DE102010023193A1

DE102010023193A1 - Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102010023193A1
Application number: DE102010023193A
Authority: DE
Inventors: Takashi Kariya-city Yamaguchi; Akihiko Kariya-city Takenaka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-06-10
Filing date: 2010-06-09
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2030-06-10
Also published as: CN101922321B; KR101139056B1; KR20100132923A; JP4752953B2; US8166937B2; CN101922321A; JP2010285918A; US20100313835A1; DE102010023193B4

Abstract

Ein Flügelrotor (14) weist einen Flügel (141) auf, um eine Voreilkammer (22) von einer Verzögerungskammer (26) zu trennen. Ein Ventilelement (70) stellt die Verbindung zwischen einem Verriegelungsanschluss (663) und einem Auslassanschluss (666, 667) her, um ein Fluid aus dem Verriegelungsanschluss (663) abzulassen, wenn eine Bewegung in einen ersten Bereich (RI) stattfindet, der ein Ende eines beweglichen Bereiches in der ersten Richtung (X) aufweist. Das Regulierelement (32) bewegt sich im Flügelrotor (14) in eine Schubrichtung (X) in einer Aussparung (151, 152), die von einer Innenfläche des Gehäuses (11) ausgespart ist, wobei eine Vorspannung von einem Federelement (33, 35) erfolgt, um die Rotationsphase in einer Regulierphase im ersten Bereich (RI) zu verriegeln, wenn ein Fluid aus der Verriegelungskammer (31) abgelassen wird. Das Ventilelement (70) ist konfiguriert, einen Betriebsanschluss (661, 662) mit einem Zuführanschluss (664) zu verbinden, um ein Fluid der Voreilkammer (22) zuzuführen, wenn es in einem Drosselbereich im ersten Bereich (RI) ist, sodass eine Strömung eines Fluids, das der Voreilkammer (22) zugeführt wird, g Fluids zu sein, wenn das Ventilelement (70) am Ende des beweglichen Bereiches in der ersten Richtung (X) ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung für das Steuern eines Ventilzeitverhaltens eines Ventils, das durch eine Nockenwelle geöffnet und geschlossen wird, und zwar entsprechend einem Drehmoment, das von einer Kurbelwelle in einer Brennkraftmaschine übertragen wird, indem Hydraulikfluid verwendet wird, das von einer Zuführquelle mit einem Antriebsbetrieb der Brennkraftmaschine zugeführt wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Herkömmlicherweise weist eine bekannte Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung ein Gehäuse, das mit einer Drehung einer Kurbelwelle drehbar ist, und einen Flügelrotor auf, der mit einer Rotation einer Nockenwelle drehbar ist und einen Flügel hat, um eine Betriebskammer in dem Gehäuse in einer Rotationsrichtung abzuteilen. Eine solche Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung ist konfiguriert, eine Rotationsphase des Flügelrotors in Bezug auf das Gehäuse zu ändern, indem ein Hydraulikfluid der Betriebskammer zugeführt wird. Entsprechend dem US-Patent 2002/0139332 A1 ( JP-A-2002-357105 ) weist eine Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung ein Steuerventil zum Steuern einer Strömung eines Hydraulikfluids auf, das einer Betriebskammer zugeführt wird. Das Steuerventil ist ferner konfiguriert, eine Strömung eines Hydraulikfluids zum Verriegeln oder Freigeben eines Gehäuses in Bezug auf einen Flügelrotor zu steuern.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung des US-Patents 2002/0139332 A1 weist einen Verriegelungsstift zum Verriegeln des Gehäuses in Bezug auf Flügelrotor auf, indem ein Hydraulikfluid von einer Innenkammer (Verriegelungskammer) einer Aussparung ausgegeben wird. Außerdem ist der Verriegelungsstift konfiguriert, die Verriegelung freizugeben, indem ein Hydraulikfluid der Verriegelungskammer zugeführt wird. Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung des US-Patents 2002/0139332 A1 weist ferner ein elektromagnetisches Steuerventil zum Steuern einer Strömungsrichtung eines hydraulischen Fluids in Bezug auf eine Voreilkammer und eine Verzögerungskammer (Betriebskammern) auf. Das elektromagnetische Steuerventil ist ferner konfiguriert, einen Betrag eines Hydraulikfluids zu steuern, der einer der Kammern Voreilkammer und Verzögerungskammer zugeführt wird und der von der anderen der Voreilkammer und Verzögerungskammer ausgegeben wird. Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung des US-Patents 2002/0139332 A1 weist ferner ein weiteres elektromagnetisches Steuerventil auf, das konfiguriert ist, um einen Anschuss, der mit einer Verriegelungskammer in Verbindung steht, zu einem Auslassanschluss einer Zuführquelle oder einem Anschluss, der mit einem Ölbehälter in Verbindung steht, auswählend zu schalten. Das heißt, dass die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung des US-Patents 2002/0139332 A1 zwei Steuerventile aufweist, wobei eines für eine Phasensteuerung und das andere für eine Verriegelungsstiftsteuerung vorgesehen ist.
Bei einer solchen Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung steht, wenn das Steuerventil für eine Phasensteuerung in einem spezifischen Bereich ist, ein Verbindungsanschluss der Betriebskammer und ein Verbindungsanschluss der Verriegelungskammer jeweils mit einem Verbindungsanschluss der Zuführquelle und einem Auslassanschluss in Verbindung. In einem solchen Bereich wird ein Hydraulikfluid von der Zuführquelle in die Betriebskammer entsprechend einer Position des Schiebekolbenventils geführt, die durch das Steuerventil für eine Phasensteuerung gesteuert wird. Außerdem wird ein Hydraulikfluid aus der Verriegelungskammer in einen Verriegelungskanal entsprechend einem Schaltvorgang des Steuerventils für eine Verriegelungsstiftsteuerung ausgegeben. Somit verriegelt der Verriegelungsstift, der von einer Feder vorgespannt wird, die Rotationsphase. Alternativ dazu kann das Steuerventil für eine Phasensteuerung in einem Bereich sein, um den Verbindungsanschluss der Betriebskammer und den Verbindungsanschluss der Verriegelungskammer mit dem Verbindungsanschluss der Zuführquelle zu verbinden. In einem solchen Bereich wird ein Hydraulikfluid von der Zuführquelle sowohl in die Betriebskammer als auch die Verriegelungskammer durch das Steuern der zwei Steuerventile geführt. Somit kann die Rotationsphase verändert werden, während die Verriegelung freigegeben ist.
Jedoch hat die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung des US-Patents 2002/0139332 A1 zwei Steuerventile zum Ausführen einer Phasensteuerung und einer Verriegelungsstiftsteuerung in getrennter Weise. Dementsprechend ist ein großer Raum für das Unterbringen der zwei Steuerventile notwendig. Außerdem kann eine große Menge an Elektrizität zum Antreiben der zwei Steuerventile verbraucht werden. Dementsprechend ist es vorzuziehen, eine Phasensteuerung und eine Verriegelungsstiftsteuerung unter Verwendung eines einzelnen Elements eines Steuerventils auszuführen. Jedoch muss, wenn der Verriegelungsstift betätigt wird, um die Rotationsphase in einer solchen Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung zu verriegeln, der Verriegelungsstift in einer Zwischenphase zwischen einer maximal vorgeeilten Phase und einer maximal verzögerten Phase verriegelt werden, während die Phase zu einer Voreilseite oder einer Verzögerungsseite geändert wird. In einem solchen Zustand kann, wenn die Rotationsgeschwindigkeit zu einer hohen Voreilgeschwindigkeit oder einer hohen Verzögerungsgeschwindigkeit geändert wird, der Verriegelungsstift nicht in ein Verriegelungsloch beständig eingepasst bzw. eingebracht werden. In einem solchen Fall kann der Verriegelungsstift das Verriegelungsloch passieren. Folglich kann die Phasenverriegelung nicht in geeigneter Weise ausgeführt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Hinblick auf die vorstehenden und anderen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung zu erzeugen, die konfiguriert ist, um eine Rotationsphasensteuerung und eine Phasenverriegelungssteuerung auszuführen, indem ein einziges Element eines einzigen Steuerventils verwendet wird, und die in der Lage ist, ein Phasenverriegelungsverhalten in einer Regulierphase zu verbessern. Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung steuert eine Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung ein Ventilzeitverhalten eines Ventils, das konfiguriert ist, durch eine Nockenwelle entsprechend einem Drehmoment, das von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine übertragen wird geöffnet und geschlossen zu werden, wobei die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung konfiguriert ist, das Ventilzeitverhalten zu steuern, indem ein Hydraulikfluid verwendet wird, das von einer Zuführquelle zugeführt wird, und zwar mit einem Antriebsvorgang der Brennkraftmaschine, wobei die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung aufweist: ein Gehäuse, das mit der Kurbelwelle drehbar ist, wobei das Gehäuse eine Aussparung hat, die von einer Innenfläche des Gehäuses eingelassen ist. Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung weist ferner einen Flügelrotor auf, der mit der Nockenwelle drehbar ist, wobei der Flügelrotor einen Flügel hat, der ein Inneres des Gehäuses in eine Voreilkammer und eine Verzögerungskammer in einer Rotationsrichtung unterteilt, wobei der Flügelrotor konfiguriert ist, eine Rotationsphase in Bezug auf das Gehäuse zu einer Voreilseite und einer Verzögerungsseite dementsprechend zu ändern, wenn ein Hydraulikfluid der Voreilkammer oder der Verzögerungskammer zugeführt wird. Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung weist ferner eine Verriegelungseinheit mit einer Verriegelungskammer auf, wobei die Verriegelungseinheit konfiguriert ist, den Flügelrotor in Bezug auf das Gehäuse zu verriegeln, wenn ein Hydraulikfluid aus der Verriegelungskammer ausgegeben wird, wobei die Verriegelungseinheit konfiguriert ist, die Verriegelung freizugeben, wenn ein Hydraulikfluid der Verriegelungskammer zugeführt wird. Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung weist ferner auf: einen Ventilkörper mit einem Betriebsanschluss, der mit der Voreilkammer und der Verzögerungskammer verbindbar ist, einem Verriegelungsanschluss, der mit der Verriegelungskammer verbindbar ist, einem Zuführanschluss, der konfiguriert ist, mit dem Hydraulikfluid von der Zuführquelle versorgt zu werden, und einem Auslassanschluss, der konfiguriert ist, ein Hydraulikfluid auszugeben. Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung weist ferner ein Ventilelement auf, das in entgegengesetzter Richtung linear bewegbar ist, die eine erste Richtung und eine zweite Richtung aufweisen, wobei das Ventilelement konfiguriert ist, den Betriebsanschluss und den Verrieglungsanschluss jeweils mit dem Zuführanschluss und dem Auslassanschluss zu verbinden, wenn die Bewegung in einen ersten Bereich erfolgt, der ein Hubbereich ist, der ein Ende eines beweglichen Bereiches des Ventilelements in die erste Richtung aufweist, wobei das Ventilelement konfiguriert ist, sowohl den Betriebsanschluss als auch den Verriegelungsanschluss mit dem Zuführanschluss zu verbinden, wenn eine Bewegung in eine zweite Richtung erfolgt, die ein Hubbereich ist, der in Bezug auf den ersten Bereich in die zweite Richtung verschoben ist. Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung weist ferner eine Vorspanneinheit auf, die konfiguriert ist, eine Vorspannkraft zu erzeugen, um das Ventilelement in die erste Richtung vorzuspannen, wenn eine elastische Verformung auftritt. Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung weist ferner eine Antriebsquelle auf, die konfiguriert ist, eine Antriebskraft zu bewirken, um das Ventilelement in die zweite Richtung zu bewegen. Die Verriegelungseinheit weist ein Regulier element auf, das im Flügelrotor untergebracht ist und vor und zurück bewegbar ist, wobei das Regulierelement konfiguriert ist, die Rotationsphase in einer Regulierphase zwischen einer maximal vorgeeilten Phase und einer maximal verzögerten Phase zu verriegeln, wenn eine Bewegung in eine Schubrichtung erfolgt, um in die Aussparung zu schieben, wobei das Regulierelement konfiguriert ist, die Verriegelung der Rotationsphase freizugeben, wenn eine Bewegung in eine Zurückziehrichtung erfolgt, um aus der Aussparung zurückgezogen zu werden. Die Verriegelungseinheit weist ferner ein Federelement auf, das konfiguriert ist, um das Regulierelement in die Schubrichtung vorzuspannen, um das Regulierelement in die Aussparung zu schieben, wenn es in der Regulierphase ist, wobei das Federelement konfiguriert ist, das Regulierelement vorzuspannen, um mit einer Innenfläche des Gehäuses in Kontakt zu sein, wenn es in einer Rotationsphase ist, die sich von der Regulierphase unterscheidet. Der erste Bereich ist ein Verriegelungsbereich, in dem das Regulierelement die Rotationsphase in der Regulierphase verriegelt. Der erste Bereich weist einen Drosselbereich auf, in dem der Betriebsanschluss, der mit der Voreilkammer in Verbindung steht, ferner mit dem Zuführanschluss in Verbindung steht, sodass eine Voreilzuführströmung, die der Voreilkammer zugeführt wird, gedrosselt wird, um weniger als eine Voreilzuführströmung zu sein, wenn das Ventilelement am Endes des beweglichen Bereiches in der ersten Richtung ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher. In den Zeichnungen:
ist 1 eine Schnittansicht, die eine Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt,
ist 2 eine Schnittansicht, die einen Betätigungsabschnitt zeigt, wobei 2 entlang der Linie II-II in 1 aufgenommen ist,
ist 3 eine Schnittansicht, die den Betätigungsabschnitt zeigt, wobei 3 entlang der Linie III-III in 1 aufgenommen ist,
ist 4 eine grafische Darstellung, die ein Schwankungsdrehmoment zeigt, das auf dem Betätigungsabschnitt, der in 1 gezeigt ist, aufgebracht wird,
ist 5 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen Bereichen eines Steuerkolbens und einem Kanalquerschnittsbereich zwischen den Anschlüssen in einem Steuerabschnitt, der in 1 gezeigt ist, zeigt,
ist 6 eine vergrößerte Schnittansicht, die eine Hauptkomponente des Steuerabschnitts, der in 1 gezeigt ist, zeigt,
sind die 7A bis 7C Schnittansichten, wobei jede eine Verriegelungseinheit, die in 1 gezeigt ist, zeigt,
ist 8 eine vergrößerte Schnittansicht, die die Hauptkomponente in einem Betriebszustand, der sich von 6 unterscheidet, zeigt,
ist 9 eine vergrößerte Schnittansicht, die die Hauptkomponente in einem Betriebszustand, der sich von denen in den 6 und 8 unterscheidet, zeigt,
ist 10 eine vergrößerte Schnittansicht, die die Hauptkomponente in einem Betriebszustand zeigt, der sich von denen in den 6, 8, 9 unterscheidet,
ist 11 eine vergrößerte Schnittansicht, die die Hauptkomponente in einem Betriebszustand zeigt, der sich von denen in den 6, 8 bis 10 unterscheidet,
ist 12 eine schematische Schnittansicht, die eine Hauptkomponente eines Steuerabschnitts einer Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt,
sind die 13A bis 13C Schnittansichten, die eine Verriegelungseinheit, die in 12 gezeigt ist, zeigen,
ist 14 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen Bereichen eines Steuerkolbens und einem Kanalquerschnittsbereich zwischen Anschlüssen in einem Steuerabschnitt einer Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt,
ist 15 eine vergrößerte Ansicht, die eine Hauptkomponente des in 14 gezeigten Steuerabschnitts zeigt,
ist 16 eine vergrößerte Schnittansicht, die die Hauptkomponente in einem Betriebszustand zeigt, der sich von dem von 15 unterscheidet,
ist 17 eine vergrößerte Schnittansicht, die die Hauptkomponente in einem Betriebszustand zeigt, der sich von denen in den 15, 16 unterscheidet,
ist 18 eine vergrößerte Schnittansicht, die die Hauptkomponente in einem Betriebszustand zeigt, der sich von denen in den 15 bis 17 unterscheidet, und
ist 19 eine vergrößerte Schnittansicht, die die Hauptkomponente in einem Betriebszustand zeigt, der sich von denen in den 15 bis 18 unterscheidet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
(Ausführungsbeispiele)
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsbeispielen kann ein Element, das in einem nachfolgenden Ausführungsbeispiel beschrieben ist, mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein und kann die Beschreibung eines solchen Elementes unterlassen sein. Wenn nur ein Teil einer Struktur eines Elementes in einem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann der andere Teil der Struktur des Elementes äquivalent zu der eines anderen vorhergehenden Ausführungsbeispiels sein. Kombinationen der Elemente sind nicht auf die in einem Ausführungsbeispiel spezifizierten begrenzt. Solange eine Kombination keinen Defekt verursacht, kann eine beliebige Kombination von Elementen und Ausführungsbeispielen vorgenommen werden.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 zeigt ein Beispiel, in dem eine Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel auf eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs angewendet wird. 1 ist eine Ansicht, die an der Linie I-I in 2 aufgenommen wurde. Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 steuert ein Ventilzeitverhalten eines Einlassventils, das als ein Ventiltrieb dient, der durch eine Nockenwelle 2 geöffnet und geschlossen wird, indem ein Arbeitsfluid verwendet wird. Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 weist einen Betätigungsabschnitt 10 und einen Steuerabschnitt 40 auf. Der Betätigungsabschnitt 10 ist zu einem Getriebesystem vorgesehen, das ein Motordrehmoment von einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) zur Nockenwelle 2 überträgt, und wird durch das Arbeitsfluid angetrieben. Der Steuerabschnitt 40 steuert die Zuführung des Arbeitsfluids zum Betätigungsabschnitt 10.
(Betätigungsabschnitt)
Als Erstes wird der Betätigungsabschnitt 10 detailliert beschrieben. In dem in 1, 2 gezeigten Betätigungsabschnitt 10 ist ein Gehäuse 11 aus einem Gleitstückgehäuse 12, einem Kettenrad 13, einer Vorderplatte 15 und Ähnlichem konfiguriert. Das Metallgleitstück-Gehäuse 12 weist einen rohrförmigen Gehäusekörper 120 und eine Vielzahl von Gleitstücken 121, 122, 123 auf. Die Gleitstücke 121, 122, 123 haben die Funktion von Trennteilen. Die Gleitstücke 121, 122, 123 weisen zur radial inneren Seite von Abschnitten des Gehäusekörpers 120 vor. Die Abschnitte der Gleitstücke 121, 122, 123 sind mit einem vorgeschriebenen Abstand in einer Rotationsrichtung des Gehäusekörpers 120 beabstandet. Jedes der Gleitstücke 121, 122, 123 hat ein Vorsprungsseitenende, das mit einer Außenumfangsperipherie einer Rotationsachse 140 eines Flügelrotors 14 über ein Dichtelement gleitfähig in Kontakt ist. Die Gleitstücke 121, 122, 123, die in Rotationsrichtung benachbart zueinander sind, bilden eine Aufnahmekammer 20 zwischen einander.
