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Für die Anmeldung
wird die Priorität
der am 14. Dezember 2006 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2006-0128178 beansprucht, deren
gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die
Erfindung betrifft ein Rückschlagventil
eines Zylinderkopfes, und insbesondere ein Rückschlagventil eines Zylinderkopfes,
das die Ölzuführmenge
zu dem Zylinderkopf entsprechend dem Öldruck einer Hydraulikpumpe
steuert.
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Viele
Bauteile, wie zum Beispiel ein Auslassventil, ein Einlassventil,
eine Kipphebelanordnung und eine Nockenwelle, sind an einem Zylinderkopf montiert.
Dem Zylinderkopf wird Öl
zugeführt,
um derartige Bauteile zu kühlen.
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Im
Allgemeinen ist eine Hydraulikpumpe, die das Öl dem Zylinderkopf zuführt, mit
einer Kurbelwelle verbunden und wird von dieser angetrieben. Das von
der Hydraulikpumpe gepumpte Öl
wird über
einen Hauptkanal eines Zylinderblocks dem Zylinderkopf zugeführt.
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Da
die Hydraulikpumpe von der Kurbelwelle angetrieben wird, steigt
mit größer werdender
Drehzahl eines Motors auch die Drehzahl der Hydraulikpumpe. Daher
steigen die Ölzufuhr
und der Öldruck der
Hydraulikpumpe an.
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Im
Allgemeinen muss das dem Zylinderkopf zugeführte Öl innerhalb eines vorbestimmten
Druckbereiches gehalten werden. Wenn der Öldruck des Zylinderkopfes größer oder
gleich einem vorbestimmten Druck ist, kann sich die Ventilhöhe und die Ventilzeitsteuerung
verändern.
Daher wurde ein Ventiltrieb, der ein gewisses Maß an Betriebsfreiheit ermöglicht,
derart gestaltet, dass der Motor selbst dann normal arbeitet, wenn
der Öldruck
größer oder
gleich einem vorbestimmten Druck ist.
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Jedoch
kann in diesem Falle der Ventiltrieb schwierig sein, und die Kosten
können
steigen.
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Außerdem wurde,
obwohl die Hydraulikpumpe mehr Öl
zuführen
muss, als in dem Motor benötigt wird,
die Hydraulikpumpe basierend auf dem minimalen Öl gestaltet, das die Hydraulikpumpe
dem Motor in dem Falle zuführen
sollte, in dem die Drehzahl des Motors gering ist. Daher wird überschüssiges Öl, das nach
der Zufuhr zu dem Motor übrig
bleibt, zu einem Ölkühler ausgelassen.
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Zwischenzeitlich
wurde eine Drosselblende oder ein Rückschlagventil zur Steuerung
der Ölzufuhr
zu dem Zylinderkopf verwendet. Das Rückschlagventil hat eine Feder,
um zu verhindern, dass das Öl
der Hydraulikpumpe zurückfließt, wenn
der Öldruck
des Zylinderkopfes gering ist.
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Wenn
die Drosselblende oder das Rückschlagventil
verwendet wird, kann der dem Zylinderkopf zugeführte Öldruck verringert werden. Jedoch kann
in diesem Falle der dem Zylinderkopf zugeführte Öldruck nicht entsprechend dem Öldruck der
Hydraulikpumpe gesteuert werden.
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Mit
der Erfindung wird ein Rückschlagventil eines
Zylinderkopfes geschaffen, bei dem das Gewicht und die Kosten eines
Ventiltriebs infolge der Steuerung der Ölzuführmenge zu dem Zylinderkopf entsprechend
dem Öldruck
einer Hydraulikpumpe reduziert werden.
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Ferner
wird mit der Erfindung ein Rückschlagventil
eines Zylinderkopfes geschaffen, bei dem die erforderliche Kapazität einer
Hydraulikpumpe durch Reduzierung von unnötigem Öl, das dem Zylinderkopf zugeführt wird,
und Zuführung
von überschüssigem Öl zu anderen
Teilen eines Motors bei einer hohen Drehzahl des Motors reduziert
wird.
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Ein
Rückschlagventil
eines Zylinderkopfes gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung kann die Ölzufuhr
zu dem Zylinderkopf entsprechend dem Öldruck einer Hydraulikpumpe
steuern.
