitt, der mit dem einen Ende der Stiftstange 9 in 6 auf der linken Seite verbunden ist. Das Kopplungsbauteil 35 hat in 6 ein rechtes Ende, und das rechte Ende ist mit einem Gabelabschnitt der Abgabewelle 34 des Stellglieds 10 verbunden. Der Gabelabschnitt des Kopplungsbauteils 35 ist lose in den Gabelabschnitt der Abgabewelle 34 eingepasst.
Ein Anschlaghebel 36 ist in der Nähe des Gabelabschnitts der Stiftstange 9 für ein Regulieren der Ventilposition bei einer vollständig geschlossenen Position vorgesehen. Ein scheibenförmiger Bund 37 ist an der rechten Wand des zylindrischen Abschnitts 6 auf der rechten Seite des Einlasskrümmers in 6 vorgesehen. Der Bund 37 ist vorgesehen, um zu verhindern, dass der Anschlaghebel 36 eine Abnützung direkt an dem Einlasskrümmer 5 bewirkt. Der Bund 37 ist aus einem Harz oder einem Harzverbund ausgebildet, das jeweils ein Material mit niedriger Reibung enthält, wie Fluorkohlenwasserstoffpolymer. In diesem Aufbau kann eine Antriebskraft der Stiftstange 9 in einem Zustand verringert werden, wo der Anschlaghebel 36 direkt an dem Einlasskrümmer 5 gleitet. Deshalb kann der Elektromotor verkleinert werden.
Der Anschlaghebel 36 ist an dem Außenumfang der Welle an der Seite des Stellglieds 10 bezüglich den Ventilabstützabschnitten der Ventile 1 bis 4 befestigt. Der Anschlaghebel 36 hat einen Anschlagabschnitt für eine vollständig geschlossene Position 36a und einen Anschlagabschnitt für eine vollständig offene Position 36b. Der Anschlagabschnitt für eine vollständig geschlossene Position 36a ist mit einem Anschlagbauteil für eine vollständig geschlossene Position (Anschlagschraube für eine vollständig geschlossene Position) 38 eingehakt, wenn alle die Ventile 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position sind. Der Anschlagabschnitt für eine vollständig offene Position 36b ist mit einem Anschlagbauteil für eine vollständig offene Position (Anschlagschraube für eine vollständig offene Position) 39 eingehakt, wenn alle Ventile 1 bis 4 in der vollständig offenen Position sind.
Ein Bund (Anschlag für eine vollständig geschlossene Position) 91 ist in den zylindrischen Abschnitt 30 des Einlasskrümmers 5 einsatzgeformt. Das Anschlagbauteil für eine vollständig geschlossene Position 38 ist durch den Bund 91 hindurch in eine Mutter 92 eingeschraubt. Ein Bund (Anschlag für eine vollständig offene Position) 93 ist in den zylindrischen Abschnitt 30 des Einlasskrümmers 5 einsatzgeformt. Das Anschlagbauteil für eine vollständig offene Position 39 ist durch den Bund 93 hindurch in eine Mutter 94 eingeschraubt. Bei diesem Aufbau sind alle die Ventile 1 bis 4 in einem Zustand in der vollständig geschlossenen Position, wo der Anschlagabschnitt für eine vollständig geschlossene Position 36a des Anschlaghebels 36 mit dem Anschlagbauteil für eine vollständig geschlossene Position 38 eingehakt ist. Zusätzlich sind alle Ventile 1 bis 4 in einem Zustand in der vollständig offenen Position, wo der Anschlagabschnitt für eine vollständig offene Position 36b des Anschlaghebels 36 mit dem Anschlagbauteil für eine vollständig offene Position 39 eingehakt ist.
Die Ventilstellgliedvorrichtung, insbesondere der Elektromotor, wird gemäß einer Elektrizitätszufuhr gesteuert, die mit Hilfe einer Verbrennungsmotorsteuereinheit (ECU) gesteuert wird. Die ECU steuert eine Elektrizität, die zu dem Elektromotor zugeführt wird, gemäß einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 500, wie einer Verbrennungsmotordrehzahl, der Drosselposition, der Beschleunigerposition und einer Zieleinlassmenge. In diesem Betrieb kann die ECU die Positionen aller Ventile 1 bis 4 über einen Ventilbetätigungsbereich von der vollständig geschlossenen Position über eine Zwischenposition zu der vollständig offenen Position steuern.
Wenn alle Ventile 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position sind, definieren jedes der Ventile 1 bis 4 und die Wandfläche der Einlasspassage 12 in dem Gehäuse 7 einen minimalen Spalt zwischen sich, so dass die Menge von Einlassluft, die durch die Einlasspassagen 12 hindurch geht, minimal wird. Wenn alle Ventile 1 bis 4 in der vollständig offenen Position sind, definieren jedes der Ventile 1 bis 4 und die Wandfläche der Einlasspassage 12 in dem Gehäuse 7 einen maximalen Spalt zwischen sich, so dass die Menge von Einlassluft maximal wird, die durch die Einlasspassagen 12 hindurch geht.
Die Stiftstange 9 hat das andere vordere Ende an der gegenüber liegenden Seite des Stellglieds 10, und das andere vordere Ende der Stiftstange 9 ist mit einer Feder 41 zum Reduzieren eines Spiels versehen. Die Feder 41 bringt eine Kraft auf die Stiftstange 9 auf, um einen Spalt in der Verbindung zu verringern, in der die Abgabewelle 34 des Stellglieds 10 in dem Kopplungsbauteil 35 eingepasst ist. Eine erste und eine zweite zylindrische Hülse 42 sind an dem Außenumfang der Stiftstange 9 vorgesehen. Die Feder 41 bringt eine Kraft auf die Stiftstange 9 auf, derart, dass ein Drehwinkel der ersten zylindrischen Hülse 42 relativ zu der zweiten zylindrischen Hülse 42 entsprechend einem Passspalt zwischen der ersten und der zweiten zylindrischen Hülse 42 konstant wird. Ein zylindrischer Abschnitt 43 ist ein hülsenförmiges Bauteil, das einstückig mit dem linken Wandabschnitt des zylindrischen Abschnitts 6 des Einlasskrümmers 5 ausgebildet ist. Die Feder 41 ist in einem Raum zwischen dem zylindrischen Abschnitt 43 und einem Deckel 44 aufgenommen.
Jede Ventileinheit definiert ein rechteckiges Loch 45, das ein Durchgangsloch ist und sich entlang der Stiftstange 9 erstreckt. Jedes der Ventile 1 bis 4 hat die zylindrische Ventilwelle 46, die umfänglich das rechteckige Loch 45 definiert, und ein plattenförmiges Ventilbauteil, das sich radial von der Ventilwelle 46 erstreckt. Das heißt das Ventilbauteil erstreckt sich senkrecht zu der Drehwelle. Das rechteckige Loch 45 von jedem der Ventile 1 bis 4 ist ein Durchgangsloch, das sich gerade und senkrecht zu der Mittelachse von jeder Einlasspassage 12 des Gehäuses 7 erstreckt. Jede Ventilwelle 46 erstreckt sich axial durch das rechteckige Loch 45.
In dieser Ausführungsform ist die Stiftstange 9 eine Welle, die aus Metall, wie einem eisenhaltigen Material, ausgebildet ist, um einen mehreckförmigen Querschnitt zu haben. Die Stiftstange 9 ist in jedes rechteckige Loch 45 von jedem der Ventile 1 bis 4 eingesetzt. Die Stiftstange 9 hat Passabschnitte (Ventilabstützabschnitte) 51 bis 54, die jeweils eine entsprechende Ventilwelle 46 bei einem vorbestimmten Einbauwinkel abstützen. Die Form jedes rechteckigen Lochs 45 korrespondiert zu dem rechteckigen Querschnitt der Stiftstange 9. Das heißt die Form jedes rechteckigen Lochs 45 ist im Wesentlichen dieselbe, wie der rechteckige Querschnitt von jedem von den Ventilabstützabschnitten 51 bis 54 der Stiftstange 9. Mit diesem Aufbau kann verhindert werden, dass die Ventile 1 bis 4 relativ zu der Stiftstange 9 drehen.
Die Ventile 1 bis 4 sind aus einem Harzmaterial, wie einem Glasfaser verstärkten Thermoplasten, ausgebildet, um in einer vorbestimmten Form zu sein. Die Ventile 1 bis 4 haben eine Drehmitte, die senkrecht zu der Mittelachse jedes Gehäuses 7 ist. Die Ventile 1 bis 4 auf die Stiftstange 9 als ein einzelnes Bauteil aufgesteckt, um ein Drehventil zu bilden. Die Ventile 1 bis 4 werden in dem Betriebsbereich zwischen der vollständig geschlossenen Position und der vollständig offenen Position gedreht, so dass die Ventile 1 bis 4 die Einlasspassagen 12 des Gehäuses 7 öffnen und schließen.
Jedes Ventilbauteil der Ventile 1 bis 4 ist in einer rechteckigen Form mit der oberen und der unteren Seite, die größer oder kleiner als die rechte und die linke Seite von diesen in 4 sind. Die Ventile 1 bis 4 sind drehbar in den Gehäusen 7 aufgenommen, die jeweils die Einlasspassagen 12 definieren. Jedes der Ventile 1 bis 4 hat vier Ecken, die jeweils eine Abschrägung beziehungsweise Phase haben, die in einer Form von einer viereckigen Form, einer Bogenform und einer R-Form ist.
Jedes Ventilbauteil der Ventile 1 bis 4 hat den oberen Umfang, der einen Mittelabschnitt hat, der einen Hauptöffnungsabschnitt (Kerbe, Schlitz) 47 in einer im Wesentlichen rechteckigen Form zum Erzeugen einer Wirbeleinlassströmung (Drallströmung, engl.: „tumble flow") definiert, die in die Brennkammer jedes Zylinders des Verbrennungsmotors 500 strömt. Das heißt der Hauptöffnungsabschnitt 47 ist durch den oberen Umfang jedes Ventilbauteils definiert, der dem oberen Wandabschnitt 21 des Gehäuses 7 gegenüber liegt. Jedes Ventilbauteil von jedem der Ventile 1 bis 4 hat beide Seiten, die teilweise vier Unteröffnungen (Kerbe, Schlitz) 48 haben, die jeweils einen Öffnungsbereich haben, der geringer als der des Hauptöffnungsabschnitts 47 ist. Jedes Ventilbauteil hat eine Vorderfläche und eine Rückfläche. Die Rückfläche des Ventilbauteils ist mit Verstärkungsrippen 49 versehen, die jeweils die Höhe haben, die allmählich von der Ventilwelle 46 zu dem vorderen Ende des Ventilbauteils abnimmt.
Jede Ventilwelle 46, die an jedem der Ventile 1 bis 4 vorgesehen ist, hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, die umfänglich jeweils die Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 der Stiftstange 9 umgibt. Jede Ventilwelle 46 hat beide axiale Enden die Gleitabschnitte (Gleitflächen) definieren, die gleitbar über die zwei Lager 26, 27 durch den Innenumfang von jedem Gehäuse 7 abgestützt sind.
Jede Ventilwelle 46 ist von der Mittelachse jeder Einlasspassage 12 in Richtung zu der Bodenwandfläche versetzt. Jede Ventilwelle 46 ist von der Mitte von jeder Einlasspassage 12 in Richtung zu dem stromaufwärtigen Bereich der Einlassluftströmung versetzt. Bei diesem Aufbau ist jede Ventilwelle 46 in der Nähe der stromaufwärtigen Öffnung von jedem Gehäuse 7 angeordnet und ist in der Nähe des unteren Wandabschnitts 22 jedes Gehäuses 7 angeordnet. Wenn jedes der Ventile 1 bis 4 in der vollständig offenen Position ist, liegt die Rückfläche des Ventilbauteils von jedem der Ventile 1 bis 4 der Bodenwandfläche des unteren Wandabschnitts 22 von jedem Gehäuse 7 gegenüber und definiert einen minimalen Spalt dazwischen.
Zusätzlich, wenn jedes der Ventile 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position ist, ist jede Ventilwelle 46 von jedem der Ventile 1 bis 4 exzentrisch an der unteren Seite in 2 angeordnet, das heißt an einer Seite der Fläche des Ventilbauteils, die sich senkrecht zu der Dickenrichtung des Ventilbauteils erstreckt. Bei diesem Aufbau hat jedes der Ventile 1 bis 4 die Ventilwelle 46, die die Drehmitte an der gegenüber liegenden Seite des freien Endes definiert und bildet einen Auslegeraufbau.