Sowohl das Kettenrad 13 als auch die Vorderplatte 15 sind aus einem Metallmaterial ausgebildet, um Ringformen zu haben, und sind an beiden Enden des Gleitstückgehäuses 12 koaxial befestigt. Das Kettenrad 13 weist eine Vielzahl an Zähnen 19 auf, die radial nach außen vorstehen. Das Kettenrad 13 ist mit der Kurbelwelle über eine Steuerkette (nicht gezeigt) verbunden, die mit den Zähnen 19 in Eingriff steht. Entsprechend der vorliegenden Struktur wird ein Motordrehmoment von der Kurbelwelle des Kettenrades 13 während eines Betriebes der Brennkraftmaschine übertragen. Dadurch dreht sich das Gehäuse im Uhrzeigersinn von 2 mit der Rotation der Kurbelwelle.
Der Metallflügelrotor 14 ist koaxial im Gehäuse 11 untergebracht. Der Metallflügelrotor 14 ist mit dem Kettenrad 13 des Gehäuses 11 und der Vorderplatte 15 an beiden Seiten in Axialrichtung gleitfähig in Berührung. Der Flügelrotor 14 weist eine rohrförmige Rotationsachse 140 und Flügel 141, 142, 143 auf.
Die Rotationsachse 140 ist an der Nockenwelle 2 koaxial befestigt. In der vorliegenden Struktur ist der Flügelrotor 14 im Uhrzeigersinn von 2 mit der Rotation der Kurbelwelle 2 drehbar. Außerdem ist der Flügelrotor 14 in Bezug auf das Gehäuse 11 drehbar. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Rotationsachse 140 einen Hauptkörper 140a, einen Vorsprung 140b und eine Buchse 140c auf. Der axiale Hauptkörper 140a hat beide Enden am Vorsprung 140b und an der Buchse 140c befestigt. Der Vorsprung 140b erstreckt sich durch das Kettenrad 13 in Axialrichtung. Der Vorsprung 140b ist an der Nockenwelle 2 außerhalb des Gehäuses 11 befestigt. Die Buchse 140c erstreckt sich durch die Vorderplatte 15 in Axialrichtung. Die Buchse 140c öffnet sich zur Außenseite des Gehäuses 11. Die Nockenwelle 2 ist durch das Lager 5 drehbar gestützt bzw. gelagert. Die Flügel 141, 142, 143 stehen radial auswärts von Abschnitten des axialen Hauptkörpers 140a der Rotationsachse 140 vor. Die Abschnitte des axialen Hauptkörpers 140a sind um einen vorbestimmten Abstand in Rotationsrichtung beabstandet. Die Flügel 141, 142, 143 sind jeweils in entsprechenden Unterbringkammern 20 untergebracht. Jeder der Flügel 141, 142, 143 hat ein Vorsprungsseitenende, das mit einer Innenumfangsperipherie des Gehäusekörpers 120 über ein Dichtelement gleitfähig in Berührung steht.
Die Flügel 141, 142, 143 teilen jeweils die Aufnahmekammern 20 dementsprechend, um Voreilkammern 22, 23, 24 und Verzögerungskammern 26, 27, 28 im Gehäuse 11 auszubilden. Eine Voreilkammer 22 ist zwischen dem Gleitstück 121 und dem Flügel 141 ausgebildet. Eine Voreilkammer 23 ist zwischen dem Gleitstück 122 und dem Flügel 142 ausgebildet. Eine Voreilkammer 24 ist zwischen dem Gleitstück 123 und dem Flügel 143 ausgebildet. Die Voreilkammern 22, 23, 24 sind im Volumen erhöht, wenn die Zuführung eines Arbeitsfluids erfolgt. Dadurch drücken die Gleitstücke 121, 122, 123 die Flügel 141, 142, 143 in eine Voreilrichtung. Eine Verzögerungskammer 26 ist zwischen dem Gleitstück 122 und dem Flügel 141 ausgebildet. Eine Verzögerungskammer 27 ist zwischen dem Gleitstück 123 und dem Flügel 142 ausgebildet. Eine Verzögerungskammer 28 ist zwischen dem Gleitstück 121 und dem Flügel 143 ausgebildet. Die Verzögerungskammern 26, 27, 28 werden im Volumen erhöht, wenn ein Arbeitsfluid zugefügt wird. Dadurch drücken die Gleitstücke 121, 123, 121 die Flügel 141, 142, 143 in eine Verzögerungsrichtung.
(Steuerabschnitt)
Nachfolgend wird der Steuerabschnitt 40 detailliert beschrieben. Wie schon in 1 und 2 gezeigt ist, ist in dem Steuerabschnitt 40 ein Voreilhauptkanal 41 entlang der Innenumfangsperipherie der Buchse 140c der Rotationsachse 140 ausgebildet. Voreilzweigkanäle 42, 43, 44 erstrecken sich durch den axialen Hauptkörper 140a und die Buchse 140c der Rotationsachse 140. Die Voreilzweigkanäle 42, 43, 44 stehen jeweils mit den entsprechenden Voreilkammern 22, 23, 24 und einem gemeinsamen Voreilhauptkanal 41 in Verbindung. Ein Verzögerungshauptkanal 45 ist durch eine ringförmige Nut definiert, die in der Innenumfangsperipherie des axialen Hauptkörpers 140a der Rotationsachse 140 geöffnet ist. Die Verzögerungszweigkanäle 46, 47, 48 erstrecken sich durch den axialen Hauptkörper 140a und stehen jeweils mit den entsprechenden Verzögerungskammern 26, 27, 28 und einem gemeinsamen Verzögerungshauptkanal 45 in Verbindung. Ein Verriegelungskanal 200 erstreckt sich durch den axialen Hauptkörper 140a und den Vorsprung 140b der Rotationsachse 140 und steht mit einer Verriegelungskammer 31 in Verbindung.
Der Hauptzuführkanal 50 erstreckt sich durch den axialen Hauptkörper 140a und den Vorsprung 140b der Rotationsachse 140. Der Hauptzuführkanal 50 steht mit einer Pumpe 4 in Verbindung, die als eine Zuführquelle dient, über einen Transportkanal 3 der Nockenwelle 2. Der Hauptzuführkanal 50 ist ferner mit einem Hauptzuführanschluss 664 verbunden. Der Hauptzuführkanal 50 zweigt zu einem Unterzuführkanal 52 an einem Zweigabschnitt 51, der über den Hauptzuführkanal 50 vorgesehen ist. Der Unterzuführkanal 52 ist mit einem Unterzuführanschluss 665 verbunden. Die Pumpe 4 ist eine mechanische Pumpe, die durch die Kurbelwelle mit einem Antriebsvorgang einer Brennkraftmaschine angetrieben wird. Während eines Brennkraftmaschinenbetriebes gibt die Pumpe 4 regelmäßig ein Arbeitsfluid, das an einem Ölbehälter 6 aufgenommen wird, aus.
Ein Hauptrückschlagventil 500 mit einem Ventilelement in einer Leitungs- bzw. Membranform ist an einem Abschnitt des Hauptzuführkanals 50 an der Seite der Pumpe 4 vom Zweigabschnitt 51 vorgesehen. Das Hauptrückschlagventil 500 beschränkt ein Arbeitsfluid bei dem Strömen in die Pumpe 4 von dem Hauptzuführungsanschluss 664. Ein Unterrückschlagventil 520 mit einem Ventilelement in einer Leitungs- bzw. Membran- bzw. Vorlaufform ist in dem Unterzuführkanal 52 vorgesehen. Das Unter rückschlagventil 520 begrenzt ein Arbeitsfluid an der Strömung in den Zweigabschnitt 51 von dem Unterzuführanschluss 665. Der Transportkanal 3 ist regulär mit dem Auslassanschluss der Pumpe 4 unabhängig von einer Rotation der Nockenwelle 2 verbindbar. Daher transportiert während eines Motorbetriebes der Transportkanal 3 regelmäßig ein Arbeitsfluid, das von der Pumpe 4 ausgegeben wurde, zum Hauptzuführkanal 50.
Ein Auslasskanal 53 ist mit einer Auslassöffnung 666, einer Auslassöffnung 667 und dem Ölbehälter 6 verbunden. Die Auslassöffnung 666 und die Auslassöffnung 667 sind als Auslassanschlüsse in beiden Enden des Steuerabschnitts 40 vorgesehen. Die Auslassöffnung 666 befindet sich in einem Ende eines Hülsenabschnitts 66 in einer ersten Richtung X (eine linear bewegliche Richtung der Hülse 70). Die Auslassöffnung 667 befindet sich in einem Ende des Hülsenabschnitts 66 in einer zweiten Richtung Y (andere linear bewegliche Richtung der Hülse 70). Beide Auslassöffnungen 666, 667 sind mit einem ersten Ablaufanschluss 704a und einem zweiten Ablaufanschluss 704b verbunden. Dadurch hat der Auslasskanal 53 die Funktion, ein Arbeitsfluid vom Inneren des Steuerkolbens 70 zum Ölbehälter 6 auszugeben.
Das Steuerventil 60 ist ein Steuerkolbenventil bzw. Schiebekolbenventil, das einen Steuerkolben 70 aufnimmt, der als ein Ventilelement arbeitet, in einem metallischen Ventilkörper 61. Das Steuerventil 60 ist in der Rotationsachse 140 des Flügelrotors 14 koaxial untergebracht und mit der Rotationsachse 140 einstückig drehbar. Der Ventilkörper 61 weist einen stationären Abschnitt 62 und den Hülsenabschnitt 66 auf, die in Reihe in Axialrichtung angeordnet sind. Der stationäre Abschnitt 62 ist in einer Außengewindeform ausgebildet. Der Hülsenabschnitt 66 ist in einer Zylinderform mit einem geschlossenen Ende ausgebildet. Der stationäre Abschnitt 62 ist mit der Nockenwelle 2 verschraubt. Dadurch befestigt der stationäre Abschnitt 62 die Komponenten 140a, 140b, 140c der Rotationsachse 140 zwischen einem Manschettenabschnitt 660 und der Nockenwelle 2. Der Manschettenabschnitt 666 ist durch die Umfangswand des Hülsenabschnitts 66 definiert. Der Hülsenabschnitt 66 befindet sich über den Komponenten 140a, 140b, 140c der Rotationsachse 140 in Axialrichtung. Der Hülsenabschnitt 66 öffnet sich an der Auslassöffnung 666 zum Inneren der Buchse 140c. Die Auslassöffnung 666 befindet sich an der entgegengesetzten Seite zum stationären Abschnitt 62 in Axialrichtung.
Der Hülsenabschnitt 66 hat eine Vielzahl an Anschlüssen 661, 662, 663, 664, 665, von denen sich jeder durch die Umfangswand des Hülsenabschnitts 66 in Radialrichtung erstreckt. Die Vielzahl an Anschlüssen 661, 662, 663, 664, 665 ist an vorgeschriebenen Intervallen in Axialrichtung angeordnet. Ein Voreilanschluss 661, der als ein Betriebsanschluss arbeitet, hat den größten Abstand zum stationären Abstand 62 und steht mit dem Voreilhauptkanal 41 in Verbindung. Ein Verzögerungsanschluss 662, der als ein Betriebsanschluss arbeitet, befindet sich an der Seite des stationären Anschlusses 62 von dem Voreilanschluss 661 und steht mit dem Verzögerungshauptkanal 45 in Verbindung. Ein Verriegelungsanschluss 663 befindet sich an der Seite des stationären Abschnitts 62 vom Verzögerungsanschluss 662 und steht mit dem Verriegelungskanal 200 in Verbindung. Ein Hauptzuführanschluss 664, der als ein Zuführanschluss funktioniert, befindet sich zwischen dem Voreilanschluss 661 und dem Verzögerungsanschluss 662. Der Unterzuführanschluss 665 befindet sich an der Seite des stationären Abschnitts 62 von dem Verriegelungsanschluss 663. Sowohl der Hauptzuführanschluss 664 als auch der Unterzuführanschluss 665 steht mit dem Hauptzuführkanal 50 in Verbindung. Die Auslassöffnung 666 befindet sich in dem Ende des Hülsenabschnitts 66 in der ersten Richtung X. Die Auslassöffnung 667 befindet sich im Ende des Hülsenabschnitts 66 in der zweiten Richtung Y. Die Auslassöffnung 666 und die Auslassöffnung 667 bilden einen Auslassanschluss, der mit dem Auslasskanal 53 in Verbindung steht. Der metallische Steuerkolben 70 ist in einer Zylinderform mit einem geschlossenen Ende ausgebildet. Der metallische Steuerkolben 70 hat eine Öffnung zum stationären Abschnitt 62. Der metallische Steuerkolben 70 ist in dem Hülsenabschnitt 66 koaxial angeordnet und in beiden Axialrichtungen linear beweglich.
(Betriebsstruktur des schwankenden Drehmoments)
Der Betätigungsabschnitt 10 wird aufgebaut, indem die Nockenwelle 2 an der Rotationsachse 140 des Flügelrotors 14 befestigt wird. Während eines Betriebes der Brennkraftmaschine wird ein schwankendes Drehmoment im Betätigungsabschnitt 10 durch eine Federgegenkraft vom Einlassventil bewirkt, das durch die Nockenwelle 2 und Ähnliches geöffnet und geschlossen wird, und ein solches schwankendes Drehmoment wirkt auf den Flügelrotor 14. Wie es in 4 beispielhaft wiedergegeben ist, wechselt das schwankende Drehmoment zwischen dem negativen Drehmoment, das auf den Flügelrotor 14 zur Voreilseite in Bezug auf das Gehäuse 11 wirkt, und dem positiven Drehmoment, das auf den Flügelrotor 14 zur Verzögerungsseite in Bezug auf das Gehäuse 11 wirkt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist insbesondere ein Spitzendrehmoment T+ des schwankenden Drehmoments an der positiven Seite größer als ein Spitzendrehmoment T– des schwankenden Drehmoments an der negativen Seite aufgrund der Reibung zwischen der Nockenwelle 2 und einem Lager und Ähnlichem. Somit wird ein mittleres Drehmoment Tave des Spitzendrehmoments T+ und des Spitzendrehmoments T– zur positiven Seite vorgespannt. Daher wird während eines Betriebes einer Brennkraftmaschine der Flügelrotor 14 zur Verzögerungsseite in Bezug auf das Gehäuse 11 im Mittel vorgespannt, indem ein Aufbringen vom schwankenden Drehmoment, das von der Nockenwelle 2 übertragen wird, erfolgt.
(Vorspannstruktur)
Im Betätigungsabschnitt 10, der in den 1 und 3 gezeigt ist, ist das Gehäuse 11 mit einer ersten metallischen Stoppeinrichtung 18 versehen, die an der Vorderplatte 15 vorgesehen ist und zur entgegengesetzten Seite vom Gleitstückgehäuse 12 vorsteht. Die erste Stoppeinrichtung 18 ist ein säulenförmiger Stift, der entlang der Axialrichtung der Rotationsachse 140 von einer Position vorsteht, die von dem Rotationsmittelpunkt O der Rotationsachse 140 mit einem vorbestimmten Abstand Ls beabstandet ist. In 3 ist die Darstellung des Steuerventils 60 weggelassen, um das Verständnis der Zeichnung zu erleichtern.
Im Flügelrotor 14 steht die Buchse 140c der Rotationsachse 140 von der Vorderplatte 15 zur entgegengesetzten Seite vom Gleitstückgehäuse 12 vor. Die Buchse 140c hat einen rechten achteckigen Außenumfang 1401 mit acht Ecken 1402, die jeweils eine gebogene Kontur entlang der Rotationsrichtung definieren. Der Flügelrotor 14 weist ein Paar von Armen 1403, 1404 auf, von denen jeder ein plattenartiges Element ist, das von der Buchse 140c in entgegengesetzte Richtungen radial vorsteht. Ein Arm 1403 ist mit einer zweiten metallischen Stoppeinrichtung 1405 einstückig ausgebildet, die zur Vorderplatte 15 vorsteht. Die zweite Stoppeinrichtung 1405 ist ein säulenförmiger Stift, der entlang der Axialrichtung der Rotationsachse 140 von einer Position vorsteht, die von dem Rotationsmittepunkt O der Rotationsachse 140 um den Abstand Ls beabstandet ist, der im Wesentlichen der gleiche wie der der ersten Stoppeinrichtung 18 ist. Die zweite Stoppeinrichtung 1405 überdeckt nicht die erste Stoppeinrichtung 18 in Rotationsrichtung der Rotationsachse 140. Der andere Arm 1405 ist mit einer metallischen Führung 1406 befestigt, die zur Vorderplatte 15 vorsteht. Die Führung 1406 ist ein säulenförmiger Stift, der entlang der Axialrichtung der Rotationsachse 140 von einer Position vorsteht, die von dem Rotationsmittelpunkt O der Rotationsachse 140 um einen Abstand Lg beabstandet ist. Der Abstand Lg ist kleiner als der Abstand Ls im Fall der Stoppeinrichtung 18, 1405.
In der Rotationsachse 140 ist eine metallische Schraubenfeder 100 an der Außenumfangsperipherie der Buchse 140c vorgesehen, um als Hilfsfeder zu arbeiten. Die Schraubenfeder 100 weist eine berührungsfreie Ausgleichfeder auf, die in einer Wirbelform innerhalb einer Ebene angeordnet ist. Die Ausgleichfeder der Schraubenfeder 100 weist gewickelte Drähte auf, bei denen zwei benachbarte Drähte voneinander in Radialrichtung beabstandet sind. Die Schraubenfeder 100 hat ein Wirbelzentrum P, das zur Rotationsachse O der Rotationsachse 140 ausgerichtet ist und das sich zwischen der Vorderplatte 15 und dem Arm 1403, 1404 befindet.
Die Schraubenfeder 100 hat einen innersten Umfangsabschnitt 101, der einen gebogenen Abschnitt in einem Winkelbereich von zumindest 180 Grad entlang der Rotationsrichtung der Rotationsachse 140 aufweist. Der gebogene Abschnitt der Schraubenfeder 100 ist gebogen, um in einer Form entlang des Außenumfangs 1401 der Buchse 140c zu verlaufen, um vier gebogene Abschnitte 102 aufzuweisen. Jeder gebogene Abschnitt 102 ist in die entsprechende Ecke 1402 des Außenumfangs 1401 der Buchse 140c gepasst. In der vorliegenden Struktur ist der innerste Umfangsabschnitt 101 der Schraubenfeder 100 um die Buchse 140c entlang der Rotationsrichtung über die vier Ecken 1402 gewickelt, die im Winkelbereich von zumindest 180 Grad ausgebildet sind. Somit wird der innerste Umfangsabschnitt 101 an beiden Seiten in Rotationsrichtung durch die Rotationsachse 140 zurückgehalten. Ferner weist der innerste Umfangsabschnitt 101 der Schraubenfeder 100 einen linearen Abschnitt 103 zwischen dem zweiten gebogenen Abschnitt 102, der der zweite vom spitzen Ende ist, und dem dritten gebogenen Abschnitt 102 auf, der der dritte vom spitzen Ende ist. Der lineare Abschnitt 103 ist zwischen die Führung 1406 und den Außenumfang 1401 der Buchse 140c zwischengefügt. In der vorliegenden Struktur ist die Verschiebung des Zurückhalteabschnitts des innersten Umfangsabschnitts 101 der Schraubenfeder 100 in Bezug auf die Rotationsachse 140 begrenzt. Daher muss im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schraubenfeder 100 nicht durch Schweißen, Adhäsion oder Ähnliches an der Rotationsachse 140 festgeklemmt bzw. ergriffen werden. Alternativ dazu kann die Schraubenfeder 100 an der Rotationsachse 140 ergriffen werden.