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Das
Rückschlagventil
des Zylinderkopfes gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
der Erfindung kann eine untere Abdeckung, die eine zylindrische
Form hat und eine obere und eine untere Fläche aufweist, wobei die obere
Fläche
offen ist und die untere Fläche
wenigstens eine erste Ölöffnung zum Aufnehmen
von Öl
aus der Hydraulikpumpe aufweist, eine obere Abdeckung, die mit der
oberen Fläche
der unteren Abdeckung gekuppelt ist und eine Schiebeachse und wenigstens
eine zweite Ölöffnung aufweist,
eine erste Platte, die in der unteren Abdeckung montiert ist, vertikal
entlang der Schiebeachse gleitet und wenigstens eine dritte Ölöffnung aufweist,
die exzentrisch zu der wenigstens einen zweiten Ölöffnung angeordnet ist, und
eine zweite Platte aufweisen, die zwischen der ersten Platte und
der unteren Abdeckung angeordnet ist, vertikal entlang der Schiebeachse
gleitet und wenigstens eine vierte Ölöffnung aufweist, die exzentrisch
zu der ersten, zweiten und dritten Ölöffnung angeordnet ist.
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In
dem Falle, dass die zweite Platte die untere Abdeckung kontaktiert,
können
die wenigstens eine erste Ölöffnung und
die wenigstens eine vierte Ölöffnung nicht
miteinander verbunden sein.
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In
dem Falle, dass die zweite Platte die erste Platte kontaktiert,
können
die wenigstens eine vierte Ölöffnung und
die wenigstens eine dritte Ölöffnung um
soviel wie einen ersten Überlappungsabschnitt einander überlappen.
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In
dem Falle, dass die zweite Platte die erste Platte kontaktiert und
die erste Platte auch die obere Abdeckung kontaktiert, können die
zweite, dritte und vierte Ölöffnung um
soviel wie einen zweiten Überlappungsabschnitt
einander überlappen.
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Die
erste und zweite Platte können
erste bzw. zweite Einsetzöffnungen
derart aufweisen, dass die Schiebeachse in diesen eingesetzt ist.
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In
dem Falle, dass kein Öl
von der Hydraulikpumpe zugeführt
wird, kann die erste Platte um einen ersten vorbestimmten Abstand
von der zweiten Platte und um einen zweiten vorbestimmten Abstand
von der oberen Abdeckung entfernt angeordnet sein.
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Ein
erstes Federelement kann zwischen der ersten Platte und der oberen
Abdeckung angeordnet sein.
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Wenigstens
ein zweites Federelement kann zwischen der ersten Platte und der
oberen Abdeckung angeordnet sein.
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Eine
der ersten Platte und der oberen Abdeckung kann wenigstens einen
Vorsprung aufweisen, und die andere kann wenigstens eine Aufnahmenut entsprechend
dem wenigstens einen Vorsprung derart aufweisen, dass das wenigstens
eine zweite Federelement durch den wenigstens einen Vorsprung und
die wenigstens eine Aufnahmenut an Ort und Stelle befestigt ist.
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In
dem Falle, dass der Öldruck
kleiner als ein erster Druck ist, kann eine Ölzuführmenge zu dem Zylinderkopf dieselbe
wie eine Ölzuführmenge
sein, die von der Hydraulikpumpe aufgenommen wird.
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In
dem Falle, dass der Öldruck
größer oder gleich
dem ersten Druck und kleiner als ein zweiter Druck ist, kann eine Ölzuführmenge
zu dem Zylinderkopf durch Passieren des ersten Überlappungsabschnitts auf eine
erste Ölzuführmenge
reduziert werden.
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In
dem Falle, dass der Öldruck
größer oder gleich
dem zweiten Druck ist, kann eine Ölzuführmenge zu dem Zylinderkopf
durch Passieren des zweiten Überlappungsabschnitts
auf eine zweite Ölzuführmenge
reduziert werden.