Die Stiftstange 9 ist in jedes rechteckige Loch 45 von jedem der Ventile 1 bis 4 eingepasst, beispielsweise presseingesetzt. Die Ventile 1 bis 4 sind auf die Stiftstange 9 aufgesteckt, die als einzelne Antriebswelle dient, die einstückig die Ventile 1 bis 4 abstützt. Die Stiftstange 9 erstreckt sich gerade entlang der Drehachse und hat einen mehreckigen Querschnitt. Die Stiftstange 9 hat die Ventilabstützabschnitte 51 bis 54, die in den Innenumfang jeder Ventilwelle 46 von jedem der Ventile 1 bis 4 presseingesetzt sind. Die Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 sind jeweils an den Ventilen 1 bis 4 der Ventileinheiten vorgesehen.
Im Speziellen dient der Ventilabstützabschnitt 51 als ein erster Passabschnitt, der in den Innenumfang der Ventilwelle 46 des Ventils 1 presseingesetzt ist. Der Ventilabstützabschnitt 51 definiert den Winkel des Ventils 1 bei einem vorbestimmten Einbauwinkel θv1. Der Ventilabstützabschnitt 52 dient als ein zweiter Passabschnitt, der in den Innenumfang der Ventilwelle 46 des Ventils 2 presseingepasst ist. Der Ventilabstützabschnitt 52 definiert den Winkel des Ventils 2 bei einem vorbestimmten Einbauwinkel θv2. Der Ventilabstützabschnitt 53 dient als ein dritter Passabschnitt, der in den Innenumfang der Ventilwelle 46 des Ventils 3 presseingepasst ist. Der Ventilabstützabschnitt 53 definiert den Winkel des Ventils 3 bei einem vorbestimmten Einbauwinkel θv3. Der Ventilabstützabschnitt 54 dient als ein vierter Passabschnitt, der in den Innenumfang der Ventilwelle 46 des Ventils 4 presseingepasst ist. Der Ventilabstützabschnitt 54 definiert den Winkel des Ventils 4 bei einem vorbestimmten Einbauwinkel θv4.
In dieser Ausführungsform hat der Einlasswirbelerzeuger den folgenden Aufbau, um eine Variation zwischen den Drosselpositionen aller Ventile 1 bis 4, die jeweils an den Zylindern des Verbrennungsmotors 500 vorgesehen sind, zu absorbieren, wenn diese in der vollständig geschlossenen Position sind, ohne die Steifigkeit der Stiftstange 9 zu erhöhen. Im Speziellen ist der Einbauwinkel θv von jedem der Ventile 1 bis 4 von jedem der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 der Stiftstange 9 entsprechend einem Lastmoment definiert, das auf jedes der Ventile 1 bis 4 in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird (Vorneigerichtung). Das Lastmoment wird durch einen Unterdruck einer Einlassluft und die Feder 41 aufgebracht.
Beispielsweise erhöht sich der Einbauwinkel θv allmählich von dem entfernten Abschnitt der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 der Stiftstange 9 in Richtung zu dem einen Abschnitt der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 an der Seite des Anschlaghebels 36. Die anfängliche Ventilposition entspricht einem Torsionswinkel von einem Abschnitt der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 der Stiftstange 9, der durch ein Lastmoment verdreht ist, das durch Einlassluft und die Feder 41 bewirkt wird. Bei diesem Aufbau wird die anfängliche Ventilposition, die zu dem Torsionswinkel korrespondiert, allmählich von der einen Position, die von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, zu der einen Position in der Nähe des Anschlaghebels 36 groß.
Mit Bezug auf 1 erhöht sich im Speziellen der Einbauwinkel θv von jedem der rechteckigen Löcher 45 von jeder Ventilwelle 46 von jedem der Ventile 1 bis 4 in Reihenfolge allmählich von dem, das von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, zu dem in der Nähe des Anschlaghebels 36. Die Stiftstange 9 ist in die Ventilwellen 46 eingesetzt, die jeweils das rechteckige Loch 45 haben.
Das rechteckige Loch 45 des Ventils 1 definiert den Einbauwinkel θv1 bezüglich der Ventilwelle 46 des Ventils

1. Das rechteckige Loch 45 des Ventils 2 definiert den Einbauwinkel θv2 bezüglich der Ventilwelle 46 des Ventils
2. Das rechteckige Loch 45 des Ventils 3 definiert den Einbauwinkel θv3 bezüglich der Ventilwelle 46 des Ventils
3. Das rechteckige Loch 45 des Ventils 4 definiert den Einbauwinkel θv4 bezüglich der Ventilwelle 46 des Ventils
4. Die Einbauwinkel θv der rechteckigen Löcher 45 erfüllen Folgendes: θv1 < θv2 < θv3 < θv4.

Beispielsweise ist eine Seite von jedem der rechteckigen Löcher 45 von jedem der Ventile 1 bis 4 4mm. Der Einbauwinkel θv1 des rechteckigen Lochs 45 des Ventils 1, das am weitesten außen von dem Anschlaghebel 36 ist, ist ein Referenzwinkel A deg. Das Ventil 2 ist das zweitäußerste Ventil 1. Der Einbauwinkel θv2 des rechteckigen Lochs 45 des Ventils 2, das benachbart zu dem äußersten Ventil 1 ist, ist ein Winkel (A + α) Grad. Der Winkel 3 ist am zweitnächsten zu dem Anschlaghebel 36. Der Einbauwinkel θv3 des rechteckigen Lochs 45 des Ventils 3, das benachbart zu dem innersten Ventil 4 ist, ist ein Winkel (A + 2α) Grad. Das Ventil 3 ist am Nächsten zu dem Anschlaghebel 36. Der Einbauwinkel θv4 des rechteckigen Lochs 45 des Ventils 4, das das Innerste ist, ist ein Winkel (A + 3α) Grad. Der Winkel α ist 2 Grad. Der Winkel α ist in Abhängigkeit des Abstands zwischen dem Anschlaghebel 36 und der axialen Mitte von jedem der Ventile 1 bis 4 definiert. Zusätzlich ist der Winkel α in Abhängigkeit der Länge von jeder Seite des rechteckigen Lochs 45 definiert.
In dieser Ausführungsform ist der Winkel zwischen der Innenfläche des rechteckigen Lochs 45 von einem der Ventile 1 bis 4 und der Ventilfläche von dem einen der Ventile 1 bis 4 anders als der Winkel zwischen der Innenfläche des rechteckigen Lochs 45 eines anderen der Ventile 1 bis 4 und der Ventilfläche des anderen der Ventile 1 bis 4. Beim Herstellen dieses Aufbaus können vier rechteckige Rohre bei Winkeln angeordnet werden, die sich relativ voneinander unterscheiden, und die vier rechteckigen Rohre können in vier der Ventile 46 einsatzgeformt werden, um jeweils die rechteckigen Löcher 45 in den Ventilen 1 bis 4 zu definieren.
Die Stiftstange 9, die den mehreckigen Querschnitt hat, kann in einem Aufbau, in dem jedes Lagerloch 25 von jedem Lagerabschnitt des Gehäuses 7 die Stiftstange 9 direkt abstützt, nicht sanft gedreht werden. Deshalb bedecken die Ventilwellen 46 der Ventile 1 bis 4 die Stiftstange 9, und die Außenumfangsbereiche der Ventilwellen 46 sind mittels der Lager 26, 27 durch das Gehäuse 7 drehbar abgestützt. Der Einlasskrümmer 5, das Gehäuse 7 und die Ventile 1 bis 4 sind aus thermoplastischem Harz, das vorzugsweise Polyamidharz (PA), ungesättigtes Polyesterharz (UP), Polyphenylensulfid (PPS) Polybutylenterephthalat (PBT) oder dergleichen ist, in Anbetracht einer Thermostabilität und einer mechanischen Festigkeit ausgebildet.
Die Ventile 1 bis 4 sind in der vollständig geschlossenen Position, wenn der Verbrennungsmotor 500 in einem Startzustand kalt ist, oder wenn das Fahrzeug in einem Leerlaufzustand ist, wo die Einlassluftmenge gering ist. Wenn die Ventile 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position sind, ist jedes der Ventile 1 bis 4 in dem vorbestimmten Winkel in Richtung zu der Ventilöffnungsrichtung mit Bezug auf die Achse von jeder Einlasspassage 12 geneigt.
Die Ventile 1 bis 4 sind in einer vollständig offenen Position, wenn der Verbrennungsmotor 500 bei einer mittleren oder hohen Drehzahl betrieben wird. Wenn die Ventile 1 bis 4 in der vollständig offenen Position sind, erstrecken sich die Vorder- und Rückfläche von jedem der Ventile 1 bis 4 im Wesentlichen entlang der Achse von jeder Einlasspassage 12. Wenn der Verbrennungsmotor 500 bei der niedrigen Drehzahl betrieben wird und eine große Menge von Einlassluft erfordert ist, können die Ventile 1 bis 4 zu einer Zwischenposition gesteuert werden, in der die Ventile 1 bis 4 leicht von der vollständig geschlossenen Position in die Ventilöffnungsrichtung gedreht sind.
Als Nächstes werden Betriebe und Effekte des Einlasswirbelerzeugers mit Bezug auf 1 bis 6 beschrieben.
Die ECU steuert eine Elektrizität, die zu dem Elektromotor in einem normalen Betriebszustand zugeführt wird, wo eine große Menge von Einlassluft erfordert ist und der Verbrennungsmotor 500 erwärmt wird. In diesem Zustand dreht der Elektromotor die Ventile 1 bis 4 in Richtung der Ventilöffnungsrichtung. Somit steuert der Elektromotor alle Ventile 1 bis 4 zu der vollständig offenen Position.
In diesem Zustand strömt Einlassluft von den Einlasspassagen 11 des Einlasskrümmers 5 des Verbrennungsmotors 500 durch die Einlässe des Gehäuses 7 in die Einlasspassagen 12 des Gehäuses 7 der Ventileinheiten. Die Einlassluft strömt des Weiteren von den Auslässen des Gehäuses 7 durch die Gehäuse 7 hindurch direkt in die Einlassanschlüsse 13 des Zylinderkopfs 8 des Verbrennungsmotors 500. Die Einlassluft strömt von den Einlassventilen in die Brennkammern des Verbrennungsmotors 500, nachdem sie durch die Einlassanschlüsse 13 hindurch geströmt ist. In diesem Zustand erzeugt jede Brennkammer keine Einlasswirbelströmung (vertikale Drallströmung) in sich.
Alternativ steuert die ECU auch Elektrizität, die zu dem Elektromotor in einem Startbetrieb oder in einem Leerlaufzustand zugeführt wird, wo die Menge von Einlassluft gering ist und der Verbrennungsmotor 500 kalt ist. In diesem Zustand dreht der Elektromotor die Ventile 1 bis 4 in Richtung der Ventilschließrichtung. Somit steuert der Elektromotor alle Ventile 1 bis 4 zu der vollständig geschlossenen Position.
In diesem Zustand strömt Einlassluft von den Einlasspassagen 11 des Einlasskrümmers 5 des Verbrennungsmotors 500 durch die Einlässe der Gehäuse 7 in die Einlasspassagen 12 der Gehäuse 7. Die Einlassluft geht im Wesentlichen nur durch die Hauptöffnungsabschnitte 47 hindurch und tritt durch die Auslässe der Gehäuse 7 in obere Bereiche der Einlassanschlüsse 13 ein. Die Einlassluft strömt entlang der oberen Wandfläche der Einlassanschlüsse 13. Die Einlassluft strömt durch die Einlassventile in die Brennkammern des Verbrennungsmotors 500, nachdem sie entlang der oberen Wandfläche der Einlassanschlüsse 13 geströmt ist. In diesem Zustand erzeugt jede Brennkammer in sich eine Drallströmung, wodurch der Verbrennungswirkungsgrad in dieser in dem Startbetrieb oder in dem Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors 500 verbessert wird. Somit wird ein Kraftstoffverbrauch verringert und Emissionen, wie Kohlenwasserstoff (HC), können verringert werden.
In diesem Aufbau definieren die oberen Umfänge bzw. Bereice der Ventile 1 bis 4 die Hauptöffnungsabschnitte 47, und ein Kraftstoff, wie Benzin, kann um die Ventile 1 bis 4 herum angesammelt werden. Wenn sich Kraftstoff um die Ventile 1 bis 4 herum ansammelt und der sich ansammelnde Kraftstoff aufgrund beispielsweise einer Neigung des Fahrzeugs in die Brennkammern strömt, können die Brennkammern eine unvollständige Verbrennung bewirken.