Die Schraubenfeder 100 hat einen äußersten Umfangsabschnitt 104, der sich an der radial äußeren Seite des innersten Umfangsabschnitts 101 befindet. Der äußerste Umfangsabschnitt 104 ist gebogen oder gekrümmt, um eine U-Form anzunehmen, damit die Zurückhalteabschnitte 104a und 104b ausgebildet werden. Die Zurückhalteabschnitte 104a und 104b sind angeordnet, um vom Rotationsmittelpunkt O der Rotationsachse 140 um den Abstand Ls beabstandet zu sein, der im Wesentlichen der gleiche wie der in den Fällen der Stoppeinrichtungen 18, 1405 ist.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 3 befindet sich der erste Zurückhalteabschnitt 104b des äußersten Umfangsabschnitts 104 an der Seite der Vorderplatte 15 in Axialrichtung der Rotationsachse 140. Der erste Zurückhalteabschnitt 104b ist in einer U-Form, um sich zur Verzögerungsseite in Bezug auf das Gehäuse 11 in Rotationsrichtung der Rotationsachse 140 zu öffnen. Wenn sich die Rotationsphase an der Verzögerungsseite in Bezug auf die Startphase (Regulierphase) befindet, wird die erste Stoppeinrichtung 18 durch den ersten Zurückhalteabschnitt 104b in Radialrichtung der Rotationsachse 140 zusammengedrückt und wird der erste Zurückhalteabschnitt 104b durch die erste Stoppeinrichtung 18 zurückgehalten. Dadurch wird die Position des ersten Zurückhalteabschnitts 104b reguliert, sodass der erste Zurückhalteabschnitt 104b zur radialen Innenseite nicht verschoben wird.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 3 ist der zweite Zurückhalteabschnitt 104a an dem äußersten Umfangsabschnitt 104 vorgesehen. Der zweite Zurückhalteabschnitt 104a ist zum Arm 1403 vom ersten Zurückhalteabschnitt 104b in Axialrichtung der Rotationsachse 140 verschoben. Der zweite Zurückhalteabschnitt 104a ist in einer U-Form ausgebildet, um sich zur Verzögerungsseite in Bezug auf das Gehäuse 11 in Rotationsrichtung der Rotationsachse 140 zu öffnen. Wenn sich die Rotationsphase an der Voreilseite in Bezug auf eine Startphase (Regulierphase) befindet, wird die zweite Stoppeinrichtung 1405 durch den zweiten Zurückhalteabschnitt 104a in Radialrichtung der Rotationsachse 140 zusammengedrückt und wird der zweite Zurückhalteabschnitt 104a durch die zweite Stoppeinrichtung 1405 zurückgehalten. Dadurch wird die Position des zweiten Zurückhalteabschnitts 104a reguliert, sodass der zweite Zurückhalteabschnitt 104a nicht radial einwärts verschoben wird.
In der vorliegenden Vorspannstruktur wird, wenn sich die Rotationsphase zur Verzögerungsseite über die Startphase (Regulierphase) hinaus ändert, die Schraubenfeder 100, die durch die Rotationsachse 140 des Flügelrotors 14 an dem innersten Umfangsabschnitt 101 zurückgehalten wird, weiter durch die erste Stoppeinrichtung 18 des Gehäuses 11 an dem ersten Zurückhalteabschnitt 104b des äußersten Umfangsabschnitts 104 zurückgehalten. Im vorliegenden Zustand bewegt sich die zweite Stoppeinrichtung 1405 des Flügelrotors 14 von dem zweiten Zurückhalteabschnitt 104a des äußersten Umfangsabschnitts 104 der Schraubenfeder 100 zur Verzögerungsseite. Dadurch wird die Rotationsachse 140, das heißt ein Flügelrotor 14a, von der Schraubenfeder 100 zur Voreilseite vorgespannt.
Andererseits wird ferner, wenn sich die Rotationsphase zur Voreilseite über die Startphase (Regulierphase) hinaus ändert, die Schraubenfeder 100, die durch die Rotationsachse 140 an dem innersten Umfangsabschnitt 101 zurückgehalten wird, durch die zweite Stoppeinrichtung 1405 an dem zweiten Zurückhalteabschnitt 104a des äußersten Umfangsabschnitts 104 weiter zurückgehalten. In dem vorliegenden Zustand bewegt sich der erste Zurückhalteabschnitt 104b des äußersten Umfangsabschnitts 104 der Schraubenfeder 100 von der ersten Stoppeinrichtung 18 zur Voreilseite hin. Dadurch wird verhindert, dass die Schraubenfeder 100 den Flügelrotor 14 vorspannt.
In der vorliegenden Struktur spannt an der Verzögerungsseite über die Startphase (Regulierphase) hinaus die Schraubenfeder 100, die durch die erste Stoppeinrichtung 18 des Gehäuses 11 und die Rotationsachse 140 des Flügelrotors 14 zurückgehalten wird, den Flügelrotor 14 zur Voreilseite entgegengesetzt zum schwankenden Drehmoment, das zur Verzögerungsseite im Mittel wirkt. Im Gegensatz dazu wird an der Voreil seite über die Startphase (Regulierphase) hinaus die Schraubenfeder 100 durch die zweite Stoppeinrichtung 1405 und die Rotationsachse 140 des Flügelrotors 14 zurückgehalten. Dadurch wird der Flügelrotor 14 zur Verzögerungsseite durch das schwankende Drehmoment vorgespannt, das zur Verzögerungsseite im Mittel wirkt. In der vorliegenden Struktur kann sich die Rotationsphase sowohl von der Voreilseite als auch von der Verzögerungsseite zur Regulierphase beim Stoppen der Brennkraftmaschine ändern. Dadurch kann eine Verriegelungsleistung in der Regulierphase verbessert werden. Somit kann die Rotationsphase in der Regulierphase beim Starten der Brennkraftmaschine aufrechterhalten werden und kann eine Motorstarteigenschaft sichergestellt werden.
Ferner spannt die Schraubenfeder 100 den Flügelrotor zur Voreilseite entgegengesetzt zum schwankenden Drehmoment, indem eine Vorspannkraft aufgebracht wird, die größer als ein mittleres schwankendes Drehmoment ist, das zur Verzögerungsseite im Mittel exzentrisch wirkt. Daher kann an der Verzögerungsseite über die Regulierphase hinaus die Rotationsphase zur Regulierphase geändert werden, indem die Vorspannkraft der Schraubenfeder 100 beim Stoppen der Brennkraftmaschine aufgebracht wird. Im Gegensatz dazu kann an der Voreilseite über die Regulierphase hinaus die Rotationsphase zur Regulierphase beim Stoppen der Brennkraftmaschine geändert werden, indem ein schwankendes Drehmoment verwendet wird, das zur Verzögerungsseite exzentrisch wirkt. In der vorliegenden Struktur kann die Verriegelungsleistung bzw. das Verriegelungsverhalten bei der Regulierphase verbessert werden. Somit kann die Rotationsphase in der Regulierphase zum Zeitpunkt des Startens der Brennkraftmaschine aufrechterhalten werden. Somit kann die Motorstarteigenschaft sichergestellt werden.
Ferner wird der innerste Umfangsabschnitt 101 der Schraubenfeder 100 durch die Buchse 140c der Rotationsachse 140 des Flügelrotors 14 zurückgehalten, sodass der innerste Umfangsabschnitt 101 um die Buchse 140c in Rotationsrichtung gewickelt ist. Daher ist der innerste Umfangsabschnitt 101 mit der Relativdrehung des Flügelrotors 14 zum Gehäuse 11 kaum zu verformen. Insbesondere ist der innerstes Umfangsabschnitt 101 um den Außenumfang 1401 der Buchse 140c über die vier Ecken 1402 im Winkelbereich von zumindest 180 Grad entlang der Rotationsrichtung gewickelt. Daher ist die Form des innersten Umfangsabschnitts 101 stabilisiert und eine Abweichung bei der Stoppposition ist reguliert. Ferner ist der innerste Umfangsabschnitt 101 gewickelt, um die vier Ecken 1402 einzuschließen und zwischen die Buchse 140c und die Führung 1406 zwischengefügt. Dadurch wird die Abweichung der Zurückhalteposition weiter verbessert. In der vorliegenden Struktur kann die Reibung, die durch das Gleiten zwischen dem innersten Umfangsabschnitt 101 und der Buchse 140c bewirkt wird, begrenzt werden, wenn sich der Flügelrotor 14 zur Verzögerungsseite in Bezug auf das Gehäuse 11 dreht und wenn sich der Flügelrotor 14 zur Voreilseite in Bezug auf das Gehäuse 11 dreht. Das heißt, dass die Reibung begrenzt werden kann, wenn die Rotationsphase zur Verzögerungsseite und Voreilseite hin verändert wird.
Außerdem kann die Schraubenfeder 100, die die Ausgleichfeder aufweist, ihre Form beibehalten, in der benachbarte Drähte radial voneinander beabstandet sind, selbst wenn ein Verdrehen aufgrund der Relativrotation zwischen dem Flügelrotor 14 und dem Gehäuse 11 auftritt. Ferner wird der äußerste Umfangsabschnitt 104 der Schraubenfeder 100 durch die Stoppeinrichtung 18, 1405 jeweils an den Zurückhalteabschnitten 104a, 104b zurückgehalten. Dadurch kann die Verschiebung des äußersten Umfangsabschnitts 104 zur radialen Innenseite unabhängig von der Rotationsphase reguliert werden. Somit kann der Raum zwischen benachbarten Drähten der Schraubenfeder 100 unabhängig von der Rotationsphase aufrechterhalten werden. In der vorliegenden Struktur kann die Reibung zwischen benachbarten Drähten der Schraubenfeder 100 begrenzt werden, wenn die Rotationsphase zur Verzögerungsseite und Voreilseite geändert wird.
(Erste Regulier- und Verriegelungsstruktur)
Nachfolgend wird ein Phasenverrieglungsabschnitt 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben. Wie es den 1, 6, 7 gezeigt ist, sind ein erster Regulieraussparabschnitt 151 und ein Verriegelungsaussparabschnitt 152 an der Vorderplatte 15 ausgebildet. Der erste Regulieraussparabschnitt 151 ist in der Innenfläche der Vorderplatte 15 geöffnet und erstreckt sich in Rotationsrichtung des Gehäuses 11. Der erste Regulieraussparungsabschnitt 151 hat beide Enden geschlossen, die ein Paar von Regulierstoppeinrichtungen 151a und 151b definieren. Der Verriegelungsausspa rungsabschnitt 152 ist ein Zylinderloch mit einem Boden parallel zur Achse der Nockenwelle 2.
Eine erste Aufnahmebohrung 310 ist im Flügel 141 ausgebildet. Ein erstes Aufnahmeloch 310 ist ein Zylinderloch mit einem Boden parallel zur Achse der Nockenwelle 2. Das erste Aufnahmeloch 310 ist in einer Gleitkontakt-Endfläche des Flügelrotors 14 entgegengesetzt zur Innenfläche der Vorderplatte 15 geöffnet. Ein erstes Hauptregulierelement 32, ein erstes Hauptfederelement 33, ein Unterregulierelement 34 und ein Unterfederelement 35 befinden sich im ersten Aufnahmeloch 310. Das erste Hauptregulierelement 32 weist einen metallischen inneren Stift auf. Das erste Hauptfederelement 33 weist eine metallische Kompressionsschraubenfeder mit Federwirkung auf, wenn eine elastische Verformung auftritt, um das erste Hauptregulierelement 32 zur Vorderplatte 15 vorzuspannen. Das erste Unterregulierelement 34 weist einen metallischen äußeren Stift auf, in dem das erste Hauptregulierelement 32 gleitfähig ist. Das erste Unterfederelement 35 weist eine metallische Kompressionsschraubenfeder mit einer Federwirkung auf, wenn eine elastische Verformung auftritt, um das erste Unterregulierelement 34 zur Vorderplatte 15 vorzuspannen.
Ein Stützabschnitt 311 mit kleinem Durchmesser definiert teilweise das erste Aufnahmeloch 310 an der Öffnungsseite der Vorderplatte 15, in der die Aussparungsabschnitte 151, 152 ausgebildet sind. Der Stützabschnitt 311 mit kleinem Durchmesser liegt zum ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 und dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 jeweils in vorgeschriebenen Rotationsphasen entgegengesetzt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Stützabschnitt 311 mit kleinem Durchmesser durch eine Innenumfangsperipherie mit kleinem Durchmesser, die im Flügel 141 an der Seite der Vorderplatte 15 ausgebildet ist, definiert. Das erste Aufnahmeloch 310 weist einen Stützabschnitt 312 mit großem Durchmesser auf, der einen größeren Durchmesser als der Stützabschnitt 311 mit kleinem Durchmesser hat. Der Stützabschnitt 312 mit großem Durchmesser ist in einer Bodenfläche an der entgegengesetzten Seite der Vorderplatte 15 ausgebildet, die die Aussparungsabschnitte 151, 152 hat.
Der Stützabschnitt 312 mit großem Durchmesser hat ein Ende an der Seite der Vorderplatte 15 und das Ende steht regulär mit dem Verriegelungskanal 200 in Verbin dung, der sich durch den Flügelrotor 14 erstreckt, um dadurch die Verriegelungskammer 31 auszubilden. Die Verriegelungskammer 31 ist in der Lage, mit einem Arbeitsfluid versorgt zu werden, und ist in der Lage, ein Arbeitsfluid auszugeben. Die Verriegelungskammer 31 ist ein ringförmiger Raum, der zwischen einer Endfläche 311a des Stützabschnitts 311 mit kleinem Durchmesser an der entgegengesetzten Seite der Vorderplatte 15 und einer Außenfläche des ersten Unterregulierelements 34 an der Seite der Vorderplatte 15 ausgebildet ist. Ein Voreilverbindungskanal 201 und ein Verzögerungsverbindungskanal 202 sind im Stützabschnitt 312 mit großem Durchmesser an der entgegengesetzten Seite der Vorderplatte 15 ausgebildet. Der Voreilverbindungskanal 201 und der Verzögerungsverbindungskanal 202 erstrecken sich durch den Flügelrotor 14. Der Voreilverbindungskanal 201 ist mit der Voreilkammer 22 verbunden. Der Verzögerungsverbindungskanal 202 ist mit der Verzögerungskammer 26 verbunden.
Ein Ende des Stützabschnitts 312 mit großem Durchmesser an der entgegengesetzten Seite von der Vorderplatte 15 und eine Innenfläche des ersten Unterregulierelements 34, das in den Stützabschnitt 312 mit großem Durchmesser gleitfähig eingepasst ist, bilden eine Verbindungskammer 313. Die Verbindungskammer 313 ist mit dem Voreilverbindungskanal 201 und dem Verzögerungsverbindungskanal 202 verbindbar, wenn das erste Unterregulierelement 34, das im Stützabschnitt 312 mit großem Durchmesser gleitfähig ist, in einem vorgeschriebenen Gleitpositionsbereich ist. Der Flügel 141 hat ein Luftloch 203, das in der Innenfläche des Stützabschnitts 312 mit großem Durchmesser geöffnet ist, um mit der Außenseite des Stützabschnitts 312 mit großem Durchmesser in Verbindung zu stehen, und ist konfiguriert, Außenluft aufzunehmen und abzugeben. Das Luftloch 203 kann einen Kanalquerschnittsbereich haben, der größer als die Kanalquerschnittsbereiche des Voreilverbindungskanals 201 und des Verzögerungsverbindungskanals 202 sind.
Das erste Aufnahmeloch 310 nimmt koaxial die metallischen rohrförmigen Regulierelemente 32 und 34 auf. Das erste Hauptregulierelement 32 ist durch den Stützabschnitt 311 mit kleinem Durchmesser an dem Außenumfang gestützt, wodurch eine Beweglichkeit in Axialrichtung gegeben ist. Ein im Wesentlichen mittlerer Abschnitt des ersten Hauptregulierelementes 32 in Axialrichtung hat einen ringförmigen Vorsprung (eingebrachten Abschnitt) 320, der radial nach außen vorsteht. Das erste Hauptregu lierelement 32 hat eine Innenumfangsperipherie, die ein Durchgangsloch 321 definiert, das die Seite der Vorderplatte 15 mit der entgegengesetzten Seite zur Vorderplatte 15 regulär in Verbindung bringt.
Wie es in 7B gezeigt ist, bewegt sich das erste Hauptregulierelement 32 in einer Schubrichtung X, wenn dieses in einem Bereich der Regulierphase einschließlich der Verriegelungsphase ist, wodurch ein Schieben in den ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 des Gehäuses 11 erfolgt. Auf diese Weise wird, wie es in 7B gezeigt ist, das erste Hauptregulierelement 32, das in den ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 geschoben wird, durch die Regulierstoppeinrichtung 151a zurückgehalten, die durch das Ende des ersten Regulieraussparungsabschnitts 151 an der Verzögerungsseite definiert ist. Dadurch wird die Änderung bei der Rotationsphase zur Verzögerungsseite auf eine erste Regulierphase reguliert, die eine Grenze eines Regulierphasenbereiches an der Verzögerungsseite ist. Andererseits wird das erste Hauptregulierelement 32, das in den ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 geschoben wird, durch die Regulierstoppeinrichtung 151b zurückgehalten, die durch ein Ende des ersten Regulieraussparungsabschnitts 151 an der Voreilseite definiert ist. Dadurch wird eine Änderung in der Rotationsphase an der Voreilseite in eine Verriegelungsphase reguliert.
Wie es in 7C gezeigt ist, bewegt sich das erste Hauptregulierelement 32 in die Schubrichtung X, wenn dieses in der Verriegelungsphase ist, wodurch ein Schieben in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 des Gehäuses 11 erfolgt. Das erste Hauptregulierelement 32, das in den ersten Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 auf diese Weise geschoben wird, ist mit dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 versehen. Dadurch reguliert das erste Hauptregulierelement 32 die Änderung bei der Rotationsphase sowohl an der Voreilseite als auch an der Verzögerungsseite, um die Rotationsphase in der Verriegelungsphase zu verriegeln.