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Der
erste Überlappungsabschnitt
kann größer als
der zweite Überlappungsabschnitt
sein.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein
Schema eines zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock
montierten Rückschlagventils
eines Zylinderkopfes gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
vergrößerte Teilansicht
des Rückschlagventils
aus 1;
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3 eine
projektive Ansicht eines Rückschlagventils
eines Zylinderkopfes gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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4 eine
perspektivische Ansicht einer ersten Platte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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5 eine
perspektivische Ansicht einer oberen Abdeckung gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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6 ein
Schema eines Rückschlagventils in
einem Zustand, in dem kein Hydraulikdruck von einer Hydraulikpumpe
auf das Rückschlagventil
ausgeübt
wird;
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7 eine
Untersicht des Rückschlagventils aus 6;
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8 ein
Schema eines Rückschlagventils in
einem Zustand, in dem ein Hydraulikdruck, der kleiner als ein erster
Hydraulikdruck ist, auf das Rückschlagventil
gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung ausgeübt
wird;
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9 eine
Untersicht des Rückschlagventils aus 8;
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10 ein
Schema eines Rückschlagventils in
einem Zustand, in dem ein Hydraulikdruck, der größer oder gleich einem ersten
Hydraulikdruck und kleiner als ein zweiter Hydraulikdruck ist, auf
das Rückschlagventil
gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung ausgeübt
wird;
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11 eine
Untersicht des Rückschlagventils
aus 10;
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12 ein
Schema eines Rückschlagventils in
einem Zustand, in dem ein Hydraulikdruck, der größer oder gleich einem zweiten
Hydraulikdruck ist, auf das Rückschlagventil
gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung ausgeübt
wird; und
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13 eine
Untersicht des Rückschlagventils
aus 12.
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Mit
Bezug auf die Zeichnung wird eine beispielhafte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Wie
in 1 und 2 gezeigt, ist ein Rückschlagventil 40 eines
Zylinderkopfes 10 gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform
der Erfindung zwischen dem Zylinderkopf 10 und einem Zylinderblock 20 montiert.
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Eine
Kurbelwelle (nicht gezeigt) ist in dem Zylinderblock 20 montiert
und wird von einem Kolben angetrieben. Außerdem ist eine Hydraulikpumpe 30 an
einer Seite des Zylinderblocks 20 montiert. Eine Antriebswelle
der Hydraulikpumpe 30 ist mit der Kurbelwelle verbunden
und dreht sich mit dieser. Daher pumpt die Hydraulikpumpe 30 Öl durch
eine Drehung der Antriebswelle. Das von der Hydraulikpumpe 30 gepumpte Öl wird dem
Zylinderblock 20 und dann über das Rückschlagventil 40 dem
Zylinderkopf 10 zugeführt.
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Wie
in 3 gezeigt, weist das Rückschlagventil 40 des
Zylinderkopfes gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
der Erfindung eine untere Abdeckung 160, eine obere Abdeckung 150,
eine erste Platte 110 und eine zweite Platte 120 auf.
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Die
untere Abdeckung 160 hat eine zylindrische Form und eine
offene obere Fläche.
Wenigstens eine erste Ölöffnung 170 ist
in einer unteren Fläche
der unteren Abdeckung 160 ausgebildet. Die untere Abdeckung 160 ist
mit der Hydraulikpumpe 30 verbunden und nimmt das Öl von dieser über die
erste Ölöffnung 170 auf.
Außerdem
sind die erste und die zweite Platte 110 und 120 in
der unteren Abdeckung 160 montiert.
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Die
obere Abdeckung 150 hat eine Scheibenform und ist mit der
oberen Fläche
der unteren Abdeckung 160 gekuppelt. Eine Schiebeachse 220 ist,
wie in 5 gezeigt, an der oberen Abdeckung 150 ausgebildet,
und ein unteres Ende der Schiebeachse 220 kontaktiert die
untere Abdeckung 160. Außerdem ist wenigstens eine
zweite Ölöffnung 180 in der
oberen Abdeckung 150 ausgebildet, und das Öl wird über die
zweite Ölöffnung 180 dem
Zylinderkopf 10 zugeführt.
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Außerdem ist
wenigstens eine Aufnahmenut 210 in einer unteren Fläche der
oberen Abdeckung 150 ausgebildet.
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Die
erste Platte 110 hat eine Scheibenform und ist an der unteren
Abdeckung 160 montiert. Wenigstens eine dritte Ölöffnung 190 ist
in der ersten Platte 110 ausgebildet, und eine erste Einsetzöffnung 240 ist
in einem Mittelabschnitt der ersten Platte 110 ausgebildet,
wie in 4 gezeigt ist. Die dritte Ölöffnung 190 ist exzentrisch
zu der zweiten Ölöffnung 180 angeordnet.
Die Schiebeachse 220 ist in der ersten Einsetzöffnung 240 eingesetzt.