Mit dem Einlasswirbelerzeuger kann der Verbrennungswirkungsgrad in den Brennkammern der Zylinder des Verbrennungsmotors 500 durch Erzeugen einer Wirbelströmung in einer Einlassluft, die in die Brennkammern der Zylinder des Verbrennungsmotors 500 eintritt, in dem Startbetrieb oder in dem Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors 500 verbessert werden. Der Einlasswirbelerzeuger hat den folgenden Aufbau, um eine Drallströmung in den Brennkammern in dem Zustand zu erzeugen, wo die Menge von Einlassluft gering ist und der Verbrennungsmotor 500 kalt ist. Wenn die Ventile 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position sind, geht eine Untereinlassluftströmung durch vier der Unteröffnungen 48 in jeden Einlassanschluss 13 in jedem der Ventile 1 bis 4, wobei die Haupteinlassluftströmung, die durch die Hauptöffnungsabschnitte 47 der Ventile 1 bis 4 hindurch geht, und ein Teil einer Haupteinlassluftströmung beseitigt wird, die dreht, um zu einem Bereich um die Hauptöffnungsabschnitte 47 herum zurück zu kehren. In diesem Betrieb kann verhindert werden, dass sich Kraftstoff um die Ventile 1 bis 4 herum ansammelt.
Die ECU steuert auch eine Elektrizität, die zu dem Elektromotor zugeführt wird, wenn ein Zündschalter auf AUS gestellt ist. Somit steuert der Elektromotor alle Ventile 1 bis 4 zu der Zwischenposition, in der die Ventile 1 bis 4 geringfügig von der vollständig geschlossenen Position in Richtung zu der Ventilöffnungsrichtung gedreht sind. Die ECU beendet ein Zuführen von Elektrizität zu dem Elektromotor, wenn alle Ventile 1 bis 4 zu der Zwischenposition gedreht sind.
In diesem Zustand bringt die Feder 41 eine Kraft auf, um den Spalt in der Verbindung zwischen der Abgabewelle 34 des Stellglieds 10 und dem Kopplungsbauteil 35 zu verringern. Somit sind alle die Ventile 1 bis 4 bei der Position, die relativ zu der Zwischenposition in Richtung der Ventilöffnungsrichtung geneigt ist, entsprechend dem Spalt, der ein Spiel zwischen dem Motorzahnrad und dem Zwischenzahnrad in dem Untersetzungsgetriebe definiert, oder entsprechend dem Spalt im Gleichgewicht, der ein Spiel zwischen dem Zwischenzahnrad und Endzahnrad in dem Untersetzungsgetriebe definiert.
Wenn der Verbrennungsmotor 500 bei der niedrigen Drehzahl betrieben wird und eine große Menge von Einlassluft erfordert ist, können alle Ventile 1 bis 4 zu der Zwischenposition durch Zuführen von Elektrizität zu dem Elektromotor gesteuert werden, um eine Drallströmung selbst in einem Zustand zu erzeugen, wo der Verbrennungsmotor 500 betrieben wird. In diesem Betrieb wird eine Drallströmung mit einer Erhöhung der Einlassluftmenge erzeugt, die in die Brennkammern des Verbrennungsmotors 500 strömt. Deshalb ist ein Verbrennungswirkungsgrad in den Brennkammern erhöht, wenn der Verbrennungsmotor 500 bei der niedrigen Drehzahl betrieben wird, so dass ein Kraftstoffverbrauch verringert ist, und eine Emission, wie Kohlenwasserstoff (HC), verringert werden kann.
Als Nächstes werden Effekte dieser Ausführungsform beschrieben.
Mit Bezug auf 2 und 4, wenn die Ventile 1 bis 4 in einem Betrieb des Verbrennungsmotors 500 in der vollständig geschlossenen Position sind, bringt Einlassluft einen Unterdruck auf die Rückfläche von jedem der Ventile 1 bis 4 in dem Einlasswirbelerzeuger auf. In diesem Zustand wird jedes der Ventile 1 bis 4 mit einem Biegemoment beaufschlagt, das durch ein Lastmoment um die Ventilwelle 46 von jedem der Ventile 1 bis 4 in Richtung der Ventilöffnungsrichtung verursacht wird, die in 2 durch den Pfeil gekennzeichnet ist. Die Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 der Stiftstange 9, die an den Ventilwellen 46 der Ventile 1 bis 4 fixiert sind, verdrehen sich entsprechend dem Lastmoment. Die Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 der Stiftstange 9 werden in dem Auslegeraufbau in dieser Ausführungsform signifikant verdreht.
Des Weiteren ist in dieser Ausführungsform die Feder 41 an dem anderen axialen Ende der Stiftstange 9 an der gegenüber liegenden Seite des Stellglieds 10 vorgesehen, um die Stiftstange 9 vorzuspannen, um den Spalt in der Verbindung zwischen der Abgabewelle 34 des Stellglieds 10 und dem Kopplungsbauteil 35 zu verringern. In diesem Aufbau bringt die Feder 41 ein Lastmoment auf die Ventile 1 bis 4 auf, um ein Biegemoment um die Ventilwellen 46 in Richtung der Ventilöffnungsrichtung zu erzeugen. Somit wird die Stiftstange 9 entsprechend dem Lastmoment verdreht.
Wenn die Stiftstange 9 ein Lastmoment auf das Ventilbauteil von jedem der Ventile 1 bis 4 aufbringt, die in der vollständig geschlossenen Position sind, werden die Ventilabstützabschnitte der Stiftstange 9 jeweils um Torsionswinkel verdreht, die sich voneinander unterscheiden. In diesem Zustand weichen die Winkel (Winkel bei der vollständig geschlossenen Position) der Ventile 1 bis 4, die in der vollständig geschlossenen Position sind, voneinander ab. Das heißt die Winkel bei der vollständig geschlossenen Position der Ventile 1 bis 4, die in der vollständig geschlossenen Position sind, variieren stark zwischen den Zylindern des Verbrennungsmotors 500. Demzufolge variiert die Haupteinlassströmung zwischen den Zylindern, die durch die Hauptöffnungsabschnitte 47 hindurch geht, und als eine Folge variiert auch eine Leckage von Einlassluft zwischen den Zylindern.
Die Torsionswinkel der Ventilabstützabschnitte 54 bis 51 der Stiftstange 9 werden in Reihenfolge von dem Ventilabstützabschnitt 54 des Ventils 4, das in der Nähe des Anschlaghebels 36 ist, allmählich zu dem Ventilabstützabschnitt 51 des Ventils 1 größer, das am entferntesten von dem Anschlaghebel 36 ist. Der Öffnungsbereich des Ventils 4, das in der vollständig geschlossenen Position am innersten bei dem Anschlaghebel 36 ist, ist als ein Referenzöffnungsbereich definiert. Wenn der Abstand von dem Anschlaghebel 36 groß wird, werden die Öffnungsbereiche der Ventile 3 bis 1 in dieser Reihenfolge im Vergleich zu dem Referenzwinkel groß, wenn sie in der vollständig geschlossenen Position sind. Das heißt, wenn der Abstand von dem Anschlaghebel 36 groß wird, sind die Ventile 3 bis 1 in dieser Reihenfolge schrittweise in Richtung zu der Ventilöffnungsrichtung geneigt, wenn sie in der vollständig geschlossenen Position sind. Wenn der Abstand von dem Anschlaghebel 36 groß wird, werden die Öffnungsbereiche der Hauptöffnungsabschnitte 47 der Ventile 3 bis 1 in dieser Reihenfolge groß, wenn die Ventile 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position sind. Wenn der Abstand von dem Anschlaghebel 36 groß wird, werden deshalb die Haupteinlassluftströmungen, die durch die Hauptöffnungsabschnitte 47 der Ventile 4 bis 1 strömen, in dieser Reihenfolge kleiner.
Wenn der Abstand von dem Anschlaghebel 36 groß wird, werden jeweils die Spalte zwischen den oberen Endflächen der Ventile 4 bis 1 und den Flächen der oberen Wandabschnitte 21 des Gehäuses 7 groß. Demzufolge erhöht sich, wenn der Abstand von dem Anschlaghebel 36 groß wird, eine Leckage von Einlassluft, wenn die Ventile 4 bis 1 in der vollständig geschlossenen Position sind. Demzufolge kann der Effekt des Einlasswirbelerzeugers nicht in geeigneter Weise produziert werden. Das heißt ein Kraftstoffverbrauch und eine Emission von Kohlenwasserstoff können nicht verringert werden, selbst wenn der Einlasswirbelerzeuger vorgesehen ist. Somit kann die Verbrennungsmotorleistung verringert sein.
Deshalb erhöhen sich in dem Einlasswirbelerzeuger, der mit der integrierten Ventilvorrichtung vorgesehen ist, die Einbauwinkel θv1 bis θv4 der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 der Ventile 1 bis 4, die entsprechend an den Ventilabstützabschnitten 51 bis 54 der Stiftstange 9 vorgesehen sind, in dieser Reihenfolge allmählich in Richtung zu dem Anschlaghebel 36. Im Speziellen, mit Bezug auf 1, erhöhen sich die Einbauwinkel θv1 bis θv4 der rechteckigen Löcher der Ventilwellen 46 der Ventile 1 bis 4 in Reihenfolge allmählich von dem Einbauwinkel θv1, der von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, zu dem Einbauwinkel θv4 in der Nähe des Anschlaghebels 36.
Die Anfangsventilposition entspricht dem Torsionswinkel von einem der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 der Stiftstange 9, der durch ein Lastmoment verdreht ist, das durch Einlassluft und die Feder 41 bewirkt wird. Bei diesem Aufbau ist die Anfangsventilposition eingestellt, um allmählich von dem einen Ventil, das von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, zu dem einen Ventil in der Nähe des Anschlaghebels 36 größer zu werden. Selbst wenn ein Lastmoment auf die sich unterscheidenden Ventile 1 bis 4 in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, sind die Positionen aller Ventile 1 bis 4 so eingestellt, dass sie im Wesentlichen äquivalent zueinander sind, wenn sie in der vollständig geschlossenen Position sind.
Bei diesem Aufbau kann eine Variation der vollständig geschlossenen Positionen der Ventile 1 bis 4 verringert werden, so dass eine Variation von Ventilöffnungen zwischen den Zylindern des Verbrennungsmotors 500 verringert werden kann, ohne die Steifigkeit der Stiftstange 9 zu verringern. Somit kann eine Variation zwischen den Haupteinlassströmungen verringert werden, die durch die Hauptöffnungsabschnitte 47 der Ventile 1 bis 4 hindurch gehen, so dass eine Variation zwischen den Haupteinlassströmungen verringert werden kann, die in die Zylinder des Verbrennungsmotors 500 eintreten. Zusätzlich kann eine Variation einer Leckage von Einlassluftströmungen zwischen den Zylindern des Verbrennungsmotors 500 in einem Zustand verringert werden, wo die Ventile 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position sind. Deshalb kann die Verbrennungsmotorleistung aufrechterhalten werden, ohne sowohl die Stiftstange 9 als auch die Ventilwelle 46 zu vergrößern, und ohne die Herstellkosten zu erhöhen.
Bei diesem Aufbau muss die Steifigkeit der Stiftstange 9 nicht erhöht werden, so dass der Durchmesser der Stiftstange 9 nicht erhöht werden muss. Somit müssen die rechteckigen Löcher 45 der Ventile 1 bis 4 und die Ventilwellen 46, die jeweils die rechteckigen Löcher 45 umgeben, nicht vergrößert werden. Somit können Herstellkosten verringert werden.
Des Weiteren muss das Gewicht der Ventile 1 bis 4 und der Stiftstange 9 nicht erhöht werden, so dass eine Vibrationswiderstandsfähigkeit der Ventile 1 bis 4 aufrechterhalten werden kann. Selbst wenn eine Vibration von dem Fahrzeugaufbau und dem Verbrennungsmotor 500 zu dem Einlasskrümmer 5 oder dem Gehäuse 7 übertragen wird und/oder eine Druckpulsation von Einlassluft, die durch den Einlasskanal hindurch geht, zu dem Einlasskrümmer 5 oder dem Gehäuse 7 übertragen wird, klappern bei diesem Aufbau die Ventile 1 bis 4 nicht sehr stark. Somit können die Ventile 1 bis 4 und das Gehäuse von einem Verursachen einer abnormalen Abnützung geschützt werden.