Ferner bewegt sich, wie es in den 9 bis 11 gezeigt ist, das erste Hauptregulierelement 32 in einer Zurückziehrichtung Y, wenn dieses in dem Regulierphasenbereich einschließlich der Verriegelungsphase ist. Dadurch wird das erste Hauptregulierelement 32 sowohl aus dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 als auch dem ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 des Gehäuses 11 zurückgezogen. Auf diese Weise wird das erste Hauptregulierelement 32 aus den Aussparungsabschnitten 152, 151 zurückgezogen, wodurch das Regulieren der Rotationsphase ausgelöscht wird, damit eine beliebige Änderung bei der Rotationsphase gestattet wird.
Im Gegensatz zum ersten Hauptregulierelement 32 ist das erste Unterregulierelement 34 nicht an dem Stützabschnitt 311 mit kleinem Durchmesser des ersten Aufnahmelochs 310 sondern an dem Außenumfang des ersten Hauptregulierelementes 32 an der Seite des Stützabschnitts 312 mit großem Durchmesser angebracht. Ferner ist das erste Unterregulierelement 34 durch den Stützabschnitt 312 mit großem Durchmesser am Außenumfang gestützt. Bei einer solchen Anbring- und Stützstruktur ist das erste Unterregulierelement 34 in Axialrichtung beweglich, die die gleiche wie die beweglichen Richtung im Falle des ersten Hauptregulierelementes 32 ist. Ferner ist das erste Unterregulierelement 34 in Bezug auf das erste Hauptregulierelement 32 beweglich.
Das erste Unterregulierelement 34 ist der Verriegelungskammer 31 ausgesetzt. Das erste Unterregulierelement 34 hat eine ringförmige End- bzw. Stirnfläche an der Seite der Vorderplatte 15 und die ringförmige Stirnfläche hat die Funktion eines Druckaufnahmeabschnitts 340 (7A bis 7C), der zur Stirnfläche 311a des Stützabschnitts 311 mit kleinem Durchmesser entgegengesetzt ist. Die Stirnfläche 311a ist an der entgegengesetzten Seite zur Vorderplatte 15 angeordnet. Der Druckaufnahmeabschnitt 340 nimmt den Druck eines Arbeitsfluids in der Verriegelungskammer 31 in der Zurückziehrichtung Y auf, wodurch die Antriebskraft erzeugt wird, um das erste Unterregulierelement 34 in Zurückziehrichtung Y anzutreiben.
Das erste Unterregulierelement 34 hat eine Ringfläche an der entgegengesetzten Seite zur Vorderplatte 15. Die Ringfläche des ersten Unterregulierelements 34 ist dem Verbindungskanal 313 ausgesetzt, um als ein angebrachter Abschnitt 341 zu funktionieren, der zu einer Bodenfläche des Stützabschnitts 312 mit großem Durchmesser entgegengesetzt ist. Wie es in 9 bis 11 gezeigt ist, überträgt in einem Zustand, in dem der angebrachte Abschnitt 341 an dem Vorsprung 320 in Zurückziehrichtung Y angebracht (in Berührung mit diesem) ist, der angebrachte Abschnitt 341 die Antriebskraft, die durch das erste Unterregulierelement 34 bewirkt wird, zum ersten Hauptregulier element 32. Dadurch ist der angebrachte Abschnitt 341 in der Lage, die Regulierelemente 32 und 34 einstückig in Zurückziehrichtung Y anzutreiben.
Ferner bewegt sich das Ende des ersten Unterregulierelements 34 in der Zurückziehrichtung Y in der Schubrichtung X über eine Blockadeposition hinaus, in der der Voreilverbindungskanal 201, der Verzögerungsverbindungskanal 202 und die Verbindungskammer 313 voneinander blockiert sind. In diesem Fall stehen, wie es in den 6 bis 8 gezeigt ist, der Voreilverbindungskanal 201, der Verzögerungsverbindungskanal 202 und die Verbindung der Verbindungskammer 313 miteinander in Verbindung. Außerdem stehen der Voreilverbindungskanal 201 und der Verzögerungsverbindungskanal 202 mit dem Luftloch 203 über die Verbindungskammer 313 in Verbindung.
Die Federelemente 33 und 35 sind in einem Abschnitt des ersten Aufnahmelochs 310 koaxial aufgenommen, der zumindest die Verbindungskammer 313 aufweist. Das erste Hauptfederelement 33 ist zwischen die Bodenfläche, die das erste Aufnahmeloch 310 definiert und die sich an der entgegengesetzten Seite zur Vorderplatte 15 befindet, und das erste Hauptregulierelement 32 zwischengefügt. Das erste Hauptfederelement 33 bewirkt die erste Hauptfederwirkung, wenn eine Kompression zwischen der Fläche des ersten Aufnahmeloches 310 und dem ersten Hauptregulierelement 32 vorliegt, wodurch das erste Hauptregulierelement 32 in Schubrichtung X vorgespannt wird. In der vorliegenden Struktur wird die erste Hauptfederwirkung des ersten Hauptfederelementes 33 aufgebracht, um das erste Hauptregulierelement 32 in Schubrichtung X zu schieben, wenn dieses außerhalb des Regulierphasenbereiches einschließlich der am stärksten verzögerten Phase ist. Dadurch kann, wie es in 7A gezeigt ist, das erste Hauptregulierelement 32 mit der Innenfläche der Vorderplatte 15 in Berührung sein. Ferner können, wie es in den 9 bis 11 gezeigt ist, in einem Zustand, in dem der angebrachte Abschnitt 341 an den Vorsprung 320 angebracht ist, das erste Hauptregulierelement 32 und das erste Unterregulierelement 34 einstückig angetrieben werden, um in die Schubrichtung X verschoben zu werden, wenn die erste Hauptfederwirkung des ersten Federelementes 33 aufgebracht wird.
Im Gegensatz zum ersten Hauptfederelement 33 ist das erste Unterfederelement 35 zwischen die Bodenfläche, die das erste Aufnahmeloch 310 definiert und die sich an der entgegengesetzten Seite zur Vorderplatte 15 befindet, und das erste Unterregulierelement 34 zwischengefügt. Das erste Unterfederelement 35 bewirkt die ersten Unterfederwirkung, wenn eine Kompression zwischen der Fläche des ersten Aufnahmeloches 313 und dem ersten Unterregulierelement 34 erfolgt, wodurch das erste Unterregulierelement 34 in die Schubrichtung X vorgespannt wird. In der vorliegenden Struktur kann, wie es in 7A gezeigt ist, in einem Zustand, in dem das erste Hauptregulierelement 32 mit der Innenfläche der Vorderplatte 15 in Berührung ist, wenn dieses außerhalb des Regulierphasenbereiches ist, der angebrachte Abschnitt 341 von dem Vorsprung 320 in Schubrichtung X beabstandet werden, indem die erste Unterfederwirkung des ersten Unterfederelementes 35 nur auf das erste Unterregulierelement 34 aufgebracht wird. Wie es in 7A gezeigt ist, ist der erste angebrachte Abschnitt 341 von dem Vorsprung 320 beabstandet, indem die erste Unterfederwirkung von dem ersten Unterfederelement 35 aufgebracht wird. Im vorliegenden Zustand kann das Ende des ersten Unterregulierelements 34 an der Seite der Vorderplatte 15 mit der Stirnfläche 311a des Stützabschnitts 311 mit kleinem Durchmesser in Berührung gebracht werden.
In der vorliegenden Struktur wird, wie es in 7C gezeigt ist, die Rotationsphase des Flügelrotors 14 in Bezug auf das Gehäuse 11 im Betätigungsabschnitt 10 aufrechterhalten, wenn das erste Hauptregulierelement 32 verriegelt ist, indem es in dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 eingepasst wird. Im Gegensatz dazu wird, wie es in den 9 bis 11 gezeigt ist, wenn das erste Hauptregulierelement 32 von dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 und dem ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 zurückgezogen wird, um die Verriegelung freizugeben, ein Arbeitsfluid in die Voreilkammern 22, 23, 24 geführt und wird ein Arbeitsfluid aus den Verzögerungskammern 26, 27, 28 abgegeben. Dadurch ändert sich die Rotationsphase zur Voreilseite und eilt das Ventilzeitverhalten vor. Wenn die Verriegelung freigegeben wird, wird ein Arbeitsfluid in die Verzögerungskammern 26, 27, 28 eingegeben und wird Arbeitsfluid aus den Voreilkammern 22, 23, 24 ausgegeben. Dadurch ändert sich die Rotationsphase zur Verzögerungsseite und wird das Ventilzeitverhalten verzögert.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel arbeiten die Elemente 30, 31, 32, 33, 151, 152 als eine Verriegelungseinheit.
(Zweite Regulierstruktur)
Der Flügel 142 des Flügelrotors 14 und die Vorderplatte 15, die sich an der entsprechenden Position befindet, sind mit einer zweiten Regulierstruktur 110 versehen, die ähnlich der vorstehend beschriebenen ersten Regulierstruktur ist. In dem Regulierphasenbereich reguliert die zweite Regulierstruktur 110 die Regulierphase von der Änderung zur Verzögerungsseite, wenn diese in der Rotationsphase (zweite Regulierphase, dritte Regulierphase) an der Voreilseite über die erste Regulierphase hinaus ist. Anschließend wird ein Unterschied der zweiten Regulierstruktur in Bezug auf die erste Regulierstruktur beschrieben.
Der Flügel 142 hat ein erstes Aufnahmeloch, in dem ein zweites Hauptregulierelement, ein zweites Hauptfederelement, ein zweites Unterregulierelement und ein zweites Unterfederelement vorgesehen sind. Das zweite Hauptregulierelement, das zweite Unterfederelement, das zweite Unterregulierelement und das zweite Unterfederelement sind ähnlich den entsprechenden Elementen in der ersten Regulierstruktur. Ein zweiter Regulieraussparungsabschnitt ist in der Vorderplatte 15 ausgebildet. Der zweite Regulieraussparungsabschnitt öffnet sich in der Innenfläche der Vorderplatte 15 und erstreckt sich in Rotationsrichtung des Gehäuses 11. Der zweite Regulieraussparungsabschnitt ist ferner um eine Stufe zur Voreilseite von der Verzögerungsseite ausgespart, um einen schmalen Bodenabschnitt und einen tiefen Bodenabschnitt zu haben. Regulierstoppeinrichtungen sind jeweils an geschlossenen Enden des schmalen Bodenabschnitts und des tiefen Bodenabschnitts des zweiten Regulieraussparungsabschnitts an der Verzögerungsseite vorgesehen.
Das zweite Hauptregulierelement bewegt sich zur Schubrichtung X, wenn es in dem Regulierphasenbereich einschließlich der Verriegelungsphase ist, wodurch ein Schieben in den schmalen Bodenabschnitt an der Verzögerungsseite oder in den tiefen Bodenabschnitt an der Voreilseite des zweiten Regulieraussparungsabschnitts auftritt. In der vorliegenden Struktur schiebt sich das zweite Hauptregulierelement in den schmalen Bodenbereich, um durch die Regulierstoppeinrichtung an dem Ende der Verzögerungsseite des schmalen Bodenabschnitts zurückgehalten zu werden. Dadurch reguliert das zweite Hauptregulierelement die Rotationsphase von der Änderung zur Verzögerungsseite, wenn diese in der zweiten Regulierphase an der Voreilseite ist, in Bezug auf die erste Regulierphase in dem Regulierphasenbereich. Alternativ dazu schiebt sich das zweite Hauptregulierelement in den tiefen Bodenabschnitt, um durch die Regulierstoppeinrichtung an dem Ende der Verzögerungsseite des tiefen Bodenabschnitts zurückgehalten zu werden. Dadurch reguliert das zweite Hauptregulierelement die Rotationsphase von der Änderung zur Verzögerungsseite, wenn diese in der dritten Regulierphase an der Voreilseite in Bezug auf die zweite Regulierphase, und an der Verzögerungsseite in Bezug auf die Verriegelungsregulierphase in dem Regulierphasenbereich ist. Ferner bewegt sich das zweite Hauptregulierelement in die Zurückziehrichtung Y, wenn sich diese in dem Regulierphasenbereich einschließlich der Verriegelungsphase befindet, und dadurch wird das zweite Hauptregulierelement aus dem zweiten Regulieraussparungsabschnitt zurückgezogen. In dieser Weise wird das zweite Hauptregulierelement aus dem zweiten Aussparungsabschnitt zurückgezogen, wodurch das Regulieren der Rotationsphase ausgelöscht wird, damit eine beliebige Änderung bei der Rotationsphase gestattet wird.
Nachfolgend wird eine Struktur des Steuerkolbens 70 detailliert beschrieben. Der Steuerkolben 70 hat eine Vielzahl an ringförmigen Stegen 700, 701, 702, 703, die ausgebildet sind, um in Bezug auf die Innenumfangsperipherie des Hülsenabschnitts 66 gleitfähig zu sein. Die Stege 700, 701, 702, 703 sind in Axialrichtung angeordnet und durch vorgeschriebene Abstände beabstandet. Der Voreilsteg 700 ist von dem stationären Abschnitt 62 am stärksten beabstandet. Der Voreilsteg 700 wird durch den Hülsenabschnitt 66 gestützt. Der Voreilsteg 700 befindet sich in zumindest einem Raum zwischen dem Voreilanschluss 661 und der Auslassöffnung 666 und einem Raum zwischen dem Voreilanschluss 661 und dem Hauptzuführanschluss 664 entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70. Der Verzögerungssteg 701 befindet sich an der Seite des stationären Abschnitts 62 von dem Voreilsteg 700. Der Verzögerungssteg 701 ist ebenfalls durch den Hülsenabschnitt 66 gestützt. Der Verzögerungssteg 701 befindet sich in zumindest einem Raum zwischen dem Verzögerungsanschluss 662 und dem Hauptzuführanschluss 664 und einem Raum zwischen dem Verzögerungsan schluss 662 und dem Verriegelungsanschluss 663 entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70.
Der erste Verriegelungssteg 702 befindet sich an der Seite des stationären Abschnitts 62 von dem Verzögerungssteg 701. Der erste Verriegelungssteg 702 wird durch den Hülsenabschnitt 66 gestützt. Der erste Verriegelungssteg 702 ist in einem Raum zwischen dem Verriegelungsanschluss 663 und dem Verzögerungsanschluss 662 entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70 beweglich. Der erste Verriegelungssteg 702 kann in einem Zustand sein, in dem der erste Verriegelungssteg 702 durch den Hülsenabschnitt 66 nicht gestützt wird, entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens, aufgrund des Vorhandenseins einer ringförmigen Nut 668, die sich von der Innenumfangsperipherie des Hülsenabschnitts 66 öffnet. Der zweite Verriegelungssteg 703 befindet sich an der Seite des stationären Abschnitts 62 von dem ersten Verriegelungssteg 702. Der zweite Verriegelungssteg 703 wird durch den Hülsenabschnitt 66 gestützt. Der zweite Verriegelungssteg 703 ist zwischen dem Unterzuführanschluss 665 und dem Verriegelungsanschluss 663 entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70 beweglich. Der zweite Verriegelungssteg 703 wird durch den Hülsenabschnitt 66 gestützt. Der zweite Verriegelungssteg 703 befindet sich zwischen dem Unterzuführanschluss 665 und dem stationären Anschluss 62 unabhängig von der beweglichen Position des Steuerkolbens 70.
Im Steuerkolben 70 ist ein Verbindungskanal 704 vorgesehen. Der Verbindungskanal 704 hat den ersten Ablaufanschluss 704a, der sich in dem Voreilsteg 700 befindet. Der erste Ablaufanschluss 704a öffnet sich im Außenumfang des Steuerkolbens 70. Der Auslasskanal 53 steht mit dem ersten Auslassanschluss 704a unabhängig von der beweglichen Position des Steuerkolbens 70 in Verbindung. Der Verbindungskanal 704 ist mit dem Voreilanschluss 661 über dem ersten Ablaufanschluss 704a entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70 verbindbar. Der erste Ablaufanschluss 704a funktioniert als ein Voreilablaufanschluss, um ein Arbeitsfluid von den Voreilkammern 22, 23, 24 zum Kanal 53 entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70 auszugeben.
Der Verbindungskanal 704 hat ferner den zweiten Ablaufanschluss 704b, der sich im ersten Verriegelungssteg 702 befindet. Der zweite Ablaufanschluss 704b öffnet sich im Außenumfang des Steuerkolbens 70. Der Verbindungskanal 704 ist mit einem der Anschlüsse Verzögerungsanschluss 662 und Verriegelungsanschluss 663 über den zweiten Ablaufanschluss 704b entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 20 verbindbar. Der zweite Ablaufanschluss 704b funktioniert als ein Auslassverzögerungsablaufanschluss, um ein Arbeitsfluid von den Verzögerungskammern 26, 27, 28 zum Kanal 53 entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70 auszugeben. Der zweite Ablaufanschluss 704b funktioniert ferner als ein Auslassstiftablaufanschluss zum Auslassen eines Arbeitsfluids aus der Verriegelungskammer 31 zum Auslasskanal 53 über den Verriegelungskanal 200 und den Verriegelungsanschluss 663.
Ein ringförmiger erster Drosselabschnitt 710 ist zwischen dem Voreilsteg 700 und dem Verzögerungssteg 701 vorgesehen. Der erste Drosselabschnitt 710 steht in der Radialrichtung von dem Außenumfang des Steuerkolbens 70 vor. Der erste Drosselabschnitt 710 bildet einen Drosselkanal mit einem entsprechenden Innenumfang des Hülsenabschnitts 66. Der erste Drosselabschnitt 710 hat eine Funktion, um eine Strömung eines zirkulierenden Arbeitsfluids zu steuern, indem ein Strömungswiderstand aufgebracht wird, wenn das Arbeitsfluid durch den Drosselkanal in der Axialrichtung des Steuerkolbens 70 zirkuliert. Der erste Drosselabschnitt 710 ist konfiguriert, um einen Voreilzuführdrosselkanal auszubilden, durch den ein Arbeitsfluid von dem Hauptzuführanschluss 664 zum Voreilanschluss 661 zirkuliert. Der erste Drosselabschnitt 710 funktioniert als ein Voreilzuführdrosselabschnitt, der konfiguriert ist, eine Strömung eines Arbeitsfluids zu steuern, das durch den Voreilzuführdrosselkanal zirkuliert, und eine Strömung eines Arbeitsfluids zu steuern, das den Voreilkammern 22, 23, 24 zugeführt wird, entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70.
Ein ringförmiger zweiter Drosselabschnitt 711 ist zwischen dem Verzögerungssteg 701 und dem ersten Verriegelungssteg 702 vorgesehen. Der zweite Drosselabschnitt 711 steht in Radialrichtung vom Außenumfang des Steuerkolbens 70 vor. Der zweite Drosselabschnitt 711 bildet einen Drosselkanal mit einer entsprechenden Innenperipherie des Hülsenabschnitts 66. Der zweite Drosselabschnitt 711 hat eine Funktion, eine Strömung eines zirkulierenden Arbeitsfluids zu steuern, indem ein Strömungswiderstand aufgebracht wird, wenn das Arbeitsfluid durch den Drosselkanal in Axialrichtung des Steuerkolbens 70 zirkuliert. Der zweite Drosselabschnitt 711 ist konfiguriert, einen Verzögerungsablaufdrosselkanal zu bilden, durch den ein Arbeitsfluid vom Verzögerungsanschluss 662 zum zweiten Ablaufanschluss 704b zirkuliert. Der zweite Drosselabschnitt 711 funktioniert als ein Verzögerungsablaufdrosselabschnitt, der konfiguriert ist, eine Strömung eines Arbeitsfluids zu steuern, das durch den Verzögerungsablaufdrosselkanal strömt, und eine Strömung eines Arbeitsfluids, das von den Verzögerungskammern 26, 27, 28 zu dem Ablaufkanal 53 abgelassen wird, entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70 zu steuern.