Daher gleitet die erste Platte 110 vertikal entlang der
Schiebeachse 220.
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Außerdem ist
wenigstens ein Vorsprung 230 entsprechend der Aufnahmenut 210 der
oberen Abdeckung 150 an einer oberen Fläche der ersten Platte 110 ausgebildet.
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Die
zweite Platte 120 hat eine Scheibenform und ist an der
unteren Abdeckung 160 montiert. Außerdem ist die zweite Platte 120 zwischen
der ersten Platte 110 und der unteren Abdeckung 160 angeordnet.
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Wenigstens
eine vierte Ölöffnung 200 ist
in der zweiten Platte 120 ausgebildet, und eine zweite Einsetzöffnung 250 ist
in einem Mittelabschnitt der zweiten Platte 120 ausgebildet.
Die vierte Ölöffnung 200 ist
exzentrisch zu der ersten, zweiten und dritten Ölöffnung 170, 180 und 190 angeordnet.
Die Schiebeachse 220 ist in der zweiten Einsetzöffnung 250 eingesetzt.
Daher gleitet die zweite Platte 120 vertikal entlang der
Schiebeachse 220.
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Wie
in 3 gezeigt, kontaktiert in dem Falle, dass das
Rückschlagventil 40 nicht
arbeitet, die zweite Platte 120 die untere Abdeckung 160,
und die erste Platte 110 ist von der zweiten Platte 120 und der
oberen Abdeckung 150 in einem ersten bzw. zweiten vorbestimmten
Abstand d1 und d2 angeordnet, die von einem technisch versierten
Fachmann leicht ermittelt werden können.
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Außerdem ist
ein erstes Federelement 130 zwischen der zweiten Platte 120 und
der oberen Abdeckung 150 angeordnet, und wenigstens ein
zweites Federelement 140 ist zwischen der ersten Platte 110 und
der oberen Abdeckung 150 angeordnet. Das erste und zweite
Federelement 130 und 140 können Schraubenfedern sein.
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Das
erste Federelement 130 ist um die Schiebeachse 220 herum
gewickelt. Das zweite Federelement 140 ist durch den Vorsprung 230 und
die Aufnahmenut 210 an Ort und Stelle befestigt.
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Die
Größe und die
Anzahl der ersten, zweiten, dritten und vierten Ölöffnung 170, 180, 190 und 200 können gleich
sein.
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Wie
in 7 gezeigt, stimmen die ersten Ölöffnungen 170 und die
vierten Ölöffnungen 200 nicht miteinander überein.
Daher sind in dem Falle, dass die zweite Platte 120 die
untere Abdeckung 160 kontaktiert, die ersten Ölöffnungen 170 und
die vierten Ölöffnungen 200 nicht
miteinander verbunden, so dass dem Zylinderkopf 10 kein Öl zugeführt wird.
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Wie
in 11 gezeigt, sind die dritten Ölöffnungen 190 und die
vierten Ölöffnungen 200 exzentrisch
zueinander angeordnet. Daher überlappen
in dem Falle, dass die erste Platte 110 die zweite Platte 120 kontaktiert,
die dritten und vierten Ölöffnungen 190 und 200 einander
um soviel wie einen ersten Überlappungsabschnitt 310.
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Außerdem sind,
wie in 13 gezeigt, die zweite, dritte
und vierte Ölöffnung 180, 190 und 200 exzentrisch
zueinander angeordnet. Daher überlappen
in dem Falle, dass die erste Platte 110 die zweite Platte 120 und
ebenfalls die obere Abdeckung 150 kontaktiert, die zweiten,
dritten und vierten Öffnungen 180, 190 und 200 einander
um soviel wie einen zweiten Überlappungsabschnitt 320,
wobei der erste Überlappungsabschnitt 310 größer als
der zweite Überlappungsabschnitt 320 ist.
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Nachfolgend
wird mit Bezug auf die Zeichnung der Betrieb des Rückschlagventils
des Zylinderkopfes gemäß der beispielhaften
Ausführungsform der
Erfindung ausführlich
beschrieben.
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Wie
in 6 und 7 gezeigt, kontaktiert in dem
Falle, dass kein Öl
von der Hydraulikpumpe 30 zugeführt wird, die zweite Platte 120 die
untere Abdeckung 160. In diesem Falle sind die ersten Ölöffnungen 170 und
die vierten Ölöffnungen 200 nicht miteinander
verbunden, so dass ein Rückfluss
des Öls
verhindert werden kann.