(Zweite Ausführungsform)
In dieser Ausführungsform hat die Stiftstange 9, wie in 7A bis 7C gezeigt ist, die Ventilabstützabschnitte 51 bis 54, die jeweils den axialen Schnitt in einer mehreckigen Form, wie einer rechteckigen Form, haben. Ein Verbindungsabschnitt 55 ist zwischen den zwei benachbarten Ventilabstützabschnitten 51, 52 vorgesehen, wobei der die Ventilabstützabschnitte 51, 52 verbindet. Ein Verbindungsabschnitt 56 ist zwischen den zwei benachbarten Ventilabstützabschnitten 52, 53 vorgesehen, wobei er die Ventilabstützabschnitte 52, 53 verbindet. Ein Verbindungsabschnitt 57 ist zwischen den zwei benachbarten Ventilabstützabschnitten 53, 54 vorgesehen, wobei er die Ventilabstützabschnitte 53, 54 verbindet. Die Verbindungsabschnitte 55 bis 57 erstrecken sich jeweils axial durch die Wellendurchgangslöcher 15 hindurch, die in den zylindrischen Abschnitten 6 des Einlasskrümmers 5 definiert sind. Der Außendurchmesser von jedem der Verbindungsabschnitte 55 bis 57 ist geringer als der Außendurchmesser von jedem der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54.
In dieser Ausführungsform hat der Einlasswirbelerzeuger den folgenden Aufbau, um eine Variation zwischen Drosselpositionen von allen Ventilen 1 bis 4, die jeweils an den Zylindern des Verbrennungsmotors 500 vorgesehen sind, zu absorbieren, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind, ohne die Steifigkeit der Stiftstange 9 zu erhöhen. Im Speziellen ist der Einbauwinkel θv von jedem der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 der Stiftstange 9 entsprechend einem Lastmoment definiert, das auf jedes der Ventile 1 bis 4 in der Ventilöffnungsrichtung (Vorneigerichtung) aufgebracht wird. Das Lastmoment wird durch einen Einlassluftunterdruck und die Feder 41 aufgebracht. Der Anschlaghebel 36 ist an dem Ende des Anschlaghebels 36 an der rechten Seite in 3 und 6 vorgesehen. Der Einbauwinkel θv erhöht sich beispielsweise von dem einen der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 der Kolbenstange 9, der von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, in Richtung zu dem einen der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 an der Seite des Anschlaghebels 36.
Bei diesem Aufbau sind die Positionen aller Ventile 1 bis 4 eingestellt, um im Wesentlichen äquivalent zueinander zu sein, wenn sie in der vollständig geschlossenen Position sind.
Mit Bezug auf 7 hat jeder der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 Einsetzflächen bezüglich der Wandflächen, die die rechteckigen Löcher 45 definieren. Der Einbauwinkel θs von jeder der Einsetzflächen von jedem der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 von jedem der Ventile 1 bis 4 erhöht sich in Reihenfolge allmählich von dem einen Ventilabstützabschnitt, der von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, zu dem Ventilabstützabschnitt in der Nähe des Anschlaghebels 36. Die Stiftstange 9 hat die Ventilabstützabschnitte 51 bis 54, die jeweils die Einsetzflächen haben, die bei den Einbauwinkeln θs geneigt sind, die sich voneinander unterscheiden. Die Stiftstange 9 ist in das rechteckige Loch 45 der Ventilwellen 46 der Ventile 1 bis 4 eingesetzt.
Die Einsetzfläche des Ventilabstützabschnitts 51 ist bei dem Einbauwinkel θs1 geneigt. Die Einsetzfläche des Ventilabstützabschnitts 52 ist bei dem Einbauwinkel θs2 geneigt. Die Einsetzfläche des Ventilabstützabschnitts ist bei dem Einbauwinkel θs3 geneigt. Die Einsetzfläche des Ventilabstützabschnitts 54 ist bei dem Einbauwinkel θs4 geneigt. Die Einbauwinkel θs der Einsetzflächen der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 erfüllen folgende Beziehung: θs1 < θs2 < θs3 < θs4.
Beispielsweise ist eine Seite von jedem der rechteckigen Löcher 45 von jedem der Ventile 1 bis 4 4mm. Der Einbauwinkel θs1 der Einsetzfläche des Ventilabstützabschnitts 51, der der Außerste von dem Anschlaghebel 36 ist, ist ein Referenzwinkel A Grad. Der Ventilabstützabschnitt 52 ist der Zweite von dem Ventilabstützabschnitt 51. Der Einbauwinkel θs2 der Einsetzfläche des Ventilabstützabschnitts 52, der benachbart zu dem Ventilabstützabschnitt 51 ist, ist ein Winkel (A + α) Grad. Der Ventilabstützabschnitt 53 ist am zweitnächsten zu dem Anschlaghebel 36. Der Einbauwinkel θs3 der Einsetzfläche des Ventilabstützabschnitts 53, der zu dem innersten Ventilabstützabschnitt 54 benachbart ist, ist ein Winkel (A + 2α) Grad. Der Ventilabstützabschnitt 54 ist in der nächsten Umgebung des Anschlaghebels 36. Der Einbauwinkel θs4 der Einsetzfläche des Ventilabstützabschnitts 54, der benachbart zu dem Ventilabstützabschnitt 53 ist, ist ein Winkel (A + 3α) Grad. Der Winkel α ist 2 Grad. Der Winkel α ist in Abhängigkeit des Abstands zwischen dem Anschlaghebel 36 und der axialen Mitte von jedem der Ventile 1 bis 4 bestimmt. Zusätzlich ist der Winkel α in Abhängigkeit von jeder Seite des rechteckigen Lochs 45 und jeder Seite der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 bestimmt. Der Aufbau in dieser Ausführungsform kann einen Effekt ähnlich zu der ersten Ausführungsform erzeugen.
(Dritte Ausführungsform)
Wie in 8 gezeigt ist, hat in dieser Ausführungsform jedes Ventilbauteil von jedem der Ventile 1 bis 4 einen Stiftstangeumfangsabschnitt 61 in der Nähe jeder Ventilwelle 46. Jedes Ventilbauteil hat die Rückfläche, die mit Verstärkungsrippen 62 versehen ist, die sich jeweils von der Ventilwelle 46 in Richtung zu dem Stiftstangenumfangsabschnitt 61 erstrecken. In dieser Ausführungsform bilden der Stiftstangeumfangsabschnitt 61 und die Verstärkungsrippen 62 an der Rückseite des Stiftstangeumfangsabschnitts 61 einen dicken Ventilabschnitt 63, der die Dicke hat, die größer als die Dicke des oberen Endabschnitts des Ventilbauteils ist. Die Verstärkungsrippen 62, die an der Rückseite des Stiftstangeumfangsabschnitts 61 vorgesehen sind, haben im Wesentlichen dieselbe Höhe wie dieser.
In dieser Ausführungsform hat der Einlasswirbelerzeuger den folgenden Aufbau, um eine Variation zwischen Drosselpositionen aller Ventile 1 bis 4 zu absorbieren, die jeweils an den Zylindern des Verbrennungsmotors 500 vorgesehen sind, wenn diese in der vollständig geschlossenen Position sind, ohne die Steifigkeit der Stiftstange 9 zu erhöhen. Im Speziellen ist eine Steifigkeit des Stiftstangenumfangsabschnitts 61 von jedem der Ventile 1 bis 4 entsprechend einem Lastmoment definiert, das auf jedes der Ventile 1 bis 4 in der Ventilöffnungsrichtung (Vorneigerichtung) aufgebracht wird. Das Lastmoment wird durch einen Einlassluftunterdruck und die Feder 41 aufgebracht. Der Anschlaghebel 36 ist an dem Ende des Anschlaghebels 36 an der rechten Seite in 3 und 6 vorgesehen. Eine Steifigkeit des dicken Ventilabschnitts 63 von jedem der Ventile 1 bis 4 nimmt beispielsweise allmählich von dem dicken Ventilabschnitt, der von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, zu dem dicken Ventilabschnitt an der Seite des Anschlaghebels 36 ab.
In diesem Aufbau sind die Positionen aller Ventile 1 bis 4 eingestellt, um im Wesentlichen äquivalent zueinander zu sein, wenn diese in der vollständig geschlossenen Position sind.
Im Speziellen, mit Bezug auf 8, nimmt die Dicke Tv des dicken Ventilabschnitts 63 von jedem der Ventile 1 bis 4 in Reihenfolge allmählich von dem, das von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, zu dem in der Nähe des Anschlaghebels 36 ab. Die Stiftstange 9 ist in die Ventilwellen 46 eingesetzt, die jeweils das rechteckige Loch 45 haben.
Der dicken Ventilabschnitt 63 des Ventils 1, das am weitesten von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, hat die Dicke Tv1. Der dicken Ventilabschnitt 63 des Ventils 2, das am zweit weitesten von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, hat die Dicke Tv2. Der dicken Ventilabschnitt 63 des Ventils 3, das am zweit nächsten zu dem Anschlaghebel 36 ist, hat die Dicke Tv3. Der dicken Ventilabschnitt 63 des Ventils 4, das in der nächsten Umgebung des Anschlaghebels 36 ist, hat die Dicke Tv4. Die Dicke Tv des dicken Ventilabschnitts 63 der Ventile 1 bis 4 erfüllen folgende Beziehung: Tv1 > Tv2 > Tv3 > Tv4.
Eine Steifigkeit der dicken Ventilabschnitte 63, insbesondere eine Steifigkeit der Stiftstangeumfangsabschnitte 61, ist entsprechend dem Lastmoment erhöht, das jeweils auf das Ventilbauteil der Ventile 1 bis 4 aufgebracht wird. Selbst wenn ein Lastmoment auf die sich unterscheidenden Ventile 1 bis 4 in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, sind in diesem Aufbau die Winkel der Ventilabstützabschnitte 51 bis 54 in der Stiftstange 9 im Wesentlichen äquivalent zueinander, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind. Somit sind die Positionen aller Ventile 1 bis 4 festgelegt, um im Wesentlichen äquivalent zueinander zu sein, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind. Der Aufbau in dieser Ausführungsform kann einen Effekt hervorrufen, der ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform ist.
(Vierte Ausführungsform)
Wie in 9 und 10 gezeigt ist, hat in dieser Ausführungsform der Einlasswirbelerzeuger den folgenden Aufbau, um eine Variation zwischen Drosselpositionen aller Ventile 1 bis 4 der Zylinder des Verbrennungsmotors 500 zu absorbieren, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind, ohne die Steifigkeit der Stiftstange 9 zu erhöhen. Im Speziellen ist der Öffnungsbereich des Hauptöffnungsabschnitts 47, der an dem oberen Endumfang gegenüber der Wandfläche des oberen Wandabschnitts 21 des Gehäuses 7 angeordnet ist, entsprechend einem Lastmoment definiert, das auf jedes der Ventile 1 bis 4 in der Ventilöffnungsrichtung (Vorneigerichtung) aufgebracht wird. Das Lastmoment wird durch einen Einlassluftunterdruck und die Feder 41 aufgebracht.
Der Anschlaghebel 36 ist an dem Ende des Anschlaghebels 36 an der rechten Seite in 3 und 6 vorgesehen. Der Öffnungsbereich des Hauptöffnungsabschnitts 47 von jedem der Ventile 1 bis 4 erhöht sich beispielsweise von dem Ventil, das von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, zu dem Ventil an der Seite des Anschlaghebels 36.
Mit Bezug auf 9 erhöht sich im Speziellen die Höhe (Hauptöffnungshöhe) Hv des Hauptöffnungsabschnitts 47 von jedem der Ventile 1 bis 4 in Reihenfolge allmählich von dem Ventil, das von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, in Richtung zu dem Ventil in der Nähe des Anschlaghebels 36. Die Stiftstange 9 ist in die Ventilwellen 46 eingesetzt, die jeweils das rechteckige Loch 45 haben.
Die Hauptöffnungshöhe Hv des Hauptöffnungsabschnitts 47 des Ventils 1, das am weitesten von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, hat die Höhe Hv1. Der Hauptöffnungsabschnitt Hv des Hauptöffnungsabschnitts 47 des Ventils 2, das am zweit entferntesten von dem Anschlaghebel 36 ist, hat die Höhe Hv2. Die Hauptöffnungshöhe Hv des Hauptöffnungsabschnitts 47 des Ventils 3, das am zweit nächsten zu dem Anschlaghebel 36 ist, hat die Höhe Hv3. Die Hauptöffnungshöhe Hv des Hauptöffnungsabschnitts 47 des Ventils 4, das in der nächsten Umgebung des Anschlaghebels 36 ist, hat die Höhe Hv4. Die Hauptöffnungshöhe Hv des Hauptöffnungsabschnitts 47 der Ventile 1 bis 4 erfüllt folgende Beziehung: Hv1 < Hv2 < Hv3 < Hv4.