Der erste Drosselabschnitt 710 und der zweite Drosselabschnitt 711 bilden den Drosselkanal. Ein erster Hülsenseitenvorsprung 669 und ein zweiter Hülsenseitenvorsprung 670 sind jeweils an Abschnitten des Hülsenabschnitts 66 vorgesehen sind, die zum ersten Drosselabschnitt 710 und dem zweiten Drosselabschnitt 711 in Radialrichtung entgegengesetzt liegen. Die Hülsenseitenvorsprünge 669, 670 sind ringförmige Vorsprünge, die von dem Innenumfang des Hülsenabschnitts 66 über den Innenumfang des Hülsenabschnitts 66 hinaus radial nach innen vorstehen. Der erste Drosselabschnitt 710 und der zweite Drosselabschnitt 711 bilden jeweils den Kanal mit den Hülsenseitenvorsprüngen 669, 670. Wenn der erste Drosselabschnitt 710 und der zweite Drosselabschnitt 711 jeweils von den Hülsenseitenvorsprüngen 669, 670 in Axialrichtung entfernt angeordnet sind, ist der Strömungswiderstand in dem Kanal gering. Wenn der erste Drosselabschnitt 710 und der zweite Drosselabschnitt 711 jeweils die Hülsenseitenvorsprünge 669, 670 in Axialrichtung überdecken, um einen Flächenbereich entgegengesetzt zu den Hülsenseitenvorsprüngen 669, 670 zu erhöhen, wird der Strömungswiderstand im Kanal groß.
Ein ringförmiger Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 ist zwischen dem ersten Verriegelungssteg 702 und dem zweiten Verriegelungssteg 703 vorgesehen. Der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 steht in Radialrichtung von dem äußersten Umfang des Steuerkolbens 70 vor. Der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 ist im Steuerkolben 70 vorgesehen und befindet sich in einer vorgeschriebenen Position in Bezug auf den Innenumfang des Hülsenabschnitts 66. Entsprechend dem beweglichen Abschnitt des Steuerkolbens 70 ist der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 in einem Gleitbereich angeordnet, in dem der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 in Bezug auf den Innenumfang des Hülsenabschnitts 66 gleitet, oder ist dieser in einem Kanalausbildungsabschnitt angeordnet, in dem der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 einen Kanal mit dem Innenumfang des Hülsenabschnitts 66 bildet. Wie es in den 9 bis 11 gezeigt ist, blockiert der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 den Verriegelungsanschluss 663 von dem zweiten Ablaufanschluss 704b, wenn dieser im Gleitbereich ist. Alternativ dazu gestattet, wie es in den 6, 8 gezeigt ist, der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 die Verbindung zwischen dem Verriegelungsanschluss 663 und dem zweiten Ablaufanschluss 704b, wenn ein Verweilen im Kanalausbildungsbereich vorliegt.
Bei der vorliegenden Struktur ist, wie es in 5 gezeigt ist, ein erster Bereich RI (Verriegelungsbereich RI) ein Hubbereich einschließlich einer Steuerkolbenbasisposition und einem Drosselbereich. Die Steuerkolbenbasisposition ist ein Ende eines beweglichen Bereiches des Steuerkolbens 70 in die erste Richtung X. Im Drosselbereich sind eine Voreilzuführströmung und eine Verzögerungsablaufströmung gedrosselt. Die Voreilzuführströmung ist eine Strömung eines Arbeitsfluids, das den Voreilkammern 22, 23, 24 zugeführt wird. Die Verzögerungsablaufströmung ist eine Strömung eines Arbeitsfluids, das von den Verzögerungskammern 26, 27, 28 ausgelassen wird.
Wie es in 7C gezeigt ist, ist das erste Hauptregulierelement 32 des Phasenverriegelungsabschnitts 30 an dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 im Verriegelungsbereich RI angebracht, wodurch die Rotationsphase des Flügelrotors in Bezug auf das Gehäuse 11 aufrechterhalten wird. Wie es in den 6 und 8 gezeigt ist, ist der Steuerkolben 70 in dem Verriegelungsbereich RI, um den Voreilanschluss 661 mit dem Hauptzuführanschluss 664 über den Voreilsteg 700 und dem Verzögerungssteg 701 zu verbinden. Der Steuerkolben 70 im Verriegelungsbereich RI stellt ferner die Verbindung zwischen dem Verzögerungsanschluss 662, der mit dem Verzögerungsanschluss 663 über die ringförmige Nut 668 verbunden ist, und der Auslassöffnung 666, 667 über den Verbindungskanal 704 über den Verzögerungssteg 701 und den zweiten Verriegelungssteg 703 her. Der Steuerkolben 70 im Verriegelungsbereich RI blockiert den Unterzuführanschluss 665 von anderen Anschlüssen.
Ferner wird, wie es in 6 gezeigt ist, wenn der Steuerkolben 70 in dem Drosselbereich ist, ein Kanalbereich, der ein dominierender Faktor einer Zirkulationsströmung eines Arbeitsfluids zwischen den Anschlüssen 661, 664 ist, gesteuert, um kleiner als der Kanalbereich des entsprechenden Kanals zu sein, wenn der Steuerkolben 70 in der Steuerkolbenbasisposition, wie es in 8 gezeigt ist, ist. Das heißt, dass der Öffnungsbereich des Drosselkanales, der durch den ersten Drosselabschnitt 710 in 6 definiert ist, wenn der Steuerkolben 70 in dem Drosselbereich ist, gesteuert wird, um kleiner als der Öffnungsbereich des Drosselkanales zu sein, der durch den ersten Drosselabschnitt 710 in 8 definiert ist, wenn der Steuerkolben 70 in der Steuerkolbenbasisposition ist. Daher sind die Voreilzuführströmung und die Verzögerungsablaufströmung im Drosselbereich kleiner als die in der Steuerkolbenbasisposition, um ein Phasenvoreilen bei einer niedrigen Rotationsgeschwindigkeit zu ermöglichen. Somit kann sich die Rotationsphase allmählich ändern.
Wenn sich die Steuerkolbenposition von der Steuerkolbenbasisposition im ersten Bereich RI zum Drosselbereich in die zweite Richtung Y bewegt, wird der Abstand zwischen dem ersten Drosselabschnitt 710 und der Innenumfangsperipherie (erster Hülsenseitenvorsprung 669) des Hülsenabschnitts 66 klein. Somit verringert sich der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen und verringert sich die Voreilzuführströmung. Außerdem wird der Abstand zwischen dem zweiten Drosselabschnitt 711 und der Innenumfangsperipherie des Hülsenabschnitts 66 (zweiter Hülsenseitenvorsprung 670) klein. Somit verringert sich der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen und verringert sich der Verzögerungsablaufstrom. Ferner hält der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 den Kanalbereich zwischen dem Verriegelungsanschluss 663 und dem zweiten Ablaufanschluss 704b aufrecht, wenn sich der Steuerkolben 70 von der Steuerkolbenbasisposition zum Drosselbereich im ersten Bereich RI bewegt. Daher ist eine Stiftablaufströmung, die eine Strömung eines Arbeitsfluids ist, das von der Verriegelungskammer 31 ausgegeben wird, im Wesentlichen konstant. Ferner bewegt sich, wenn sich der Steuerkolben 70 in die zweite Richtung Y von einem Zwischenpunkt im Drosselbereich zum Ende des ersten Bereiches RI bewegt, der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712, um den Kanal zu blockieren. Daher wird der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen kontinuierlich verringert und wird auch der Stiftablauf strom kontinuierlich verringert. Schließlich blockiert der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 den Kanal, wenn dieser am Ende in zweiter Richtung Y ist, und wird der Stiftablaufstrom null.
Andererseits wird, wenn sich die Steuerkolbenposition von dem Ende des Drosselbereiches in die zweite Richtung Y zum zweiten Bereich Rf in die zweite Richtung Y bewegt, der Abstand zwischen dem ersten Drosselabschnitt 710 und der Innenumfangsperipherie (erster Hülsenseitenvorsprung 669) des Hülsenabschnitts 66 groß. Somit erhöht sich der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen und erhöht sich die Voreilzuführströmung. Außerdem wird der Abstand zwischen dem zweiten Drosselabschnitt 711 und der Innenumfangsperipherie des Hülsenabschnitts 66 (zweiter Hülsenseitenvorsprung 670) groß. Somit erhöht sich der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen und erhöht sich die Verzögerungsablaufströmung.
Wie es in 5 gezeigt ist, weist der zweite Bereich Rf, der von dem Verriegelungsbereich RI in die zweite Richtung Y verschoben ist, den Voreilbereich Ra, den Haltebereich Rh und den Verzögerungsbereich Rr auf. Wie es in den 9 bis 11 gezeigt ist, bewegt sich in dem Phasenverriegelungsabschnitt 30 das erste Hauptregulierelement 32 in dem zweiten Bereich Rf von dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 und dem ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 weg. Dadurch wird die Verriegelung der Rotationsphase des Flügelrotors 14 in Bezug auf das Gehäuse 11 freigegeben. Außerdem führt das Steuerventil 60 die Positionssteuerung des Steuerkolbens 70 aus, um die Rotationsphase zum Voreilbereich Ra, dem Haltebereich Rh oder dem Verzögerungsbereich Rr einzustellen. Im Voreilbereich Ra ändert sich die Rotationsphase zur Voreilseite. Im Haltebereich Rh wird die Rotationsphase aufrechterhalten. Im Verzögerungsbereich Rr ändert sich die Rotationsphase zur Verzögerungsseite.
Wie es in 9 gezeigt ist, bewegt sich ähnlich zum Verriegelungsbereich RI der Steuerkolben 70 zum Voreilbereich Ra, um den Voreilanschluss 661 mit dem Hauptzuführanschluss 664 über den Voreilsteg 700 und den Verzögerungssteg 701 in Verbindung zu bringen. Wie es in 9 gezeigt ist, wird ein Kanalbereich, der durch den ersten Drosselabschnitt 710 und einen dominanten Faktor einer Zirkulierströmung des Arbeitsfluids zwischen den Anschlüssen 661, 664 definiert ist, gesteuert, um größer als der Kanalbereich des entsprechenden Kanales zu sein, wenn der Steuerkolben 70 im Verriegelungsbereich RI ist, wie es in 6 gezeigt ist. Dementsprechend ist, wie es in 5 gezeigt ist, der Voreilzuführstrom im Voreilbereich Ra größer als der Voreilzuführstrom im Drosselbereich.
Wie es in 9 gezeigt ist, steht, wenn der Steuerkolben 70 im Voreilbereich Ra im Bereich zwischen dem Verzögerungssteg 701 und dem ersten Verriegelungssteg 702 ist, der Verzögerungsanschluss 662 mit dem Verbindungskanal 704 über den zweiten Ablaufanschluss 704b in Verbindung und steht der Verzögerungsanschluss 662 mit der Auslassöffnung 666, 667 über den Kanal 704 in Verbindung. Der Steuerkolben 70 im Voreilbereich Ra verbindet den Verriegelungsanschluss 663 mit dem Unterzuführanschluss 665 im Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Verriegelungssteg 702, 703. Außerdem blockiert der Steuerkolben 70 den Verriegelungsanschluss 663 von dem zweiten Ablaufanschluss 704b durch den Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712, der an der Innenperipherie des Hülsenabschnitts 66 gleitfähig ist. Daher wird der Verriegelungsanschluss 663 in die Lage versetzt, mit dem Hauptzuführanschluss 664 über den Unterzuführkanal 52 in Verbindung zu stehen, der mit dem Anschluss 665 in Verbindung steht.
Im Voreilbereich Ra wird, wenn sich die Steuerkolbenposition in die zweite Richtung Y bewegt, der Abstand zwischen dem Voreilsteg 700 und dem Innenumfang des ersten Hülsenseitenvorsprungs 669 des Hülsenabschnitts 66 klein. Daher verringert sich der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen und verringert sich die Voreilzuführströmung. Außerdem wird der Abstand zwischen dem Verzögerungssteg 701 und der Innenumfangsperipherie des zweiten Hülsenseitenvorsprungs 670 des Hülsenabschnitts 66 ebenfalls klein und verringert sich der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen. Somit verringert sich der Verzögerungsablaufstrom. Ferner erhöht sich im zweiten Bereich Rf, wenn sich die Steuerkolbenposition in die zweite Richtung Y bewegt, der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen durch die Bewegung des zweiten Verriegelungssteges 703 zu einer Zwischenposition des Voreilbereiches Ra. Anschließend wird der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen zum Ende des zweiten Bereiches Rf in die zweite Richtung Y im Wesentlichen konstant. Daher wird die Stiftzuführströmung, die eine Strömung eines Arbeitsfluids ist, das der Verriegelungskammer 31 zugeführt wird, nach der Erhöhung konstant.
Wie es in 5 gezeigt ist, bewegt sich der Steuerkolben 70 zum Haltebereich Rh, der von dem Voreilbereich Ra in die zweite Richtung Y verschoben ist. Im vorliegenden Zustand blockiert, wie es in 10 gezeigt ist, der Steuerkolben 70 den Voreilanschluss 661 von anderen Anschlüssen. Der Steuerkolben 70 im Haltebereich Rh blockiert den Verzögerungsanschluss 662 von anderen Anschlüssen.
Ferner steht, wie es in 11 gezeigt ist, wenn sich der Steuerkolben 70 zum Verzögerungsbereich Rr bewegt, der Voreilanschluss 661 mit dem Auslasskanal 53 über den ersten Ablaufanschluss 704a an der entgegengesetzten Seite des Verzögerungssteges 701 über den Voreilsteg 700 in Verbindung. Wenn sich der Steuerkolben 70 im Verzögerungsbereich Rr befindet, steht der Verzögerungsanschluss 662 mit dem Hauptzuführanschluss 664 im Bereich zwischen dem Voreilsteg 700 und dem Verzögerungssteg 701 in Verbindung. In ähnlicher Weise wie im Fall des Voreilbereiches Ra stellt der Steuerkolben 70 im Verzögerungsbereich Rr die Verbindung zwischen dem Verriegelungsanschluss 663 und dem Unterzuführanschluss 665 in dem Bereich zwischen dem ersten und zweiten Verrieglungssteg 702, 703 her. Außerdem blockiert der Steuerkolben 70 den Verriegelungsanschluss 663 von dem zweiten Ablaufanschluss 704b durch den Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712, der an dem Innenumfang des zweiten Hülsenabschnitts 66 gleitfähig ist. Daher wird der Verriegelungsanschluss 663 in die Lage versetzt, mit dem Hauptzuführanschluss 664 über den Unterzuführkanal 52 in Verbindung zu stehen, der mit dem Anschluss 665 in Verbindung steht.
Unter Bezugnahme auf 1 ist der Steuerabschnitt 40 zum Antreiben des Steuerventils 60 mit einer Feder 80, einer Antriebsquelle 90 und einer Steuerschaltung 92 versehen. Die Feder 80 weist eine metallische Kompressionsschraubenfeder auf, die zwischen die Bodenwand des Hülsenabschnitts 66 und den zweiten Verriegelungssteg 703 des Steuerkolbens 70 koaxial zwischengefügt ist. Die Feder 80 ist eine Vorspanneinheit, die konfiguriert ist, um eine Federwirkung zu erzeugen, die von einer elastischen Kompression begleitet wird, die zwischen dem Hülsenabschnitt 66 des Steuer kolbens 70 erzeugt wird, um den Steuerkolben 70 in die erste Richtung X vorzuspannen.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist die Antriebsquelle 90 eine elektromagnetische Spule mit einer metallischen Antriebswelle 91. Beispielsweise ist die Antriebsquelle 90 an einer Kettenabdeckung montiert, die an einen Motorkopf der Brennkraftmaschine befestigt ist. Die Antriebswelle 91 ist in einer Stabform ausgebildet und an der entgegengesetzten Seite des stationären Abschnitts 62 des Steuerkolbens 70 koaxial angeordnet. Die Antriebswelle 91 ist in Axialrichtung einschließlich sowohl der ersten als auch der zweiten Richtung X, Y linear beweglich. Unabhängig von der beweglichen Position des Steuerkolbens 70 ist die Antriebswelle 91 mit dem Ende des Steuerkolbens 70 an der entgegengesetzten Seite des stationären Abschnitts 62 in Berührung, wobei ein Aufbringen der Vorspannkraft in die erste Richtung X erfolgt. Die Antriebsquelle 90 erzeugt eine Antriebskraft bei Erregung, um eine Magnetspule (nicht gezeigt) zu magnetisieren und eine Magnetkraft hervorzurufen. Die Antriebsquelle 90 bringt die Magnetkraft auf die Antriebswelle 91 auf, um den Steuerkolben 70 über die Antriebswelle 91 in die zweite Richtung Y anzutreiben. Im vorliegenden Zustand bewegt der Steuerkolben 70 sich zu einer Position, in der die Antriebskraft, die durch die Antriebsquelle 90 in die zweite Richtung Y verursacht wird, mit der Vorspannkraft in die erste Richtung X ausgeglichen ist. In der vorliegenden Struktur kann der Steuerkolben 70 beliebig durch das Steuern der Antriebskraft, die durch die Antriebsquelle 90 erzeugt wird und auf den Steuerkolben 70 in die zweite Richtung Y über die Antriebswelle 91 aufgebracht wird, bewegt werden. Somit kann der Steuerkolben 70 an einer Position im ersten Bereich RI oder dem zweiten Bereich Rf in dem Zustand, in dem die Antriebskraft mit der Vorspannkraft, die durch die Feder 80 in die erste Richtung X erzeugt wird, ausgeglichen ist, beliebig gesteuert werden.
Die Steuerschaltung 92 ist eine elektrische Steuervorrichtung mit beispielsweise Mikrocomputern und Ähnlichem. Die Steuerschaltung 92 ist mit der Magnetspule der Antriebsquelle 90 elektrisch verbunden. Die Steuerschaltung 92 steuert die Erregung der Spule der Antriebsquelle 90, um eine Antriebskraft des Steuerventils 60 zu steuern. Außerdem steuert die Steuerschaltung 92 einen Antriebsbetrieb der Brennkraftmaschine.
(Betrieb der Vorrichtung)
Nachfolgend wird ein Betrieb der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 detailliert beschrieben.