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Wie
in 8 und 9 gezeigt, kontaktiert in dem
Falle, dass ein Hydraulikdruck, der kleiner als ein erster Hydraulikdruck
P1 ist, auf das Rückschlagventil 40 ausgeübt wird,
die zweite Platte 120 nicht die untere Abdeckung 160 oder
die erste Platte 110. Der erste Hydraulikdruck P1 wird
aus der Gleichung P1 = k1·d1/A
berechnet. Hierbei ist k1 der Elastizitätsmodul des ersten Federelements 130,
und A ist eine Querschnittsfläche
des Rückschlagventils 40.
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In
diesem Falle passiert das Öl,
das dem Rückschlagventil 40 über die
ersten Ölöffnungen 170 zugeführt wird,
in der Reihenfolge die vierten Ölöffnungen 200,
die dritten Ölöffnungen 190 und
die zweiten Ölöffnungen 180,
und wird dem Zylinderkopf 10 mit unveränderter Menge zugeführt.
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Wie
in 10 und 11 gezeigt,
kontaktieren in dem Falle, dass ein Hydraulikdruck, der größer oder
gleich dem ersten Hydraulikdruck P1 und kleiner als ein zweiter
Hydraulikdruck P2 ist, auf das Rückschlagventil 40 ausgeübt wird,
die ersten und zweiten Platten 110 und 120 einander,
jedoch kontaktiert die erste Platte 110 nicht die obere
Abdeckung 150. Der zweite Hydraulikdruck P2 wird aus der
Gleichung P2 = k1·(d1
+ d2)/A + k2·d2/A
berechnet. Hierbei ist k2 der Elastizitätsmodul des zweiten Federelements 140.
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In
diesem Falle überlappen,
da die erste und zweite Platte 110 und 120 einander
kontaktieren, die dritten und vierten Ölöffnungen 190 und 200 einander um
soviel wie den ersten Überlappungsabschnitt 310.
Daher passiert das Öl,
das über
die ersten Ölöffnungen 170 geführt wird,
den ersten Überlappungsabschnitt 310 und
wird dem Zylinderkopf 10 über die zweiten Ölöffnungen 180 zugeführt. In
diesem Falle kann, da der erste Überlappungsabschnitt 310 kleiner
als die Ölöffnungen 170, 180, 190 und 200 ist,
die Menge der Ölzufuhr
zu dem Zylinderkopf 10 auf eine erste Ölzuführmenge reduziert werden.
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Wie
in 12 und 13 gezeigt,
kontaktiert in dem Falle, dass ein Hydraulikdruck, der größer oder
gleich dem zweiten Hydraulikdruck P2 ist, auf das Rückschlagventil 40 ausgeübt wird,
die erste Platte 110 die zweite Platte 120 und
ebenfalls die obere Abdeckung 150.
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In
diesem Falle überlappen
die zweite, dritte und vierte Ölöffnung 180, 190 und 200 einander
um soviel wie den zweiten Überlappungsabschnitt 320. Daher
passiert das Öl,
das über
die ersten Ölöffnungen 170 zugeführt wird,
den zweiten Überlappungsabschnitt 320 und
wird dem Zylinderkopf 10 zugeführt. Da der zweite Überlappungsabschnitt 320 kleiner
als der erste Überlappungsabschnitt 310 ist,
kann die Menge der Ölzufuhr
zu dem Zylinderkopf 10 auf eine zweite Ölzuführmenge reduziert werden. Die zweite Ölzuführmenge
ist kleiner als die erste Ölzuführmenge.
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Gemäß der Erfindung
kann die Ölzufuhr
zu einem Zylinderkopf entsprechend dem Öldruck einer Hydraulikpumpe
gesteuert werden. Daher können, da
dem Zylinderkopf kein unnötiges Öl zugeführt wird,
das Gewicht und die Kosten eines Ventiltriebs reduziert werden.
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Außerdem kann
in dem Falle, dass die Drehzahl eines Motors hoch ist und somit
Hochdrucköl von
der Hydraulikpumpe zugeführt
wird, überschüssiges Öl anderen
Teilen des Motors durch Reduzierung des dem Zylinderkopf zugeführten unnötigen Öls zugeführt werden.
Daher kann die erforderliche Kapazität der Hydraulikpumpe reduziert
werden.