Selbst wenn ein Lastmoment auf die Ventile 1 bis 4, die sich voneinander unterscheiden, in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, sind die Öffnungsbereiche der Hauptöffnungsabschnitte 7 aller Ventile 1 bis 4 im Wesentlichen äquivalent zueinander, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind. Der Aufbau in dieser Ausführungsform kann einen Effekt hervorrufen, der ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform ist.
(Fünfte Ausführungsform)
Wie in 11 gezeigt ist, hat in dieser Ausführungsform der Einlasskrümmer 5 einen Doppelrohraufbau mit den zylindrischen Abschnitten 6 und den Gehäusen 7. Die zylindrischen Abschnitte 6 haben jeweils in sich die Passlöcher 14. Die Gehäuse 7 sind jeweils in den zylindrischen Abschnitten 6 aufgenommen, und haben jeweils in sich die Einlasspassagen 12.
Jedes der Gehäuse 7 hat einen dicken Gehäuseabschnitt 72, der in der Nähe von einem jeweiligen der Ventile 1 bis 4 angeordnet ist, und dünne Gehäuseabschnitte 71, die stromaufwärts und stromabwärts des dicken Gehäuseabschnitts 72 angeordnet sind. Der dicke Gehäuseabschnitt 72 hat die Dicke, die größer als die von jedem der dünnen Gehäuseabschnitte 71 ist. Der dicke Gehäuseabschnitt 72 ist aus einem Harz und einstückig mit dem oberen Wandabschnitt 21 jedes Gehäuses 7 ausgebildet.
Eine Referenzlinie X ist parallel zu einer Durchschnittsströmung von Einlassluft, die durch jede Einlasspassage 12 hindurch geht. Jeder dicke Gehäuseabschnitt 72 jedes Gehäuses 7 hat einen Vorsprung 73, der von der Referenzlinie X in Richtung zu der Ventilwelle 46 vorsteht, die die Drehmitte von jedem der Ventile 1 bis 4 definiert. Das heißt jeder Vorsprung 73 steht vor, um den Strömungsbereich jeder Einlasspassage 12 zu verringern.
Der Vorsprung 73 von jedem der Gehäuse 7 ist in der Fläche des oberen Wandabschnitts 21 des Gehäuses 7 teilweise bezüglich sowohl der Rückwärts als auch der Vorwärtsrichtung und einer Richtung nach rechts und nach links des Gehäuses 7 definiert. Der Vorsprung 73 steht in die Richtung vor, um den Öffnungsbereich des Hauptöffnungsabschnitts 47 an der oberen Endfläche des Ventilbauteils von jedem der Ventile 1 bis 4 zu verringern. Das heißt der Vorsprung 73 erstreckt sich, um in den Hauptöffnungsabschnitt 37 zu drücken bzw. zu drängen.
Zusätzlich, wenn jedes der Ventile 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position ist, liegt der Endabschnitt des Vorsprungs 73 der oberen Endfläche der Ventilbauteile von jedem der Ventile 1 bis 4 mit einem vorbestimmten Abstand gegenüber. Der Endabschnitt des Vorsprungs 73 definiert eine gegenüber liegende Fläche 74.
Wenn jedes der Ventile 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position ist, liegt die gegenüber liegende Fläche 74 von jedem Vorsprung 73 der oberen Endfläche, insbesondere dem Öffnungsendumfang, der den Hauptöffnungsabschnitt 47 von jedem der Ventile 1 bis 4 definiert, mit dem vorbestimmten Abstand gegenüber. Jede gegenüber liegende Fläche 74 definiert einen Endumfang, der relativ zu der stromaufwärtigen Wandfläche und der stromabwärtigen Wandfläche der Einlasspassage 12 vorsteht, wodurch der Querschnitt jeder Einlasspassage 12 verringert wird. Jeder Vorsprung 73 von jedem dicken Gehäuseabschnitt 72 hat schräge Stufenflächen stromaufwärts und stromabwärts der gegenüber liegenden Fläche 74.
In dieser Ausführungsform hat der Einlasswirbelerzeuger den folgenden Aufbau, um eine Variation zwischen Drosselpositionen aller Ventile 1 bis 4, die jeweils an den Zylindern des Verbrennungsmotors 500 vorgesehen sind, zu absorbieren, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind, ohne die Steifigkeit der Stiftstange 9 zu erhöhen. Der obere Wandabschnitt 21 hat die Höhe Hh, die der Abstand zwischen der axialen Mitte jeder Ventilwelle 46, die die Drehmitte von jedem der Ventile 1 bis 4 definiert, und der gegenüber liegenden Fläche 74 von jedem Vorsprung 73 ist. In dieser Ausführungsform ist die Höhe Hh entsprechend einem Lastmoment definiert, das auf jedes der Ventile 1 bis 4 in der Ventilöffnungsrichtung (Vorneigerichtung) aufgebracht wird. Das Lastmoment wird durch einen Einlassluftunterdruck und die Feder 41 aufgebracht.
Der Anschlaghebel 36 ist an dem Ende des Anschlaghebels 36 an der rechten Seite in 3 und 6 vorgesehen. Die Höhe Hh des oberen Wandabschnitts 21 erhöht sich beispielsweise allmählich von dem, der von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, zu dem an der Seite des Anschlaghebels 36.
Mit Bezug auf 11 erhöht sich im Speziellen die Höhe Hh des oberen Wandabschnitts 21 in Reihenfolge allmählich von dem, der von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, zu dem in der Nähe des Anschlaghebels 36. Die Stiftstange 9 ist in die Ventilwellen 46 eingesetzt, die jeweils das rechteckige Loch 45 haben.
Die Höhe Hh des oberen Wandabschnitts 21 des Ventils 1, das am entferntesten von dem Anschlaghebel 36 ist, hat die Höhe Hj1. Die Höhe Hh des oberen Wandabschnitts 21 des Ventils 2, das am zweit entferntesten von dem Anschlaghebel 36 ist, hat die Höhe Hh2. Die Höhe Hh des oberen Wandabschnitts 21 des Ventils 3, das am zweit nächsten zum dem Anschlaghebel 36 ist, hat die Höhe Hh3. Die Höhe Hh des oberen Wandabschnitts 21 des Ventils 4, die in der nächsten Umgebung des Anschlaghebels 36 ist, hat die Höhe Hh4. Die Höhe Hh des oberen Wandabschnitts 21 der Ventile 1 bis 4 erfüllt folgende Beziehung: Hh1 < Hh2 < Hh3 < Hh4.
Selbst wenn ein Lastmoment auf die Ventile 1 bis 4, die sich voneinander unterscheiden, in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, sind in diesem Aufbau die Öffnungsbereiche aller Ventile 1 bis 4 eingestellt, um im Wesentlichen äquivalent zueinander zu sein, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind. In dieser Ausführungsform sind die Spalte zwischen den oberen Endflächen, die die Hauptöffnungsabschnitte 47 der Ventile 1 bis 4 definieren, und den gegenüber liegenden Flächen 74 der oberen Wandabschnitte 21 des Gehäuses 7 im Wesentlichen äquivalent zueinander, wenn die Ventile 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position sind. Das heißt die Öffnungsbereiche der Hauptöffnungsabschnitte 47 aller Ventile 1 bis 4 sind im Wesentlichen äquivalent zueinander. Somit sind in dieser Ausführungsform die Öffnungsbereiche aller Ventile 1 bis 4 im Wesentlichen äquivalent zueinander, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind. Der Aufbau in dieser Ausführungsform kann einen Effekt hervorrufen, der ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform ist.
(Sechste Ausführungsform)
Wie in 12A und 12B gezeigt ist, hat in dieser Ausführungsform jedes Ventilbauteil von jedem der Ventile 1 bis 4 einen dicken Ventilabschnitt 64, der die Dicke hat, die größer als die eines Abschnitts von diesem an der Seite der Ventilwelle 64 ist, die die Stiftstange 9 umgibt. Jeder dicke Ventilabschnitt 64 hat eine obere Ventilendfläche 65, die der Wandfläche gegenüber liegt, die die gegenüber liegende Fläche in dem oberen Wandabschnitt 21 des Gehäuses 7 definiert, wenn die Ventile 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position sind. Jede obere Ventilendfläche 65 liegt dem oberen Wandabschnitt 21 mit einem vorbestimmten Spalt gegenüber, wenn die Ventile 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position sind. Jeder dicke Ventilabschnitt 64 hat einen Vorsprung 66, der im Wesentlichen bogenförmig ist und von einer Referenzlinie Y, die parallel zu der Ventilfläche von jedem der Ventile 1 bis 4 ist, in Richtung zu der Ventilschließrichtung von jedem der Ventile 1 bis 4 vorsteht. Jeder Vorsprung 66 von jedem der Ventile 1 bis 4 ist aus Harz und einstückig mit dem oberen Endumfang von jedem der Ventile 1 bis 4 an der entgegen gesetzten Seite der Ventilwelle 64 ausgebildet.
Jeder Vorsprung 66 der oberen Endfläche 65 definiert eine gekrümmte Fläche 67, die entlang einer Bewegungsbahn der oberen Endfläche 65 von jedem der Ventile 1 bis 4 gebogen ist, die um die Ventilwelle 64 drehbar sind. Die obere Endfläche 65 definiert eine gegenüber liegende Fläche, die zu der Wandfläche des oberen Gehäusewandabschnitts 21 von jedem Gehäuse 7 über einen vorbestimmten Spalt zugewandt ist, über einen Bereich von dem minimalen Torsionswinkel der Stiftstange 9 zu dem maximalen Torsionswinkel der Stiftstange 9, die durch ein Lastmoment verursacht werden. Jedes Ventilbauteil von jedem der Ventile 1 bis 4 hat eine Vorderfläche und eine Rückfläche. Die Vorderfläche des Ventilbauteils ist mit Verstärkungsrippen 69 versehen, von denen jede die Höhe hat, die sich allmählich von einem Endabschnitt 68, der eine Endabschnittsfläche des Vorsprungs 66 definiert, in Richtung zu der Stiftstange 9 verringert.
In dieser Ausführungsform hat der Einlasswirbelerzeuger den folgenden Aufbau, um eine Variation zwischen Drosselpositionen aller Ventile 1 bis 4, die jeweils an den Zylindern des Verbrennungsmotors 500 vorgesehen sind, zu absorbieren, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind, ohne die Steifigkeit der Stiftstange 9 zu erhöhen. Im Speziellen ist die Vorsprungslänge des Vorsprungs 66 von jedem der Ventile 1 bis 4 entsprechend dem maximalen Torsionswinkel der Stiftstange 9 in dem Ventilabstützabschnitt 51 des Ventils 1 definiert, das am weitesten von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist. Die Torsion der Stiftstange 9 wird durch ein Lastmoment verursacht, das von einem Einlassluftunterdruck und der Feder 41 auf jedes der Ventile 1 bis 4 in der Ventilöffnungsrichtung (Vorneigerichtung) aufgebracht wird.
In diesem Aufbau sind, selbst wenn ein Lastmoment auf die Ventile 1 bis 4, die sich voneinander unterscheiden, in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, die Öffnungsbereiche aller Ventile 1 bis 4 eingestellt, um im Wesentlichen äquivalent zueinander zu sein, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind. Der Anschlaghebel 36 ist an dem Ende des Anschlaghebels 36 an der rechten Seite in 3 und 6 vorgesehen. Wenn das Ventil 4, das in der nächsten Umgebung des Anschlaghebels 36 ist, in der vollständig geschlossenen Position ist, ist der Öffnungsbereich des Ventils 4 ein Öffnungsbereich δ1. Wenn das Ventil 1, das am entferntesten von dem Anschlaghebel 36 ist, in der vollständig geschlossenen Position ist, ist der Öffnungsbereich des Ventils 4 ein Öffnungsbereich δ2. In dem Aufbau dieser Ausführungsform ist der Öffnungsbereich δ1 gleich zu dem Öffnungsbereich δ2. In dieser Ausführungsform definieren sowohl die oberen Endflächen 65 als auch die gekrümmten Flächen 67 des Vorsprungs 66 der Ventile 1 bis 4 jeweils Spalte bezüglich der Wandflächen der oberen Wandabschnitte 21 des Gehäuses 7. Die Öffnungsbereiche der Spalte sind im Wesentlichen äquivalent zueinander, wenn die Ventile 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position sind. Somit sind in dieser Ausführungsform die Öffnungsbereiche aller Ventile 1 bis 4 im Wesentlichen äquivalent zueinander, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind. Der Aufbau in dieser Ausführungsform kann einen Effekt hervorrufen, der ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform ist.