(I-1) Verriegelungsbetrieb, Drosselbereichsbetrieb (Erster Bereich RI)
Wenn eine Brennkraftmaschine in einem Startbetrieb oder einem Leerlaufbetrieb ist, oder wenn eine Brennkraftmaschine gestoppt ist, ist der Druck eines Arbeitsfluids gering. In einem solchen Zustand erregt die Steuerschaltung 92 die Antriebsquelle 90, um das Steuerventil 60 zu steuern, um dadurch den Steuerkolben 70 zum Verriegelungsbereich RI (erster Bereich RI) zu bewegen. Im vorliegenden Zustand treibt, wenn der Betriebszustand von einem normalen Betriebszustand, in dem die Verriegelung des ersten Hauptregulierelementes 32 des Phasenverriegelungsabschnitts 30 freigegeben ist, zu einem Verriegelungszustand geändert wird, die Steuerschaltung 92 den Durchgangs-Steuerkolben 70 über die Antriebswelle 91, damit einmal die Rotationsphase von der Verriegelungsphase zur Verzögerungsseite geändert wird. Die Steuerschaltung 92 sieht ferner einen Befehl entsprechend dem Drosselbereich (6) im ersten Bereich RI vor.
Folglich stehen der Voreilanschluss 661, der mit jedem der Voreilkammern 22, 23, 24 über die Kanäle 41, 42, 43, 44 in Verbindung steht, und der Hauptzuführanschluss 664, der mit der Pumpe über die Kanäle 50, 3 in Verbindung steht, miteinander in Verbindung. Somit wird ein Arbeitsfluid von der Pumpe 4 zu jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 geführt. Außerdem stehen der Verzögerungsanschluss 662, der mit jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 über die Kanäle 45, 46, 47, 48 in Verbindung steht, und die Auslassöffnungen 666, 667, die mit dem Auslasskanal 53 in Verbindung stehen, über den Verbindungskanal 704 miteinander in Verbindung. Somit wird ein Arbeitsfluid von jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 ausgegeben. Die Voreilzuführströmung und die Verzögerungsablaufströmung im Drosselbereich werden gesteuert, um deutlich kleiner als die in anderen Bereichen des ersten Bereiches RI, der sich vom Drosselbereich unterscheidet, zu sein. Im vorliegenden Zustand ist die Rotationsgeschwindigkeit des Flügelrotors 14 zur Voreilseite begleitet von der Strömung, die gesteuert wird, um klein zu sein, deutlich graduell und langsam im Vergleich zur Rotationsgeschwindigkeit in anderen Bereichen des ersten Bereiches RI, die sich vom Drosselbereich unterscheiden.
Ferner steht der Verriegelungsanschluss 663, der mit der Verriegelungskammer 31 über den Verriegelungskanal 200 in Verbindung steht, ferner mit den Auslassöffnungen 666, 667 über den Verbindungskanal 704 in Verbindung. Somit wird ein Arbeitsfluid aus der Verriegelungskammer 31 ausgelassen. Der Flügel 141 bewegt sich allmählich in der Reihenfolge, die durch die 7A, 7B, 7C gezeigt sind, entsprechend der langsamen Rotation des Flügelrotors 14 vor. Außerdem bewegt sich das erste Hauptregulierelement 323 in Schubrichtung X begleitet von dem Ausströmen des Arbeitsfluids aus der Verriegelungskammer 31. Bei der allmählichen Voreilbewegung der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1, die durch das Steuerventil 60 verursacht wird, wenn das erste Hauptregulierelement 32 in der Rotationsphase entsprechend dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 ist, ist das erste Hauptregulierelement 32 in dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 angebracht, indem ein Aufbringen mit Federwirkung des ersten Hauptfederelementes 33 auftritt. Somit ist die Rotationsphasenverriegelung beendet.
Auf diese Weise verriegelt das erste Hauptregulierelement 32 des Phasenverriegelungsabschnitts 30 die Rotationsphase entsprechend der Position des Steuerkolbens 70 im Drosselbereich im ersten Bereich RI. Ferner wird die Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 mit einer gedrosselten Strömung versorgt. Dadurch kann der Voreilwinkelbetrieb mit einer geringen Rotationsgeschwindigkeit ausgeführt werden. Somit kann die Rotationsphase beständig verriegelt werden.
Ferner ist die Federwirkung der Schraubenfeder 100 zwischen der am stärksten verzögerten Phase und der Verriegelungsphase wirksam. Außerdem bringt die Schraubenfeder 100 ein größeres Drehmoment als ein mittleres Drehmoment der Nockenwelle 2 auf den Flügelrotor 14 auf. Daher kann der Flügelrotor 14 durch die Schraubenfeder 100 zur Verriegelungsphase vorbewegt werden. Wenn das erste Hauptregulierelement 32 zu einer Rotationsphase entsprechend dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 vorbewegt wird, wird das erste Hauptregulierelement 32 in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 eingepasst, indem ein Aufbringen der Federwirkung des ersten Hauptfederelementes 33 bewirkt wird. Somit ist die Rotationsphasenverriegelung beendet.
Ferner bewegt sich, wenn der Steuerkolben 70 im Drosselbereich ist, das erste Unterregulierelement 34 in Bezug auf den Phasenverriegelungsabschnitt 30 in einer Auslassrichtung (Schubrichtung X), indem die Federwirkung des ersten Unterfederelementes 35 ausgeübt wird, um ein Arbeitsfluid auszugeben. Dadurch verriegelt das erste Hauptregulierelement 32 die Rotationsphase, indem die Federwirkung aufgebracht wird. Außerdem steht der Voreilverbindungskanal 201 mit dem Verzögerungsverbindungskanal 202 über die Verbindungskammer 313 in Verbindung. Auf diese Weise stehen die Verbindungskanäle 22, 23, 24 mit den Verzögerungskammern 26, 27, 28 in Verbindung. Ferner stehen die Voreilkammern 22, 23, 24 und die Verzögerungskammern 26, 27, 28 mit dem Luftloch 203, das sich regulär öffnet, in Verbindung. Zurzeit ist die Druckdifferenz zwischen den Voreilkammern 22, 23, 24 und den Verzögerungskammern 26, 27, 28 durch die Verbindung beseitigt. Somit wird das Hydraulikdruck-Rotationsdrehmoment, das auf den Flügelrotor 14 aufgebracht wird, beseitigt.
Ferner hat das Verriegelungsloch, das den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 und den ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 aufweist, mehrere Schritte, die stufenweise den Vorstehbetrieb des ersten Hauptregulierventils 32 entsprechend der langsamen Rotation gestatten. Ein solcher Vorstehbetrieb beschränkt das Vorbewegen des ersten Hauptregulierelements 32 über die Anbringposition entsprechend dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 hinaus.
Unter der Annahme, dass das erste Hauptregulierelement 32 an dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 vorbei vorbewegt wird, ohne in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 eingebracht zu werden, verschwindet das hydraulische Voreildrehmoment, das durch den Flügel 141, 142 verursacht wird, und verschwindet das Voreildrehmoment, das durch die Schraubenfeder 100 verursacht wird, ebenfalls an der Voreilseite in Bezug auf die Verriegelungsphase. Im vorliegenden Zustand wird der Flügelrotor 14 verzögert, indem das mittlere Drehmoment der Nockenwelle 2, die in 4 gezeigt ist, aufgebracht wird. Außerdem wird der Flügelrotor 14 von einer Verriegelungsphase zur Voreilseite bewegt, indem eine positive Komponente der Nockendrehmomentschwankung aufgebracht wird. Daher kann im Mechanismus der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Verriegelungsvorgang der Rotationsphase automatisch erneut durch das erste Hauptregulierelement 32 ausgeführt werden. Somit kann die Rotationsphasenverriegelungssteuerung ferner beständig ausgeführt werden.
(I-2) Starten der Brennkraftmaschine (Erster Bereich RI)
Vor dem Starten der Brennkraftmaschine wurde ein Arbeitsfluid noch nicht zugeführt. In einem solchen Zustand ist Luft in einem Hauptkörper der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1, einem Zuführkanal der Pumpe 4 als eine Zuführquelle und Ähnlichem enthalten. Wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, wie es in den 5, 8 gezeigt ist, ist der Steuerkolben 70 des Steuerventils 60 in der Steuerkolbenbasisposition. Im vorliegenden Zustand steht der Voreilanschluss 661 mit dem Hauptzuführanschluss 664 in Verbindung und wird ein Arbeitsfluid von der Pumpe 4 in jede der Voreilkammern 22, 23, 24 geführt. Ferner gibt beim Phasenverriegelungsabschnitt 30 das erste Unterregulierelement 34 ein Arbeitsfluid von der Verriegelungskammer 31 aus, indem die Federwirkung des ersten Unterfederelementes 35 ausgeübt wird, und verriegelt das erste Hauptregulierelement 32 die Rotationsphase, indem die Federwirkung ausgeübt wird. Außerdem stehen der Voreilverbindungskanal 201 und der Verzögerungsverbindungskanal 202 mit der Verbindungskammer 313 in Verbindung.
Anschließend startet die Brennkraftmaschine einen Betrieb und startet die Pumpe 4 die Zuführung eines Arbeitsfluids. Im vorliegenden Zustand strömt ein Arbeitsfluid in den Hauptzuführanschluss 664 über den Hauptzuführkanal 50. Das Arbeitsfluid geht ferner um den Außenumfang des Steuerkolbens 70. Somit wird das Arbeitsfluid von dem Voreilanschluss 661 in die Voreilkammern 22, 23, 24 geführt. Das Arbeitsfluid, das der Voreilkammer 22 zugeführt wird, strömt durch den Voreilverbindungskanal 201, den Verbindungskanal 313, den Verzögerungsverbindungskanal 202, die Verzögerungskammer 26, den Verzögerungsanschluss 662, den zweiten Ablaufanschluss 704b, den Verbindungskanal 704, den Auslasskanal 53 und den Ölbehälter 6 in dieser Reihenfol ge. Auf diese Weise wird ein Arbeitsfluid, das durch die Pumpe 4 zugeführt wird, unverzüglich umgeführt. Dadurch wird Luft, die im Umführpfad enthalten ist, mit Arbeitsfluid ersetzt und ausgegeben.
Wie vorstehend beschrieben, wird beim Starten der Brennkraftmaschine ein Arbeitsfluidumführprozess ausgeführt, um ein Arbeitsfluid unverzüglich über die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 umzuführen. Dadurch kann eine Wartezeit zum Starten der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 abgekürzt werden. Außerdem kann ein Phasenbetrieb, der von der Brennkraftmaschine benötigt wird, unverzüglich ausgeführt werden. Ferner kann beim Starten der Brennkraftmaschine die Brennkraftmaschine in einem Zustand gestoppt werden, in dem das erste Hauptregulierelement 32 in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 nicht eingepasst ist. Selbst in einem solchen Zustand ist das erste Unterregulierelement 34 in einer Position zum Verbinden des Voreilverbindungskanals 201 mit dem Verzögerungsverbindungskanal 202, indem die Federwirkung des ersten Unterfederelementes 35 ausgeübt wird, unabhängig vom Zustand des ersten Hauptregulierelementes 32. Daher kann das erste Unterregulierelement 34 einen Umführpfad absichern, um ein Arbeitsfluid unverzüglich zum Umführpfad umzuführen.
Ferner steuert nach dem Starten des Zirkulationsbetriebes eines Arbeitsfluids die Steuerschaltung 92 den Steuerkolben 70 zum Bewegen zum Drosselbereich (I-1). In Begleitung von der Bewegung des Steuerkolbens 70 wird der Abstand zwischen dem ersten Drosselabschnitt 710 und dem ersten Hülsenseitenvorsprung 669 klein. Dadurch verringert sich der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen und wird die Umführströmung eines Arbeitsfluids reguliert. Auf diese Weise wird die Umführströmung eines Arbeitsfluids reguliert, um kleiner als die Umführströmung beim Beginn des Startens der Brennkraftmaschine zu sein. Dadurch kann ein Arbeitsfluidumführvorgang mit einer kleinen Menge der Umführströmung zum Absichern eines unverzüglichen Startens der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 aufrechterhalten werden. Somit kann eine Betriebslast der Pumpe 4 verringert werden.
(II) Voreilwinkelbetrieb (Voreilbereich Ra)
Beispielsweise erfordert eine Brennkraftmaschine ein relativ großes Motordrehmoment, wenn diese mit niedriger oder mittlerer Geschwindigkeit bzw. Drehzahl betrieben wird und auf diese eine hohe Last wirkt. In einem solchen Zustand erregt die Steuerschaltung 92 die Antriebsquelle 90, um eine Antriebsleistungssteuerung des Steuerventils 60 auszuführen. Dadurch steuert die Steuerschaltung 92 den Steuerkolben 70, um eine Bewegung zum Voreilbereich Ra, der in 9 gezeigt ist, auszuführen.
Folglich steht, begleitet vom Verriegelungsbetrieb (I-1), der Voreilanschluss 661 mit dem Hauptzuführanschluss 664 in Verbindung und wird ein Arbeitsfluid von der Pumpe 4 in jede der Voreilkammern 22, 23, 24 geführt. Außerdem steht der Verzögerungsanschluss 662 mit dem zweiten Ablaufanschluss 704b in Verbindung und wird Arbeitsfluid aus jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 zum Auslasskanal 53 ausgegeben. Ferner stehen der Verriegelungsanschluss 663, der mit der Verriegelungskammer 31 über den Verriegelungskanal 200 in Verbindung steht, und der Unterzuführanschluss 665, der mit der Pumpe 4 über den Unterzuführkanal 52 in Verbindung steht, miteinander in Verbindung. Somit wird ein Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 31 zugeführt.
Im Zusammenhang mit der Zuführung eines Arbeitsfluids zur Verriegelungskammer 31 wird das erste Unterregulierelement 34 in die Zurückziehrichtung Y entgegen der Federwirkung des ersten Unterfederelementes 35 bewegt. Dadurch drückt die Bodenfläche des Stützabschnitts 312 mit großem Durchmesser den angebrachten Abschnitt 341 in die Zurückziehrichtung Y. Somit wird das erste Hauptregulierelement 32 aus dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 und dem ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 zurückgezogen und wird die Verriegelung freigegeben. Auf diese Weise werden die Voreilkammern 22, 23, 24 von den Verzögerungskammern 26, 27, 28 blockiert. Ferner werden die Voreilkammern 22, 23, 24 und die Verzögerungskammern 26, 27, 28 von dem Luftloch 203, das sich regulär öffnet, blockiert.
Gemäß Vorbeschreibung wird, wenn der Steuerkolben 70 in dem Voreilbereich Ra ist, ein Arbeitsfluid jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 zugeführt und aus jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 ausgegeben, in dem Zustand, in dem die Verriegelung des ersten Hauptregulierelementes 32 freigegeben ist, indem ein Arbeitsfluid in die Verriegelungskammer 31 eingeführt wird. Beispielsweise wird der Steuerkolben 70 zu einer Randposition des Voreilbereiches Ra an der Seite des Verriegelungsbereiches RI in 5 bewegt. Dadurch wird eine Umführströmung eines Arbeitsfluids das Maximum zwischen den Anschlüssen 661, 664 über den maximalen Kanalbereich im Voreilbereich Ra. Daher kann das Ventilzeitverhalten schnell vorbewegt werden.
Wenn der Steuerkolben 70 in den zweiten Bereich Rf gesteuert wird, muss das erste Hauptregulierelement 32 im Verriegelungsfreigabezustand gehalten werden. Genauer gesagt muss im Voreilbereich Ra, in dem die Rotationsphase zur Voreilseite geändert wird, im Verzögerungsbereich Rr, in dem die Rotationsphase zur Verzögerungsseite geändert wird, oder im Haltebereich Rh, in dem die Rotationsphase zwischen dem Voreilbereich Ra und dem Verzögerungsbereich Rr aufrechterhalten wird, das erste Hauptregulierelement 32 im Verriegelungsfreigabezustand gehalten werden.
Jedoch kann beispielsweise ein Voreilwinkelbetrieb der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 im Voreilbereich Ra ausgeführt werden, wenn die Brennkraftmaschine in einem Betriebszustand ist. In einem solchen Zustand bewegt sich, wenn der Flügel 141 mit einer Drehmomentschwankungskomponente der Nockenwelle 2 zur Aufnahme eines negativen Drehmoments beaufschlagt wird, der Flügelrotor 141 in die Voreilrichtung, um das Volumen der Voreilkammer 22 zu erhöhen. Folglich verringert sich ein Druck in der Voreilkammer 22. Folglich strömt ein Arbeitsfluid von der Pumpe 2 in die Voreilkammer 22, in der der Druck verringert wird. Außerdem wird ein Arbeitsfluid dazu gebracht, von dem Unterzuführanschluss 665 durch den Unterzuführkanal 52 in den Zweigabschnitt 51 zu strömen. In Begleitung von der Bewegung eines Arbeitsfluids wird das erste Unterregulierelement 34 des Phasenverriegelungsabschnitts 30 in die Schubrichtung X bewegt. Folglich kann der Verriegelungsfreigabezustand des ersten Hauptregulierelementes 32 nicht aufrechterhalten werden. In dem vorliegenden Zustand kann, wenn sich die Rotationsphase des Flügels 141 ändert, das erste Hauptregulierelement 32 in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 oder dem ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 vorstehen. Folglich kann das erste Hauptregulierelement 32 im Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 oder dem ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 steckenbleiben, um eine gleichmäßige Änderung bei der Rotationsphase des Flügels 141 zu stören.
Beispielsweise wurde die Vorrichtung, die in dem US-Patent 2002/0139332 A1 offenbart ist, konzipiert, um ein Schiebekolbenventil für eine Phasensteuerung nahe einer Verriegelungseinheit für eine Phasenverrieglung anzuordnen. Insbesondere befindet sich, wenn das Schiebekolbenventil für eine Phasensteuerung in einem Hauptkörper untergebracht ist, wie zum Beispiel einem Flügelrotor der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1, das Schiebekolbenventil nahe der Verriegelungseinheit. Dementsprechend wird eine Pulsation bzw. ein Pulsieren eines Arbeitsfluids in einfacher Weise zur Verriegelungskammer über den Verriegelungskanal, der die Verriegelungskammer mit dem Schiebekolbenventil verbindet, übertragen. In einem solchen Fall kann eine Pulsation eines Arbeitsfluids eine negative Wirkung auf einen Betrieb der Verriegelungseinheit ausüben, um einen geeigneten Steuervorgang der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung zu stören.
Im Hinblick auf ein solches Problem ist in der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Unterrückschlagventil 520 im Unterzuführkanal 52 vorgesehen, der vom Hauptzuführkanal 50 am Zweigabschnitt 51 in der Stromabwärtsrichtung der Arbeitsfluid-Zuführquelle abzweigt. Das Unterrückschlagventil 520 weist ein Ventilelement in einer Vorlauf- bzw. Membran- bzw. Leitungsform auf. Das Unterrückschlagventil 520 begrenzt ein Arbeitsfluid darin, von dem Unterzuführanschluss 665 zum Zweigabschnitt 51 zu strömen. Dadurch kann die Rückströmungsbeschränkungsfunktion des Unterrückschlagventils 520 den Verriegelungsfreigabezustand des ersten Hauptregulierelementes 32 aufrechterhalten. Daher kann das Ventilzeitverhalten im zweiten Bereich Rf schnell gesteuert werden.
Alternativ dazu kann beispielsweise ein Voreilwinkelbetrieb der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 ausgeführt werden, wenn der Verbrennungsmotor in einem Betriebszustand ist. In einem solchen Zustand bewegt sich, wenn der Flügel 141 mit einer Drehmomentschwankungskomponente der Nockenwelle 2 beaufschlagt wird, um ein positives Drehmoment aufzunehmen, der Flügel 141 in die Verzögerungsrichtung, um das Volumen der Voreilkammer 22 zu verringern. Folglich erhöht sich ein Druck in der Voreilkammer 22. Ein Arbeitsfluid wird dazu gebracht, um von der Voreilkammer 22, deren Druck sich erhöht, zur Pumpe 4 zu strömen. Jedoch wird eine solche Strömung eines Arbeitsfluids durch das Hauptrückschlagventil 500 beschränkt, das zwischen dem Hauptzuführanschluss 664 und der Pumpe 4 im Hauptzuführkanal 50 vorgesehen ist. Ferner bewirkt der Betrieb des Hauptrückschlagventils 50 zum Begrenzen eines Arbeitsfluids in Bezug auf eine Rückströmung, dass einen Hydraulikdruck, der durch den Zweigabschnitt 51, den Unterzuführkanal 52 und den Verriegelungskanal 200 übertragen wird, das erste Unterregulierelement 34 in der Verriegelungskammer 31 in die Zurückziehrichtung Y bewegt. Jedoch arbeitet der Hydraulikdruck, der durch den Betrieb des Hauptrückschlagventils 500 verursacht wird, um den freigegebenen Zustand des ersten Hauptregulierelements 32 aufrechtzuerhalten. Dadurch übt ein solcher Betrieb des Hauptrückschlagventils 500 keine negative Wirkung auf den Betrieb der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 aus.
(III) Haltebetrieb (Haltebereich Rh)
Beispielsweise ist eine Brennkraftmaschine in einem Normalbetrieb, wenn ein Fahrpedal des Fahrzeugs in einer konstanten Position gehalten wird. In einem solchen Zustand erregt die Steuerschaltung 92 die Antriebsquelle 90, um eine Antriebsleistungssteuerung des Steuerventils 60 auszuführen. Dadurch steuert die Steuerschaltung 92 den Steuerkolben 70, um eine Bewegung zum Haltebereich Rh, der in 10 gezeigt ist, zu bewirken.
Folglich wird der Voreilanschluss 661, der mit jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 über die Kanäle 41, 42, 43, 44 in Verbindung steht, von den anderen Anschlüssen blockiert. Daher wird die Zuführung eines Arbeitsfluids in jede der Voreilkammern 22, 23, 24 gestoppt und wird ein Arbeitsfluid in jede der Voreilkammern 22, 23, 24 akkumuliert. Außerdem wird der Verzögerungsanschluss 662, der mit jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 durch die Kanäle 45, 46, 47, 48 in Verbindung steht, von anderen Anschlüssen blockiert. Dadurch wird eine Zuführung eines Arbeitsfluids in jede der Verzögerungskammern 26, 27, 28 gestoppt und wird ein Arbeitsfluid in jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 akkumuliert. Ferner stehen begleitend zum Voreilwinkelbetrieb (II) der Verriegelungsanschluss 663, der Hauptzuführanschluss 664 und der Unterzuführanschluss 665 miteinander in Verbindung. Somit wird ein Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 31 zugeführt.
Wie beschrieben, wird, wenn der Steuerkolben 70 im Haltebereich Rh ist, ein Arbeitsfluid in jede der Voreilkammern 22, 23, 24 und jede der Verzögerungskammern 26, 27, 28 in dem Zustand geführt, in dem die Verriegelung des ersten Hauptregulierelementes 32 freigegeben wird, indem ein Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 31 zugeführt wird, ähnlich dem Voreilwinkelbetrieb (II). Auf diese Weise kann das Ventilzeitverhalten aufrechterhalten werden.
(IV) Verzögerungswinkelbetrieb (Verzögerungsbereich Rr)
Beispielsweise erfordert eine Brennkraftmaschine ein relativ geringes Motordrehmoment, wenn eine geringe Last aufgebracht wird. In einem solchen Zustand erregt die Steuerschaltung 92 die Antriebsquelle 90, um eine Antriebsleistungssteuerung des Steuerventils 60 auszuführen. Dadurch steuert die Steuerschaltung 92 den Steuerkolben, um sich zum Verzögerungsbereich Rr zu bewegen, der in 11 gezeigt ist.
Folglich stehen der Voreilanschluss 661, der mit jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 über die Kanäle 41, 42, 43, 44 in Verbindung steht, und die Auslassöffnungen 666, die mit dem Auslasskanal 53 in Verbindung stehen, miteinander über den ersten Ablaufanschluss 704a und den Verbindungskanal 704 in Verbindung. Somit wird ein Arbeitsfluid von jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 ausgegeben. Außerdem stehen der Verzögerungsanschluss 662, der mit jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 über die Kanäle 45, 46, 47, 48 in Verbindung steht, und der Hauptzuführanschluss 664, der mit der Pumpe 4 in Verbindung steht, miteinander über die Kanäle 45, 46, 47, 48 in Verbindung. Somit wird ein Arbeitsfluid von der Pumpe 4 zu jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 geführt. Ferner stehen in Begleitung zum Voreilwinkelbetrieb (II) der Verriegelungsanschluss 663 und der Unterzuführanschluss 665 miteinander in Verbindung. Somit wird ein Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 31 zugeführt.
Gemäß Vorbeschreibung wird, wenn der Steuerkolben 70 im Verzögerungsbereich Rr ist, ein Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 31 zugeführt, um die Verriegelung des ersten Hauptregulierelementes 32 freizugeben. Somit wird ein Arbeitsfluid jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 zugeführt und wird ein Arbeitsfluid von jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 in dem Zustand ausgegeben, in dem die Verriegelung des ersten Hauptregulierelementes 32 ähnlich dem Voreilwinkelbetrieb (II) und dem Haltebetrieb (III) freigegeben ist. Beispielsweise wird der Steuerkolben 70 zu einer Randposition des Verzögerungsbereiches Rr bewegt, die ein Ende (bewegliches Ende) eines beweglichen Bereiches in zweiter Richtung Y in 5 ist. Dadurch wird eine Zirkulationsströmung eines Arbeitsfluids maximal zwischen den Anschlüssen 662, 664 durch den maximalen Kanalbereich im Verzögerungsbereich Rr. Daher kann das Ventilzeitverhalten schnell verzögert werden.
Wenn eine Brennkraftmaschine gestoppt wird, wird das erste Hauptregulierelement 32 normal in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 eingepasst und im Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 gehalten, um ein nächstes Starten vorzubereiten. Wenn jedoch eine Fehlfunktion auftritt, kann das erste Hauptregulierelement 32 in einem Zustand gehalten werden, in dem der Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 durch das erste Hauptregulierelement 32 nicht verriegelt ist. In einem solchen Fall wird, insbesondere wenn die Brennkraftmaschine stoppt, wenn der Flügelrotor 14 in der Maximalverzögerungsposition ist, eine Schließphase des Einlassventils verzögert und verringert sich ein Verdichtungsverhältnis. Folglich kann bei einer Temperaturverringerung eine Startleistung der Brennkraftmaschine beeinträchtigt bzw. verschlechtert werden. Dementsprechend ist es wünschenswert, die Rotationsphase zur Startphase so schnell wie möglich zurückzuführen, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird. Ein Nockendrehmoment schwankt bei einem Andreh- bzw. Anwerfbetrieb, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Rotationsphase durch sich selbst zur Startphase zurückgeführt werden, indem das negative Drehmoment beim Andrehbetrieb verwendet wird.
Genauer gesagt schwankt, wenn der Steuerkolben 70 des Steuerventils 60 in der Grundposition ist und wenn das erste Hauptregulierelement 32 nicht in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 und den ersten Verriegelungsaussparungsabschnitt 151 eingepasst ist, wie es in 7A gezeigt ist, der Flügelrotor 14 in Voreilrichtung, indem eine negative Drehmomentkomponente der Nockendrehmomentschwankung in einem Andrehvorgang aufgebracht wird, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird. Wenn eine Temperatur eines Arbeitsfluids niedrig ist, ist die Viskosität eines Arbeitsflu ids hoch. In einem solchen Zustand kann, selbst wenn der Flügelrotor 14 Voreilrichtung schwankt, um das Volumen der Voreilkammer 22 zu erhöhen, die Zuführung eines Arbeitsfluids von der Pumpe unzureichend werden. Folglich kann ein Innendruck der Voreilkammer 22 unterhalb eines Atmosphärendruckes sein. In einem solchen Fall kann eine Schwankung des Flügelrotors 14 zur Voreilseite in einer Periode, in der ein negatives Drehmoment aufgebracht wird, klein werden. Somit kann der Flügelrotor 14 zum maximalen Verzögerungswinkel in einer Periode erneut zurückgeführt werden, wenn ein positives Drehmoment in einem Nockendrehmomentschwankungszyklus aufgebracht wird.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt, selbst wenn das erste Hauptregulierelement 32 nicht angebracht ist, das erste Unterregulierelement 34 ein Arbeitsfluid aus der Verriegelungskammer 31 aus, wobei Federwirkung aufgebracht wird. Außerdem wird das erste Unterregulierelement 34 betrieben, um die Voreilkammer 22 und die Verzögerungskammer 26 mit dem Luftloch 203 zu verbinden. In diesem Fall kann, wenn der Innendruck der Voreilkammer 22 niedriger als der Atmosphärendruck aufgrund eines negativen Drehmoments beim Andrehbetrieb wird, die Atmosphäre aus dem Luftloch 203 in die Voreilkammer 22 über den Voreilverbindungskanal 201 und den Verzögerungsverbindungskanal 202 gefördert werden. Daher wird die Schwankung des Flügelrotors 14 zur Voreilseite in der Periode, in der das negative Drehmoment aufgebracht wird, groß.
Der erste Regulieraussparungsabschnitt 151 ist mit dem Phasenverriegelungsabschnitt 30 an der Seite der Vorderplatte 15 versehen, um sich in Voreilrichtung zur Verriegelungsphase hin zu erstrecken. Der Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 ist an dem Phasenverriegelungsabschnitt 30 an der Seite der Vorderplatte 15 vorgesehen. Der Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 ist ein tiefer Bodenabschnitt, der an der Voreilseite in Bezug auf dem ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 ausgebildet ist. Wie es in 7B gezeigt ist, steht das erste Hauptregulierelement 32 in den ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 vor, der ein schmaler Bodenabschnitt ist, wenn der Flügelrotor 14 zur Voreilseite hin schwankt. Dadurch ist, selbst wenn ein positives Drehmoment einer Nockendrehmomentschwankung aufgebracht wird, das erste Hauptregulierelement 32 in der Lage, den Flügelrotor 14 dahingehend zu beschränken, dass dieser zur maximalen Verzögerungsseite zurückgeführt wird. Ferner schwankt in der nachfolgenden Periode, in der ein negatives Drehmoment aufgebracht wird, der Flügelrotor 14 weiter zur Voreilseite von einer Basisphase, die in 7B gezeigt ist. Der vorliegende Betrieb wird wiederholt, sodass der Flügelrotor 14 zur Verriegelungsphase, wie in 7C gezeigt, im Andrehbetrieb, der für den Motorstart geeignet ist, voreilt.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das erste Unterregulierelement 34 und das erste Unterfederelement 35 auf. Das erste Unterregulierelement 34 funktioniert als eine Verriegelungseinheit und weist den Druckaufnahmeabschnitt 340 und den angebrachten Abschnitt 320 auf. Der Druckaufnahmeabschnitt 340 ist im Flügelrotor 14 untergebracht, um in gleicher Richtung wie die Bewegungsrichtung des ersten Hauptregulierelements 32 beweglich zu sein. Der erste Druckaufnahmeabschnitt 340 nimmt einen Druck in Zurückziehrichtung von einem Arbeitsfluid auf, das der Verriegelungskammer 31 zugeführt wird. Der angebrachte Abschnitt 320 ist mit dem ersten Hauptregulierelement 32 in Zurückziehrichtung versehen und von dem ersten Hauptregulierelement 32 in Schubrichtung beabstandet. Das erste Unterfederelement 35 spannt das erste Unterregulierelement 34 in Schubrichtung vor.
In der vorliegenden Struktur wird ein Arbeitsfluid von der Pumpe 4 mit einem Betrieb der Brennkraftmaschine zugeführt und wird das zugeführte Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 31 zugeführt. Die Brennkraftmaschine kann ein Verriegeln bewirken, um zu stoppen, bevor das erste Hauptregulierelement 32 in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 geschoben wird, um die Rotationsphase innerhalb der Regulierphase zwischen der maximalen vorgeeilten Phase und der maximalen verzögerten Phase zu regulieren. In einem solchen Fall verringert sich der Druck eines Arbeitsfluids, der der Verriegelungskammer 31 zugeführt wird. Folglich wird auf das erste Unterregulierelement 34, das sich im Druckaufnahmeabschnitt 340 befindet, ein Druck in Zurückziehrichtung von einem Arbeitsfluid in der Verriegelungskammer 31 aufgebracht. Somit bewegt sich das erste Unterregulierelement 34 in Schubrichtung durch Vorspannung von dem ersten Unterfederelement 35. Im vorliegenden Zustand wird das erste Hauptregulierelement 32, auf das das erste Unterregulierelement 34 über den angebrachten Abschnitt 320 in Zurückziehrichtung gebracht ist, von dem ersten Hauptfederelement 33 vorgespannt, um sich mit dem ersten Unterregulierelement 34 zu bewegen. Daher berührt das erste Hauptregulierelement 32 die Innenfläche des Gehäuses 11 in einer Rotationsphase, die sich von der Regulierphase insbesondere unterscheidet. Somit berührt das erste Hauptregulierelement 32 die Innenfläche des Gehäuses 11, um in Bezug auf das Gehäuse 11 unbeweglich zu sein. Selbst nach solch einem Zustand bewegt sich das erste Unterregulierelement 34, das vom ersten Unterfederelement 35 vorgespannt wird, um das verleibende Hydraulikfluid in der Verriegelungskammer 31 über den Druckaufnahmeabschnitt 340 auszustoßen. Gleichzeitig ist das erste Unterregulierelement 34 in der Schubrichtung in Bezug auf das erste Hauptregulierelement 32 beweglich, um vom angebrachten Abschnitt 320 beabstandet zu sein. Auf diese Weise wird bei einem Andrehbetrieb, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, die Rotationsphase zur Regulierphase geändert, indem das Schwankungsdrehmoment, das durch den Antriebsvorgang verursacht wird, aufgebracht wird, um das erste Hauptregulierelement 32 in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 zu schieben. Somit kann der angebrachte Abschnitt 32 des ersten Hauptregulierelements 32 in die Schubrichtung mit einer hohen Geschwindigkeit unabhängig von einem verbleibenden Hydraulikfluid in der Verriegelungskammer 31 bewegt werden. Daher kann die Rotationsphase weiter beständig verriegelt werden, um ein Phasenverriegelungsverhalten zu verbessern. Selbst bei einer Umgebung mit niedriger Temperatur kann die Rotationsphase auf die Regulationsphase geregelt werden, indem das erste Hauptregulierelement 32 in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 schnell und beständig geschoben wird. Daher kann eine Motorstartleistung bzw. ein Motorstartverhalten sichergestellt werden.
Ferner ist das erste Unterregulierelement 34 konfiguriert, um am Außenumfang des ersten Hauptregulierelementes 32 angebracht zu sein. Der Flügelrotor 14 hat den Stützabschnitt 311 mit kleinem Durchmesser, um den Außenumfang des ersten Hauptregulierelementes 32 zu stützen. Das erste Unterregulierelement 34 bildet die Verriegelungskammer 31 mit dem Druckaufnahmeabschnitt 340, der zum Stützabschnitt 311 mit kleinem Durchmesser im ersten Unterregulierelement 34 entgegengesetzt ist.
Bei der vorliegenden Struktur ist es schwierig, den Druck eines Arbeitsfluids, das der Verriegelungskammer 31 zugeführt wird, auf das erste Hauptregulierelement 32 aufzubringen. Daher kann ein Arbeitsfluid, das in der Verriegelungskammer 31 ver bleibt, die Bewegung des ersten Hauptregulierelementes 32 in Schubrichtung X nicht stören. Daher kann eine Leistung bzw. ein Verhalten der Rotationsphasenverriegelung sichergestellt werden. Im Startbetrieb der Brennkraftmaschine durch Ausführen eines Andrehbetriebes kann, selbst wenn ein Arbeitsfluid in der Verriegelungskammer 31 verbleibt, ein verbleibendes Arbeitsfluid darin begrenzt werden, die Geschwindigkeit des ersten Hauptregulierelementes 32 zu verringern, das sich in Schubrichtung X bewegt. Daher kann, wenn die Rotationsphase zur Regulierphase geändert wird, um das erste Hauptregulierelement 32 in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 zu schieben, die schnelle Bewegung des ersten Hauptregulierelementes 32 beständig gesichert werden, selbst bei einer Umgebung mit niedriger Temperatur. Somit kann ein Motorstartverhalten beständig bei einer Umgebung mit niedriger Temperatur sichergestellt werden.
Der Flügel 141 hat das Luftloch 203, das in der Innenfläche des Stützabschnitts 312 mit großem Durchmesser geöffnet ist, um mit der Außenseite des Stützabschnitts 312 mit großem Durchmesser in Verbindung zu stehen, und das konfiguriert ist, Außenluft aufzunehmen und auszugeben. Das Ende des ersten Unterregulierelements 34 in Zurückziehrichtung Y bewegt sich in Schubrichtung X über eine Blockadeposition hinaus, an der das Ende des ersten Unterregulierelementes 34 den Voreilverbindungskanal 201 und den Verzögerungsverbindungskanal 202 von der Verbindungskammer 313 blockiert. Dadurch steht das Luftloch 203 sowohl mit dem Voreilverbindungskanal 201 als auch dem Verzögerungsverbindungskanal 202 in Verbindung.