Mit Bezug auf 12B hat des Weiteren jedes der Gehäuse 7 einen dicken Gehäuseabschnitt 72, der in der Nähe von jedem der Ventile 1 bis 4 gelegen ist, und den dünnen Gehäuseabschnitt 71, der stromaufwärts von dem dicken Gehäuseabschnitt 72 angeordnet ist. Der dicke Gehäuseabschnitt 72 hat die Dicke, die größer als die des dünnen Gehäuseabschnitts 71 ist. Der dünne Gehäuseabschnitt 71 und der dicke Gehäuseabschnitt 72 sind aus Harz und einstückig mit dem oberen Wandabschnitt 21 jedes Gehäuses 7 ausgebildet.
Die Referenzlinie X ist parallel zu einer Durchschnittsströmung von Einlassluft, die durch jede Einlasspassage 12 hindurch geht. Jeder dicke Gehäuseabschnitt 72 jedes Gehäuses 7 hat einen Vorsprung 75, der von der Referenzlinie X in Richtung zu der Ventilwelle 46 vorsteht, die die Drehmitte von jedem der Ventile 1 bis 4 definiert. Das heißt jeder Vorsprung 73 steht vor, um den von jeder Einlasspassage 12 zu verringern.
Der Vorsprung 75 von jedem der dicken Gehäuseabschnitte 72 ist in der Fläche des oberen Wandabschnitts 21 des Gehäuses 7 teilweise bezüglich sowohl der Rückwärts- als auch der Vorwärtsrichtung und einer Richtung nach links und nach rechts des Gehäuses 7 definiert. Der Vorsprung 75 steht in der Richtung vor, um den Öffnungsbereich des Hauptöffnungsabschnitts 47 an der oberen Endfläche des Ventilbauteils von jedem der Ventile 1 bis 4 zu verringern. Das heißt der Vorsprung 75 erstreckt sich, um in den Hauptöffnungsabschnitt 47 zu drücken bzw. zu drängen.
Der dünne Gehäuseabschnitt 71 und der dicke Gehäuseabschnitt 72 definieren jeweils gegenüber liegende Flächen 76, 77, die jeweils einen vorbestimmten Spalt bezüglich der oberen Endfläche von jedem der Ventile 1 bis 4 definieren, wenn die Ventile 1 bis 4 in der Nähe der vollständig geschlossenen Position sind.
Die gegenüber liegende Fläche 76 des dünnen Gehäuseabschnitts 71 definiert einen vorbestimmten Spalt bezüglich der oberen Endfläche des Ventilbauteils von wenigstens dem Ventil 4, das am nächsten zu dem Anschlaghebel 36 ist (3, 6), wenn es in der vollständig geschlossenen Position ist. Insbesondere definiert die gegenüber liegende Fläche 76 des dünnen Gehäuseabschnitts 71 den vorbestimmten Spalt bezüglich dem Öffnungsendumfang, der den Hauptöffnungsabschnitt 47 des Ventils definiert, wenn es in der vollständig geschlossenen Position ist. Die gegenüber liegenden Fläche 76 von jedem dünnen Gehäuseabschnitt 71 ist eine im Wesentlichen flache Ebene, die sich gerade von der gegenüber liegenden Fläche 77 in die stromaufwärtige Richtung erstreckt.
Die gegenüber liegende Fläche 77 von jedem Vorsprung 75 definiert einen vorbestimmten Spalt bezüglich der oberen Endfläche des Ventilbauteils von wenigstens dem Ventil 1, das am entferntesten von dem Anschlaghebel 36 ist. Im Speziellen definiert die gegenüber liegende Fläche 77 von jedem Vorsprung 75 den vorbestimmten Spalt bezüglich dem Öffnungsendumfang, der den Hauptöffnungsabschnitt 47 des Ventils 1 definiert. Die gegenüber liegende Fläche 77 von jedem Vorsprung 75 erstreckt sich von der gegenüber liegenden Fläche 76, die die Wandfläche stromaufwärts der gegenüber liegenden Fläche 77 definiert, in Richtung der Ventilöffnungsrichtung von jedem der Ventile 1 bis 4. Die gegenüber liegende Fläche 77 von jedem Vorsprung 75 definiert eine gekrümmte, im Wesentliche bogenförmige Fläche entlang der Bewegungsbahn der oberen Endfläche des Ventilbauteils von jedem der Ventile 1 bis 4, die um die Ventilwelle 64 drehbar sind.
Die obere Endfläche des Ventilbauteils des Ventils 2, insbesondere der Öffnungsendumfang, der den Hauptöffnungsabschnitt 47 des Ventils 2 definiert, liegt den gegenüber liegenden Flächen 76, 77 mit einem vorbestimmten Spalt gegenüber. Das Ventil 2 ist am zweit entferntesten von dem Anschlaghebel 36. Die obere Endfläche des Ventilbauteils des Ventils 3, insbesondere der Öffnungsendumfang, der den Hauptöffnungsabschnitt 47 des Ventils 3 definiert, liegt den gegenüber liegenden Flächen 76, 77 mit einem vorbestimmten Spalt gegenüber. Das Ventil 3 ist am zweit nächsten zu dem Anschlaghebel 36.
Die gegenüber liegenden Flächen 76, 77 von jedem Gehäuse 7 sind angepasst, um der oberen Endfläche von jedem der Ventile 1 bis 4 mit einem vorbestimmten Spalt gegenüber, über einen Bereich von dem minimalen Torsionswinkel der Stiftstange 9 zu dem maximalen Torsionswinkel der Stiftstange 9 zu liegen, die durch ein Lastmoment verursacht werden.
In dieser Ausführungsform hat der Einlasswirbelerzeuger den folgenden Aufbau, um eine Variation zwischen Drosselpositionen aller Ventile 1 bis 4, die jeweils an den Zylindern des Verbrennungsmotors 500 vorgesehen sind, zu absorbieren, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind, ohne die Steifigkeit der Stiftstange 9 zu erhöhen. Im Speziellen ist die Länge der gekrümmten Fläche des Vorsprungs 75 von jedem Gehäuse 7 entsprechend dem maximalen Torsionswinkel der Stiftstange 9 in dem Ventilabstützabschnitt des Ventils 1 definiert, das am entferntesten von dem Anschlaghebel 36 ist. Die Torsion der Stiftstange 9 wird durch ein Lastmoment verursacht, das von einem Einlassluftunterdruck und der Feder 41 auf jedes der Ventile 1 bis 4 in der Ventilöffnungsrichtung (Vorneigerichtung) aufgebracht wird.
In diesem Aufbau sind, selbst wenn ein Lastmoment auf die Ventile 1 bis 4, die sich voneinander unterscheiden, in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, die Öffnungsbereiche aller Ventile 1 bis 4 eingestellt, um im Wesentlichen äquivalent zueinander zu sein, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind. Der Anschlaghebel 36 ist an dem Ende des Anschlaghebels 36 an der rechten Seite in 3 und 6 vorgesehen. Wenn das Ventil 4, das in der nächsten Umgebung des Anschlaghebels 36 ist, in der vollständig geschlossenen Position ist, ist der Öffnungsbereich des Ventils 4 ein Öffnungsbereich δ1. Wenn das Ventil, das am weitesten von dem Anschlaghebel 36 entfernt ist, in der vollständig geschlossenen Position ist, ist der Öffnungsbereich des Ventils 4 ein Öffnungsbereich δ2. Bei dem Aufbau dieser Ausführungsform ist der Öffnungsbereich δ1 gleich zu dem Öffnungsbereich δ2.
In dieser Ausführungsform definiert die obere Endfläche des Ventilbauteils von jedem der Ventile 1 bis 4 einen Spalt bezüglich den gegenüber liegenden Flächen 76, 77. Die Öffnungsbereiche der Spalte sind im Wesentlichen äquivalent zueinander, wenn die Ventile 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position sind. Somit sind in dieser Ausführungsform die Öffnungsbereiche aller Ventile 1 bis 4 im Wesentlichen äquivalent zueinander, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind. Der Aufbau in dieser Ausführungsform kann einen Effekt hervorrufen, der ähnlich zu dem in der ersten Ausführungsform ist.
(Modifikation)
Der Einlasswirbelerzeuger kann eine horizontale Wirbel- bzw. Drallströmung anstatt der in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen vertikalen Drallströmung erzeugen, um eine Verbrennung eines Gasgemisches in der Brennkammer von jedem Zylinder des Verbrennungsmotors zu beschleunigen. Der Einlasswirbelerzeuger kann eine Quetschwirbelströmung zum Beschleunigen einer Verbrennung eines Gasgemisches in dem Verbrennungsmotor erzeugen.
Die integrierte Ventilvorrichtung in den vorstehenden Ausführungsformen kann auf eine Ventilvorrichtung zum Steuern einer Einlassluft angewendet werden, die in jede Brennkammer des Verbrennungsmotors strömt. In diesem Fall können Einlassluftsteuerventile, wie ein Leerlaufsteuerventil und ein Drosselventil, an dem Gehäuse der Ventilvorrichtung vorgesehen sein.
Die integrierte Ventilvorrichtung kann auf eine variable Einlasssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor angewendet werden, der ein variables Einlassventil hat. Das variable Einlassventil ist an einem Verbrennungsmotor zum variablen Steuern eines Querschnitts oder einer Länge einer Einlasspassage eines Einlasskrümmers gemäß einer Drehzahl des Verbrennungsmotors vorgesehen. Die variable Einlasssteuervorrichtung ist an einem Verbrennungsmotor zum Verbessern eines Moments einer Abgabewelle des Verbrennungsmotors ungeachtet der Drehzahl des Verbrennungsmotors vorgesehen. Im Speziellen schaltet beispielsweise das variable Einlassventil die Einlasspassage, um die Einlasspassage in dem Krümmer zu verlängern, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors in einem niedrigen oder einem mittleren Bereich ist. Alternativ schaltet das variable Einlassventil die Einlasspassage, um die Einlasspassage in dem Krümmer zu verkürzen, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors in einem hohen Bereich ist. Die integrierte Ventilvorrichtung kann eine Einlassluftmenge oder eine Abgasmenge steuern.
Die integrierte Ventilvorrichtung ist nicht darauf begrenzt, dass sie unter Verwendung des elektrischen Stellglieds gesteuert wird, das den Elektromotor und die Übertragungsvorrichtung, wie ein Untersetzungsgetriebe, hat. Die integrierte Ventilvorrichtung kann unter Verwendung eines elektromagnetischen Stellglieds oder eines Unterdruckgesteuerten Stellglieds gesteuert werden. In diesem Fall kann das Unterdruckgesteuerte Stellglied ein Unterdrucksteuerventil haben, das elektromagnetisch oder elektrisch gesteuert wird. Die integrierte Ventilvorrichtung kann ein Vorspannbauteil, wie eine Feder, zum Vorspannen der Ventile in Richtung der Ventilöffnungsrichtung oder der Ventilschließrichtung haben.
Die integrierte Ventilvorrichtung in den vorstehenden Ausführungsformen kann anstatt auf einen Vierzylinder Reihenmotor auf eine Einlassvorrichtung oder eine Auslassvorrichtung eines Verbrennungsmotors angewendet werden, der mehrere Zylinderbänke hat. Der Verbrennungsmotor, der mehrere Zylinderbänke hat, kann ein Mehrzylindermotor wie ein Verbrennungsmotor der V-Bauart, ein Verbrennungsmotor der Boxermotorbauart und ein Boxermotor sein. Die integrierte Ventilvorrichtung ist nicht darauf begrenzt, einen Auslegeraufbau zu haben. Die integrierte Ventilvorrichtung kann einen Aufbau haben, in dem die Ventile von beiden axialen Enden abgestützt sind.
Die integrierte Ventilvorrichtung kann einen normalerweise geschlossenen Aufbau haben. In diesem Fall wird die integrierte Ventilvorrichtung mit Energie beaufschlagt, um in der vollständig offenen Position zu sein, wenn der Verbrennungsmotor in einem normalen Betrieb ist, und alternativ wird die Energiezufuhr zu der integrierten Ventilvorrichtung unterbrochen, um in der vollständig geschlossenen Position zu sein, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird oder der Verbrennungsmotor in einem Leerlaufbetrieb ist. Die integrierte Ventilvorrichtung kann einen normalerweise geöffneten Aufbau haben. In diesem Fall wird die Energiezufuhr zu der integrierte Ventilvorrichtung abgeschnitten, um in der vollständig geöffneten Position zu sein, wenn der Verbrennungsmotor in einem normalen Betrieb ist, und alternativ wird die integrierte Ventilvorrichtung mit Energie versorgt, um in der vollständig geschlossenen Position zu sein, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird oder der Verbrennungsmotor in einem Leerlaufbetrieb ist.
Jedes der Ventile 1 bis 4 kann anstelle einer rechteckigen Form in einer Form von einer viereckigen Form, einer Kreisform, einer ovalen Form, einer länglichen Form und einer mehreckigen Form sein,. In diesem Fall ist die Form von jeder Einlasspassage 12 des Gehäuses 7 entsprechend der Form von jedem der Ventile 1 bis 4 modifiziert.
In den vorstehenden Ausführungsformen nehmen die Gehäuse die Ventile jeweils drehbar auf, um Ventileinheiten zu bilden, und die Ventileinheiten sind in vorbestimmten Abständen in dem Einlasskrümmer 5 entlang der Stiftstange 9 angeordnet. Bei diesem Aufbau dient der Einlasskrümmer 5 als ein Gehäuse. Alternativ kann ein Einlasskanal oder eine Verbrennungsmotorabdeckung als ein Gehäuse verwendet werden. Im Speziellen nimmt bei diesem Aufbau der Einlasskanal oder die Verbrennungsmotorabdeckung die Ventileinheiten drehbar auf, die in vorbestimmten Abständen entlang der Stiftstange 9 angeordnet sind. In diesem Fall kann das Gehäuse 7 weggelassen werden.
Der Querschnitt der Stiftstange 9 ist nicht auf die rechteckige Form begrenzt. Der Querschnitt der Stiftstange 9 kann irgendeine andere mehreckige Form haben.
Die vorstehenden Aufbauten der Ausführungsformen können kombiniert werden, wie es geeignet ist.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen können verschiedenartig an den Ausführungsformen gemacht werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
Eine integrierte Ventilvorrichtung hat ein Gehäuse (5), das Einlasspassagen (11, 12) hat, die jeweils Ventile (1, 2, 3, 4) aufnehmen und separat mit Zylindern eines Verbrennungsmotors (500) verbunden sind. Die Ventile (1, 2, 3, 4) sind auf eine Welle (9) aufgesteckt, die sich durch ein Durchgangsloch (45) von jedem Ventil (1, 2, 3, 4) entlang einer Drehachse erstreckt. Ein Stellglied (10) erzeugt eine Antriebskraft, um die Ventile (1, 2, 3, 4) mittels der Welle (9) zu drehen. Die Welle (9) hat Passabschnitte (51, 52, 53, 54), die jeweils die Ventile (1, 2, 3, 4) bei Einbauwinkeln abstützen. Der Einbauwinkel von jedem Ventil (1, 2, 3, 4) bezüglich dem jeweiligen Passabschnitt (51, 52, 53, 54) ist entsprechend einem Lastmoment bestimmt, das auf jedes Ventil (1, 2, 3, 4) in Richtung einer Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn die Ventile in einer vollständig geschlossenen Position sind.

Claims

Integrierte Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (500), wobei die integrierte Ventilvorrichtung Folgendes aufweist: ein Gehäuse (5), das eine Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) hat, die separat mit einer Vielzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine (500) verbunden sind; eine Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4), von denen je eines an der Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) vorgesehen ist, wobei jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) ein Durchgangsloch (45) hat, das sich entlang einer Drehachse erstreckt; eine Welle (9), die sich entlang der Drehachse durch das Durchgangsloch (45) erstreckt, wobei die Vielzahl von Ventilen (1, 3, 4) auf die Welle (9) aufgesteckt ist; und ein Stellglied (10) zum Erzeugen einer Antriebskraft, um die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) mittels der Welle (9) in Richtung entweder einer Ventilöffnungsrichtung oder einer Ventilschließrichtung zu drehen, wobei die Welle (9) eine Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) hat, die jeweils die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) abstützen, wobei jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) bei einem Einbauwinkel (θv, θs) bezüglich der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) befindet, und der Einbauwinkel (θv, θs) entsprechend einem Lastmoment bestimmt ist, das auf jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3 4) in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn diese in einer vollständig geschlossenen Position sind.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei jedes der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) eine Ventilwelle (9) und ein Ventilbauteil hat, wobei die Ventilwelle (9) eine im Wesentlichen zylindrische Form hat, die das Durchgangsloch (45) definiert, und das Ventilbauteil im Wesentlichen plattenförmig ist und sich radial von der Ventilwelle (9) senkrecht zu der Drehachse erstreckt.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das Ventilbauteil eine Ventilfläche hat, die sich senkrecht zu einer Dickenrichtung des Ventilbauteils erstreckt, und das Ventilbauteil durch einen entsprechenden Passabschnitt der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) über die Ventilwelle (9) abgestützt ist, die exzentrisch an einer Seite der Ventilfläche angeordnet ist.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das Ventilbauteil eine Endfläche an einer entgegen gesetzten Seite der Ventilwelle (9) hat, und die Endfläche des Ventilbauteils eine Kerbe hat, um einen Öffnungsabschnitt (47) zum Erzeugen einer Wirbelströmung in einer Einlassluft zu definieren, die zu den Zylindern der Brennkraftmaschine (500) strömt.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Einbauwinkel (θv, θs) zwischen jedem Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) und jeweiligen Passabschnitten der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) derart bestimmt ist, dass die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) jeweils eine Vielzahl von Ventilöffnungen durch sich hindurch definiert, die im Wesentlichen äquivalent zueinander sind, wenn die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) in einer vollständig geschlossenen Position ist.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Welle (9) ein axiales Ende hat, das sich aus der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) heraus erstreckt, und das eine axiale Ende der Welle (9) einen Anschlagabschnitt (36a) zum Begrenzen einer Vielzahl von Ventilöffnungen der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) hat, wenn diese in einer vollständig geschlossenen Position sind.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei sich der Einbauwinkel (θv, θs) von einem Ventil von der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4), das entfernt von dem Anschlagabschnitt (36a) liegt, in Richtung zu einem anderen Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) vergrößert, das in der Nähe des Anschlagabschnitts (36a) liegt.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei jeder Passabschnitt der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) einen im Wesentlichen mehreckförmigen Querschnitt hat, und jedes der Durchgangslöcher der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) entsprechend dem Querschnitt von jedem Passabschnitt der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) im Wesentlichen mehreckförmig ist.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) jeweils eine Vielzahl von Ventilwellen (9) hat, von denen jede eine im Wesentlichen zylindrische Form hat, die das Durchgangsloch (45) definiert, wobei jede der Vielzahl von Ventilwellen (9) das Durchgangsloch (45) bei einem vorbestimmten Winkel hat, und sich der vorbestimmte Winkel von dem einem Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4), das von dem Anschlagabschnitt (36a) entfernt liegt, in Richtung zu dem anderen Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) vergrößert, das in der Nähe des Anschlagabschnitts (36a) liegt.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) jeweils die Vielzahl von Durchgangslöchern (45) hat, in die jeweils ein Passabschnitt der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) eingesetzt ist, die entlang der Drehachse der Welle (9) angeordnet sind und in einem vorbestimmten Abstand voneinander entfernt liegen, wobei jeder der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) eine Einsetzfläche hat, die bei einem vorbestimmten Winkel ist, und sich der vorbestimmte Winkel von dem einen Passabschnitt der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54), der von dem Anschlagabschnitt (36a) entfernt liegt, in Richtung zu dem anderen Passabschnitt der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) vergrößert, der in der Nähe des Anschlagabschnitts liegt (36a).
Integrierte Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (500), wobei die integrierte Ventilvorrichtung Folgendes aufweist: ein Gehäuse (5), das eine Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) hat, die separat mit einer Vielzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine (500) verbunden sind; eine Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4), von denen je eines an jeder Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) vorgesehen ist, wobei jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) ein Durchgangsloch (45) hat, das sich entlang einer Drehachse erstreckt; eine Welle (9), die sich entlang der Drehachse durch das Durchgangsloch (45) erstreckt, wobei die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) auf die Welle (9) aufgesteckt ist; und ein Stellglied (10) zum Erzeugen einer Antriebskraft, um die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) mittels der Welle (9) in Richtung entweder einer Ventilöffnungsrichtung oder einer Ventilschließrichtung zu drehen, wobei die Welle (9) eine Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) hat, die jeweils die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) bei Einbauwinkeln abstützen, wobei jedes der Ventile (1, 2, 3, 4) eine Ventilwelle (9) und ein Ventilbauteil hat, wobei die Ventilwelle (9) eine im Wesentlichen zylindrische Form hat, die das Durchgangsloch (45) definiert, das Ventilbauteil im Wesentlichen plattenförmig ist und sich radial von der Ventilwelle (9) senkrecht zu der Drehsachse erstreckt, und das Ventilbauteil von jedem Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) eine Steifigkeit hat, die entsprechend einem Lastmoment bestimmt ist, das auf jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn diese in einer vollständig geschlossenen Position sind.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei das Ventilbauteil eine Ventilfläche hat, die sich senkrecht zu einer Dickenrichtung des Ventilbauteils erstreckt, und das Ventilbauteil durch einen entsprechenden Passabschnitt der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) über die Ventilwelle (9) abgestützt ist, die exzentrisch an einer Seite der Ventilfläche angeordnet ist.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei das Ventilbauteil eine Endfläche an einer entgegen gesetzten Seite der Ventilwelle (9) hat, und die Endfläche des Ventilbauteils eine Kerbe hat, um einen Öffnungsabschnitt (47) zum Erzeugen einer Wirbelströmung in einer Einlassluft zu definieren, die zu den Zylindern der Brennkraftmaschine (500) strömt.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Welle (9) ein axiales Ende hat, das sich aus der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) heraus erstreckt, und das eine axiale Ende der Welle (9) einen Anschlagabschnitt (36a) zum Begrenzen einer Vielzahl von Ventilöffnungen der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) hat, wenn die Ventile in der vollständig geschlossenen Position sind.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Vielzahl der Ventilbauteile jeweils eine Vielzahl von dicken Abschnitten (63) hat, von denen jeder an einer Seite der Ventilwelle (9) angeordnet ist, wobei jeder der Vielzahl von dicken Abschnitten (63) eine vorbestimmte Dicke (Tv) hat, und die vorbestimmte Dicke (Tv) sich von dem einen dicken Abschnitt von der Vielzahl von dicken Abschnitten (63), der von dem Anschlagabschnitt (36a) entfernt liegt, in Richtung zu dem anderen dicken Abschnitt der Vielzahl von dicken Abschnitten (63) verringert, der in der Nähe des Anschlagabschnitts (36a) liegt.
Integrierte Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (500), wobei die integrierte Ventilvorrichtung Folgendes aufweist: ein Gehäuse (5), das eine Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) hat, die separat mit einer Vielzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine (500) verbunden sind; eine Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4), von denen je eines an jeder Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) vorgesehen ist, wobei jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) ein Durchgangsloch (45) hat, das sich entlang einer Drehachse erstreckt; eine Welle (9), die sich entlang der Drehachse durch das Durchgangsloch (45) erstreckt, wobei die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) auf die Welle (9) aufgesteckt ist; und ein Stellglied (10) zum Erzeugen einer Antriebskraft, um die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) über die Welle (9) in Richtung entweder einer Ventilöffnungsrichtung oder einer Ventilschließrichtung zu drehen, wobei die Welle (9) eine Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) hat, die jeweils die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) bei Einbauwinkeln abstützen, wobei jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) eine Ventilwelle (9) und ein Ventilbauteil hat, die Ventilwelle (9) eine im Wesentlichen zylindrische Form hat, die das Durchgangsloch (45) definiert, das Ventilbauteil im Wesentlichen plattenförmig ist und sich radial von der Ventilwelle (9) senkrecht zu der Drehsachse erstreckt, das Ventilbauteil eine Endfläche an einer entgegen gesetzten Seite der Ventilwelle (9) hat, die Endfläche des Ventilbauteils eine Kerbe hat, um einen Öffnungsabschnitt (47) zum Erzeugen einer Wirbelströmung in einer Einlassluft zu definieren, die zu den Zylindern der Brennkraftmaschine (500) strömt, und der Öffnungsabschnitt (47) von jedem Ventilbauteil der Vielzahl von Ventilbauteilen einen Öffnungsbereich hat, der entsprechend einem Lastmoment bestimmt ist, das auf jedes Ventilbauteil der Vielzahl von Ventilbauteilen in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn diese in einer vollständig geschlossenen Position sind.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei das Ventilbauteil eine Ventilfläche hat, die sich senkrecht zu einer Dickenrichtung des Ventilbauteils erstreckt, und das Ventilbauteil durch einen entsprechenden Passabschnitt der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) über die Ventilwelle (9) abgestützt ist, die exzentrisch an einer Seite der Ventilfläche angeordnet ist.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei die Welle (9) ein axiales Ende hat, das sich aus der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) heraus erstreckt, und das eine axiale Ende der Welle (9) einen Anschlagabschnitt (36a) zum Begrenzen einer Vielzahl von Ventilöffnungen der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) hat, wenn diese in der vollständig geschlossenen Position sind.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei sich der Öffnungsbereich des Öffnungsabschnitts (47) von jedem Ventilbauteil der Vielzahl von Ventilbauteilen von dem einem Ventilbauteil von der Vielzahl von Ventilbauteilen, das von dem Anschlagabschnitt (36a) entfernt liegt, in Richtung zu dem anderen Ventilbauteil von der Vielzahl von Ventilbauteilen vergrößert, das in der Nähe des Anschlagabschnitts (36a) liegt.
Integrierte Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (500), wobei die integrierte Ventilvorrichtung Folgendes aufweist: ein Gehäuse (5), das eine Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) hat, die separat mit einer Vielzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine (500) verbunden sind; eine Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4), von denen je eines an jeder Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) vorgesehen ist, wobei jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) ein Durchgangsloch (45) hat, das sich entlang einer Drehachse erstreckt; eine Welle (9), die sich entlang der Drehachse durch das Durchgangsloch (45) erstreckt, wobei die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) auf die Welle (9) aufgesteckt ist; und ein Stellglied (10) zum Erzeugen einer Antriebskraft, um die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) über die Welle (9) in Richtung entweder einer Ventilöffnungsrichtung oder einer Ventilschließrichtung zu drehen, wobei die Welle (9) eine Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) hat, die jeweils die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) bei Einbauwinkeln abstützen, wobei jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) eine Ventilwelle (9) und ein Ventilbauteil hat, die Ventilwelle (9) eine im Wesentlichen zylindrische Form hat, die das Durchgangsloch (45) definiert, das Ventilbauteil im Wesentlichen plattenförmig ist und sich radial von der Ventilwelle (9) senkrecht zu der Drehachse erstreckt, das Gehäuse (5) eine Vielzahl von zylindrischen Abschnitten (6) hat, die jeweils in sich jede der Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) definieren, jeder zylindrische Abschnitt der Vielzahl von zylindrischen Abschnitten (6) eine Wandfläche hat, die einen Vorsprung (73) in der Nähe des Ventilbauteils definiert, das in einer vollständig geschlossenen Position ist, der Vorsprung (73) sich erstreckt, um einen Querschnitt von jeder Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) zu verringern, und einen Endabschnitt hat, der eine gegenüberliegende Fläche (74) definiert, die einer Endfläche des Ventilbauteils zugewandt ist, das in der vollständig geschlossenen Position ist, die gegenüberliegende Fläche (74) des Vorsprungs (73) in einem Abstand (Hh) von einem Drehmitte von jedem Ventilbauteil der Vielzahl von Ventilbauteilen angeordnet ist, und der Abstand (Hh) entsprechend einem Lastmoment bestimmt ist, das auf jedes Ventilbauteil der Vielzahl von Ventilbauteilen in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn die Vielzahl von Ventilbauteilen in der vollständig geschlossenen Position ist.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei das Ventilbauteil eine Ventilfläche hat, die sich senkrecht zu einer Dickenrichtung des Ventilbauteils erstreckt, und das Ventilbauteil durch einen entsprechenden Passabschnitt der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) mittels der Ventilwelle (9) abgestützt ist, die exzentrisch an einer Seite der Ventilfläche angeordnet ist.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 20 oder 21, wobei das Ventilbauteil eine Endfläche an einer entgegen gesetzten Seite der Ventilwelle (9) hat, und die Endfläche des Ventilbauteils eine Kerbe hat, um einen Öffnungsabschnitt (47) zum Erzeugen einer Wirbelströmung in einer Einlassluft zu definieren, die zu den Zylindern der Brennkraftmaschine (500) strömt.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei die Welle (9) ein axiales Ende hat, das sich aus der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) heraus erstreckt, und das eine axiale Ende der Welle (9) einen Anschlagabschnitt (36a) zum Begrenzen einer Vielzahl von Ventilöffnungen der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) hat, wenn diese in der vollständig geschlossenen Position sind.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 23, wobei sich der Abstand (Hh) von dem einen Ventilbauteil von der Vielzahl von Ventilbauteilen, das von dem Anschlagabschnitt (36a) entfernt liegt, in Richtung zu dem anderen Ventilbauteil von der Vielzahl von Ventilbauteilen vergrößert, das in der Nähe des Anschlagabschnitts (36a) liegt.
Integrierte Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (500), wobei die integrierte Ventilvorrichtung Folgendes aufweist: ein Gehäuse (5), das eine Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) hat, die separat mit einer Vielzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine (500) verbunden sind; eine Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4), von denen je eines an jeder Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) vorgesehen ist, wobei jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) ein Durchgangsloch (45) hat, das sich entlang einer Drehachse erstreckt; eine Welle (9), die sich entlang der Drehachse durch das Durchgangsloch (45) erstreckt, wobei die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) auf die Welle (9) aufgesteckt ist; und ein Stellglied (10) zum Erzeugen einer Antriebskraft, um die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) über die Welle (9) in Richtung entweder einer Ventilöffnungsrichtung oder einer Ventilschließrichtung zu drehen, wobei die Welle (9) eine Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) hat, die jeweils die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) bei Einbauwinkeln abstützen, jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) eine Ventilwelle (9) und ein Ventilbauteil hat, die Ventilwelle (9) eine im Wesentlichen zylindrische Form hat, die das Durchgangsloch (45) definiert, das Ventilbauteil im Wesentlichen plattenförmig ist und sich radial von der Ventilwelle (9) senkrecht zu der Drehsachse erstreckt, das Ventilbauteil von jedem Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) eine Endfläche an einer entgegen gesetzten Seite der Ventilwelle (9) hat, das Ventilbauteil einen Vorsprung (66) in der Nähe der Endfläche hat, der Vorsprung (66) im Wesentlichen bogenförmig entlang einer Bewegungsbahn des drehbaren Ventilbauteils ist, das Ventilbauteil eine Ventilfläche an einer Seite der Ventilwelle (9) bezüglich des Vorsprungs (66) hat, der Vorsprung (66) des Ventilbauteils sich in Richtung der Ventilschließrichtung relativ zu der Ventilfläche erstreckt, der Vorsprung (66) eine Länge bezüglich der Ventilschließrichtung hat, und die Länge des Vorsprungs (66) entsprechend einem maximalen Torsionswinkel bestimmt ist, der in der Welle (9) durch ein Lastmoment verursacht wird, das auf die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn diese in der vollständig geschlossenen Position ist.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 25, wobei das Ventilbauteil eine Ventilfläche hat, die sich senkrecht zu einer Dickenrichtung des Ventilbauteils erstreckt, und das Ventilbauteil durch einen entsprechenden Passabschnitt der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) über die Ventilwelle (9) abgestützt ist, die exzentrisch an einer Seite der Ventilfläche angeordnet ist.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 25 oder 26, wobei das Ventilbauteil eine Endfläche an einer entgegen gesetzten Seite der Ventilwelle (9) hat, und die Endfläche des Ventilbauteils eine Kerbe hat, um einen Öffnungsabschnitt (47) zum Erzeugen einer Wirbelströmung in einer Einlassluft zu definieren, die zu den Zylindern der Brennkraftmaschine (500) strömt.
Integrierte Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (500), wobei die integrierte Ventilvorrichtung Folgendes aufweist: ein Gehäuse (5), das eine Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) hat, die separat mit einer Vielzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine (500) verbunden sind; eine Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4), von denen je eines an jeder Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) vorgesehen ist, wobei jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) ein Durchgangsloch (45) hat, das sich entlang einer Drehsachse erstreckt; eine Welle (9), die sich entlang der Drehachse durch das Durchgangsloch (45) erstreckt, wobei die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) auf die Welle (9) aufgesteckt ist; und ein Stellglied (10) zum Erzeugen einer Antriebskraft, um die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) über die Welle (9) in Richtung entweder einer Ventilöffnungsrichtung oder einer Ventilschließrichtung zu drehen, wobei die Welle (9) eine Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) hat, die jeweils die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) bei Einbauwinkeln abstützen, jedes Ventil der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) eine Ventilwelle (9) und ein Ventilbauteil hat, die Ventilwelle (9) eine im Wesentlichen zylindrische Form hat, die das Durchgangsloch (45) definiert, das Ventilbauteil im Wesentlichen plattenförmig ist und sich radial von der Ventilwelle (9) senkrecht zu der Drehsachse erstreckt, das Gehäuse (5) eine Vielzahl von zylindrischen Abschnitten (6) hat, die jeweils in sich jede der Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) definieren, jeder zylindrische Abschnitt der Vielzahl von zylindrischen Abschnitten (6) eine Wandfläche hat, die je eine Einlasspassage der Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) definiert, die Wandfläche eine gegenüberliegende Fläche (76, 77) definiert, die einer Endfläche des Ventilbauteils zugewandt ist, das in der vollständig geschlossenen Position ist, wobei die gegenüberliegende Fläche (76, 77) von jedem zylindrischen Abschnitt der Vielzahl von zylindrischen Abschnitten (6) sich zu einem stromaufwärtigen Einlassluftbereich entlang der Ventilöffnungsrichtung erstreckt, die gegenüberliegende Fläche (76, 77) im Wesentlichen bogenförmig entlang einer Bewegungsbahn des drehbaren Ventilbauteils ist, die gegenüberliegende Fläche (76, 77) eine Länge bezüglich der Ventilöffnungsrichtung hat, und die Länge der gegenüberliegenden Fläche (76, 77) entsprechend einem maximalen Torsionswinkel bestimmt ist, der in der Welle (9) durch ein Lastmoment verursacht wird, das auf die Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) in Richtung der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn diese in der vollständig geschlossenen Position sind.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 28, wobei das Ventilbauteil eine Ventilfläche hat, die sich senkrecht zu einer Dickenrichtung des Ventilbauteils erstreckt, und das Ventilbauteil durch einen entsprechenden Passabschnitt der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) über die Ventilwelle (9) abgestützt ist, die exzentrisch an einer Seite der Ventilfläche angeordnet ist.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 28 oder 29, wobei das Ventilbauteil eine Endfläche an einer entgegen gesetzten Seite der Ventilwelle (9) hat, und die Endfläche des Ventilbauteils eine Kerbe hat, um einen Öffnungsabschnitt (47) zum Erzeugen einer Wirbelströmung in einer Einlassluft zu definieren, die zu den Zylindern der Brennkraftmaschine (500) strömt.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 30, wobei jeder Passabschnitt der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) einen im Wesentlichen mehreckförmigen Querschnitt hat, und jedes der Durchgangslöcher der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) entsprechend dem Querschnitt von jedem Passabschnitt der Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) im Wesentlichen mehreckförmig ist.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 31, wobei das Stellglied (10) eine Ausgabewelle (34) hat, die mit einem axialen Ende der Welle (9) verbunden ist.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 32, des Weiteren mit einem Vorspannbauteil (41) zum Vorspannen der Welle (9), um einen Spalt zwischen der Welle (9) und der Ausgabewelle (34) des Stellglieds (10) zu verringern, wobei das Vorspannbauteil (41) an der Welle (9) an einer axial entgegen gesetzten Seite des Stellglieds (10) vorgesehen ist.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 33, wobei das Gehäuse (5) ein Einlasskrümmer ist, der eine Vielzahl von Gehäusen (7) hat, die jeweils die Vielzahl von Einlasspassagen (11, 12) definieren und die die Vielzahl von Ventilbauteilen drehbar aufnehmen, um jeweils eine Vielzahl von Ventileinheiten (1, 2, 3, 4) zu bilden, und die Vielzahl von Ventileinheiten (1, 2, 3, 4) entlang einer Axialrichtung der Welle (9) angeordnet ist und die Ventileinheiten jeweils in einem vorbestimmten Abstand von einander entfernt sind.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 34, wobei die Welle (9) eine Drehachse ist, die ein Drehmitte der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) definiert.
Integrierte Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 35, wobei die Vielzahl von Passabschnitten (51, 52, 53, 54) jeweils in die Vielzahl von Durchgangslöchern (45) der Vielzahl von Ventilen (1, 2, 3, 4) eingesetzt ist, die axial in einem vorbestimmten Abstand voneinander entfernt sind.