Auf diese Weise bewegt sich, wenn die Brennkraftmaschine stoppt, bevor die Rotationsphase durch das erste Hauptregulierelement 32 blockiert wird, das sich in Schubrichtung X bewegt, das erste Unterregulierelement 34 in Schubrichtung X über die Blockadeposition hinaus, um das Luftloch 203 mit den Verbindungskanälen in Verbindung zu bringen. In einem solchen Verbindungszustand kann, selbst wenn ein Arbeitsfluid in einer der Voreilkammer 22 und der Verzögerungskammer 26 beim Andrehbetrieb verbleibt, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, ein in der einen Kammer verbleibendes Arbeitsfluid zur anderen Kammer durch den Voreilverbindungskanal 201 und den Verzögerungsverbindungskanal 202 bewegt werden, die sowohl mit der Voreilkammer 22 als auch mit der Verzögerungskammer 26 in Verbindung stehen. Außerdem kann beim Startvorgang, selbst wenn die Viskosität eines Arbeitsfluids hoch ist und ein solches Arbeitsfluid aufgrund beispielsweise der Verschlechterung, Kälte oder Ähnlichem kaum bewegt werden kann, Luft der Voreilkammer 22 und der Verzögerungskammer 26 über das Luftloch 203 zugeführt werden. Daher können, wenn die Rotationsphase zur Regulierphase geändert wird und wenn das erste Hauptregulierelement 32 in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 geschoben wird, die folgenden Bedingungen beschränkt werden: Verringerung einer Geschwindigkeit einer Rotationsphasenänderung aufgrund eines Arbeitsfluids, das in der Voreilkammer 22 oder der Verzögerungskammer 26 verbleibt, und Verringerung einer Geschwindigkeit einer Rotationsphasenänderung aufgrund eines Unterdrucks, der in der Voreilkammer 22 oder der Verzögerungskammer 26 aufgrund einer Erhöhung in einem Volumen verursacht wird, die durch ein schwankendes Drehmoment bei einem Andrehbetrieb verursacht wird. Daher kann ein Startverhalten der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 verbessert werden, um die Rotationsphase schnell zu verändern, die zum Schieben des ersten Hauptregulierelements 32 in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 erforderlich ist.
Wenn das erste Hauptregulierelement 32 aus dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 zurückgezogen wird, wird das erste Unterregulierelement 34 zur Blockadeposition bewegt, die über die Verbindungsposition zwischen den Verbindungskanälen in der Zurückziehrichtung Y ist. Dadurch kann der Voreilverbindungskanal 201 von dem Verzögerungsverbindungskanal 202 blockiert werden. Daher kann, wenn das Ventilzeitverhalten gesteuert wird, indem ein Arbeitsfluid zu einer der Kammern Voreilkammer 22 und Verzögerungskammer 26 unter solch einem Blockadezustand zugeführt wird, die Leckage des Arbeitsfluids von einer zur anderen durch den Voreilverbindungskanal 201 und den Verzögerungsverbindungskanal 202 eingeschränkt werden. Somit kann ein Ansprechen der Ventilzeitverhalten-Steuerung verbessert werden.
Ferner kann der Öffnungsbereich des Luftlochs 203 größer als die Kanalbereiche bzw. Kanalflächen des Voreilverbindungskanals 201 und des Verzögerungsverbindungskanals 202 sein. In diesem Fall wird in einem Verbindungspfad, der durch das erste Unterregulierelement 34 gebildet wird, das in Schubrichtung X bewegt wird, um das Luftloch 203 mit dem Voreilverbindungskanal 201 und dem Verzögerungsverbin dungskanal 202 zu verbinden, ein Strömungswiderstand der Luft niedriger als eine Strömungswiderstand eines Arbeitsfluids werden. Daher wird in einem Andrehvorgang, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, in einem Zustand, in dem das Luftloch 203 mit dem Voreilverbindungskanal 201 und dem Verzögerungsverbindungskanal 202 in Verbindung steht, ein Arbeitsfluid in Bezug auf die Leckage aus der Voreilkammer 22 und der Verzögerungskammer 26 begrenzt, die jeweils mit dem Voreilverbindungskanal 201 und dem Verzögerungsverbindungskanal 202 in Verbindung stehen. Somit kann Luft in einfacher Weise der Voreilkammer 22 und der Verzögerungskammer 26 zugeführt werden. Daher wird, wenn die Rotationsphase zur Regulierphase geändert wird und das erste Hauptregulierelement 32 in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 geschoben wird, die Geschwindigkeitsänderung der Rotationsphase verbessert und kann ein Startverhalten der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 verbessert werden.
Entsprechend der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden sowohl eine Voreilzuführströmung als auch eine Verzögerungsablaufströmung im Drosselbereich im ersten Bereich RI gedrosselt. Die Rotationsphase kann in einem Zustand verriegelt werden, wenn die in 4 gezeigte Nockendrehmomentschwankung groß ist. In einem solchen Zustand kann, selbst wenn ein Arbeitsfluid aus der Verzögerungskammer 26 ausgegeben wird und Luft in die Verzögerungskammer 26 aufgrund der Schwankung des Flügelrotors 14 strömt, die Änderung bei der Rotationsphase begrenzt werden, indem sowohl die Voreilzuführströmung als auch die Verzögerungsablaufströmung im Drosselbereich in einem Zustand begrenzt werden, in dem die Verriegelung im nachfolgenden Zustand freigegeben wird. Außerdem sind der Voreilverbindungskanal 201 und der Verzögerungsverbindungskanal 202 vorgesehen, um die Voreilkammer 22 mit der Verzögerungskammer 26 zu verbinden. Bei der vorliegenden Struktur kann die langsame Phasenänderung des Flügelrotors 14 zur Voreilseite weiter unterstützt werden, indem die Verzögerungsablaufströmung zusätzlich zur Voreilzuführströmung im Drosselbereich gedrosselt wird.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 weist ferner die Schraubenfeder 100 als eine Unterstützungsfeder auf, um eine Vorspannkraft aufzubringen, die größer als ein mittleres Schwankungsdrehmoment ist, das von der Nockenwelle 2 übertragen wird und zur Verzögerungsseite im Mittel exzentrisch aufgebracht wird. Die Schraubenfeder 100 spannt den Flügelrotor 14 zur Voreilseite entgegen dem Schwankungsdrehmoment vor. In der vorliegenden Struktur ermöglicht, wenn diese auf der Verzögerungsseite in Bezug auf die mittlere Phase ist, die Schraubenfeder 100, dass die Rotationsphase zur mittleren Phase durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 100 geändert wird, wenn die Brennkraftmaschine stoppt. Im Gegensatz dazu kann, wenn diese auf der Voreilseite in Bezug auf die mittlere Phase ist, die Rotationsphase zur mittleren Phase geändert werden, wenn die Brennkraftmaschine stoppt, indem ein Schwankungsdrehmoment verwendet wird, das zur Verzögerungsseite im Mittel exzentrisch wirkt. In der vorliegenden Struktur kann die Brennkraftmaschine beständig gestartet werden, indem die Rotationsphase von beiden Seiten beim Motorstartbetrieb gesteuert wird.
Ferner hat bei der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 der Steuerkolben 70 den ringförmigen ersten Drosselabschnitt 710, der in Radialrichtung vom Außenumfang des Steuerkolbens 70 vorsteht. Der Voreilzuführkanal ist zwischen dem ersten Drosselabschnitt 710 und dem Hülsenabschnitt 66 ausgebildet, um den Voreilanschluss 661, der mit der Voreilkammer 22 in Verbindung steht, mit dem Hauptzuführanschluss 664 zu verbinden. Der Querschnittsbereich des Voreilzuführkanals wird gesteuert, um kleiner zu sein, wenn dieser im Drosselbereich ist, im Vergleich dazu, wenn dieser im beweglichen Ende des Steuerkolbens 70 in erster Richtung X ist. In der vorliegenden Struktur ist der Drosselbereich im ersten Bereich RI definiert, in dem der erste ringförmige erste Drosselabschnitt 710 vorgesehen ist. Der erste Drosselabschnitt 710 kann im Steuerkolben 70 ausgebildet werden, sodass die Voreilzuführströmung als eine gewünschte Drosselströmung erhalten wird, indem der Querschnittsbereich des Voreilzuführkanals zwischen dem ersten Drosselabschnitt 710 und dem Steuerkolben 70 ausgebildet wird. Daher kann die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 mit einer hohen Produktivität vorgesehen werden.
Ferner hat der Steuerkolben 70 den ringförmigen zweiten Drosselabschnitt 711, der in Radialrichtung von dem Außenumfang des Steuerkolbens 70 vorsteht. Der Verzögerungsablaufkanal ist zwischen dem zweiten Drosselabschnitt 711 und dem Steuerkolben 70 vorgesehen, um den Verzögerungsanschluss 662, der mit der Verzögerungskammer 26 in Verbindung steht, mit den Auslassöffnungen 666, 667 zu verbinden. Der Querschnittsbereich des Verzögerungsablaufkanals wird gesteuert, um kleiner zu sein, wenn dieser im Drosselbereich ist, im Vergleich dazu, wenn der Steuerkolben 70 im beweglichen Ende in erster Richtung X ist.
In der vorliegenden Struktur ist der Drosselbereich im ersten Bereich RI vorgesehen, indem der ringförmige zweite Drosselabschnitt 711 vorgesehen wird. Der zweite Drosselabschnitt 711 kann im Steuerkolben 70 ausgebildet sein, sodass der Verzögerungsablaufstrom als eine gewünschte Drosselströmung erhalten wird, indem der Querschnittsbereich des Verzögerungsablaufkanals zwischen dem zweiten Drosselabschnitt 711 und dem Steuerkolben 70 ausgebildet wird. Daher kann die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 mit einer hohen Produktivität vorgesehen werden, wobei die Konfiguration so gestaltet ist, dass die Voreilzuführströmung und die Verzögerungsablaufströmung im Drosselbereich gedrosselt werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Das zweite Ausführungsbeispiel als eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf die 12 und 13 beschrieben. Wie es in 12 gezeigt ist, unterscheidet sich das vorliegende zweite Ausführungsbeispiel vom ersten Ausführungsbeispiel in den folgenden zwei Strukturen. Als Erstes ist im Gegensatz zum Phasenverriegelungsabschnitt 30 des ersten Ausführungsbeispiels ein Phasenverriegelungsabschnitt 30A des zweiten Ausführungsbeispiels ein erstes Regulierelement 32A, das ein einzelner Stift ist. Zweitens sind der Voreilverbindungskanal 201 und der Verzögerungsverbindungskanal 202 nicht vorgesehen.
(Erste Regulier- und Verriegelungsstruktur)
Das erste Aufnahmeloch 310 des zweiten Ausführungsbeispiels nimmt ein erstes metallisches Regulierelement 32A und ein erstes Federelement 33A auf. Das erste Federelement 33A weist eine metallische Kompressionsschraubenfeder auf, um eine Federwirkung zu erzeugen, wenn diese elastisch verformt wird, um das erste Regulierelement 32A zur Vorderplatte 15 vorzuspannen. Die Verriegelungskammer 31 ist ein ringförmiger Raum, der zwischen der Innenfläche der Vorderplatte 15 und der Außenfläche eines ringförmigen Vorsprungs 320A an der Seite der Vorderplatte 15 ausgebil det ist. Der ringförmige Vorsprung 320A ist in einem Mittelabschnitt des ersten Regulierelements 32A in Axialrichtung ausgebildet. Der Flügel 141 hat ein Luftloch 203A, das in der Innenfläche des Stützabschnitts 312 mit großem Durchmesser geöffnet ist, um mit der Außenseite des Stützabschnitts 312 mit großem Durchmesser in Verbindung zu stehen, und das konfiguriert ist, um die Außenluft aufzunehmen und abzugeben. Das Luftloch 203A verbindet einen ringförmigen Raum, der zwischen der Innenfläche des ersten Aufnahmeloches 310 und der Außenfläche des Vorsprungs 320A an der entgegengesetzten Seite zur Vorderplatte 15 ausgebildet ist, und die Außenseite.
Der Außenumfang des ersten Regulierelements 32A wird durch den Stützabschnitt 311 mit kleinem Durchmesser gleitfähig gestützt. Der Außenumfang des Vorsprungs 320A wird durch die Innenfläche des Stützabschnitts 312 mit großem Durchmesser gleitfähig gestützt. Somit ist das erste Regulierelement 32A in Axialrichtung vor- und zurückbewegbar. Das erste Regulierelement 32A hat eine Innenumfangsperipherie, die das Durchgangsloch 321 definiert, das regulär die Seite der Vorderplatte 15 mit der entgegengesetzten Seite von der Vorderplatte 15 verbindet.
Wie es in 13B gezeigt ist, bewegt sich das erste Regulierelement 32A in Schubrichtung X, wenn es in dem Regulierphasenbereich einschließlich der Verriegelungsphase ist, wodurch es in den ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 des Gehäuses 11 geschoben wird Auf diese Weise wird, wie es in 13B gezeigt ist, das erste Regulierelement 32A, das in den ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 geschoben ist, durch die Regulierstoppeinrichtung 151a gehalten, die durch das Ende des ersten Regulieraussparungsabschnitts 151 an der Verzögerungsseite definiert ist. Dadurch wird eine Änderung bei der Rotationsphase zur Verzögerungsseite an der ersten Regulierphase reguliert, die eine Grenze des Regulierphasenbereiches an der Verzögerungsseite ist. Andererseits wird das erste Regulierelement 32A, das in den ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 geschoben wird, durch die Regulierstoppeinrichtung 151b zurückgehalten, die durch ein Ende des ersten Regulieraussparungsabschnitts 151 an der Voreilseite definiert ist. Dadurch wird eine Änderung bei der Rotationsphase an der Voreilseite in der Verriegelungsphase reguliert.
Wie es in 13C gezeigt ist, bewegt sich das erste Regulierelement 32A in Schubrichtung X, wenn es in der Verriegelungsphase ist, wodurch es in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 des Gehäuses 11 geschoben wird. Das erste Regulierelement 32A, das in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 auf diese Weise geschoben wird, wird mit dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 versehen. Dadurch reguliert das erste Hauptregulierelement 32 die Änderung bei der Rotationsphase sowohl an der Voreilseite als auch an der Verzögerungsseite, um die Rotationsphase in der Verriegelungsphase zu verriegeln.
Ferner bewegt sich das erste Regulierelement 32A in die Zurückziehrichtung Y, wenn dieses im Regulierphasenbereich einschließlich der Regulierphase ist. Dadurch wird das erste Hauptregulierelement 32 sowohl aus dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 als auch dem ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 des Gehäuses 11 zurückgezogen. Auf diese Weise wird das erste Regulierelement 32A aus den Aussparungsabschnitten 152, 151 zurückgezogen, wodurch die Regulierung der Rotationsphase ausgelöscht wird, um eine beliebige Änderung bei der Rotationsphase zu gestatten.
Das erste Regulierelement 32A wird der Verriegelungskammer 31 ausgesetzt. Die Außenfläche des Vorsprungs 320 des ersten Regulierelements 32A an der Seite der Vorderplatte wird mit Druck in Zurückziehrichtung Y von einem Arbeitsfluid in der Verriegelungskammer 31 beaufschlagt. Dadurch tritt eine Antriebskraft auf, um das erste Regulierelement 32A in Zurückziehrichtung Y zu bewegen.
Das erste Federelement 33A ist zwischen die Bodenfläche, die das erste Aufnahmeloch 310 definiert und die sich an der entgegengesetzten Seite von der Vorderplatte 15 befindet, und das erste Regulierelement 32A zwischengefügt. Das erste Federelement 33A bewirkt eine erste Federwirkung, wenn diese zwischen der Fläche des ersten Aufnahmeloches 310 und dem ersten Regulierelement 32A komprimiert wird, wodurch das erste Regulierelement 32A in Schubrichtung X vorgespannt wird. Bei der vorliegenden Struktur wird die erste Federwirkung des ersten Federelementes 33A aufgebracht, um das erste Regulierelement 32A in Schubrichtung X zu schieben, wenn es außerhalb des Regulierphasenbereiches einschließlich der am stärksten verzögerten Phase ist. Dadurch kann, wie es in 13A gezeigt ist, das erste Regulierelement 32A mit der Innenfläche der Vorderplatte 15 in Berührung sein.
Bei der vorliegenden Struktur, wie diese in 13C gezeigt ist, wird die Rotationsphase des Flügelrotors 14 in Bezug auf das Gehäuse 11 in einem Betätigungsabschnitt 10A gehalten, wenn das erste Regulierelement 32A verriegelt ist, indem es in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 eingepasst ist. Andererseits wird, wie es in 13A gezeigt ist, wenn das erste Regulierelement 32A aus dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 und dem ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 zurückgezogen ist, um die Verriegelung freizugeben, ein Arbeitsfluid den Voreilkammern 22, 23, 24 zugeführt und wird ein Arbeitsfluid aus den Verzögerungskammern 26, 27, 28 ausgegeben. Dadurch ändert sich die Rotationsphase zur Voreilseite und eilt das Ventilzeitverhalten vor. Wenn die Verriegelung freigegeben wird, wird ein Arbeitsfluid den Verzögerungskammern 26, 27, 28 zugeführt und wird ein Arbeitsfluid aus den Voreilkammern 22, 23, 24 abgegeben. Dadurch ändert sich die Rotationsphase zur Verzögerungsseite hin und wird das Ventilzeitverhalten verzögert.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1A des zweiten Ausführungsbeispiels weist nicht den Voreilverbindungskanal 201 und den Verzögerungsverbindungskanal 202 des ersten Ausführungsbeispiels auf. Daher wird das Umführen eines Arbeitsfluids bei einem Startbetrieb des Verbrennungsmotors, der im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, nicht ausgeführt. Außerdem ist bei der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1A das Unterrückschlagventil 520 im Unterzuführkanal 52 nicht vorgesehen. Daher kann beim vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel der Verrieglungs-Freigabe-Zustand nicht aufrechterhalten werden, wenn dieses im zweiten Bereich Rf durch die Rückströmungsbegrenzungsfunktion gesteuert wird. Die anderen Strukturen der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1A sind ähnlich entsprechenden Strukturen der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels und diese sind konfiguriert, um ähnliche Betriebswirkungen zu erzeugen.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Das dritte Ausführungsbeispiel als eine Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf die 14 bis 19 beschrieben. Wie es in 14 gezeigt ist, unterscheidet sich eine Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1B des dritten Ausführungsbeispiels von der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels in einer Steuerung, um die Voreilzuführströmung zu drosseln und die Verzögerungsablaufströmung im Drosselbereich des Verriegelungsbereiches (erster Bereich) RI nicht zu drosseln. Im vorliegenden dritten Ausführungsbeispiel wird eine unter Bezugnahme auf 5 beschriebene Steuerung in den Bereichen ausgeführt, die sich vom Drosselbereich von 14 unterscheiden. Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1B des dritten Ausführungsbeispiels führt die Strömungssteuerung im Drosselbereich auf diese Weise aus. Daher haben ein Steuerkolben 70A und eine Hülsenabschnitt 66A in einem Steuerventil 60A des dritten Ausführungsbeispiels unterschiedliche Strukturen in Bezug auf entsprechenden Komponenten des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels. Der Phasenverriegelungsabschnitt 30A des dritten Ausführungsbeispiels hat eine ähnliche Struktur zu der des zweiten Ausführungsbeispiels.
(Steuerabschnitt)
Nachfolgend wird ein Unterschied des Steuerventils 60A, das durch den Steuerabschnitt 40A gesteuert wird, in Bezug auf das des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Wie es in den 15 bis 19 gezeigt ist, hat der Steuerkolben 70A eine Vielzahl von ringförmigen Stegen 701, 701A, 703, die ausgebildet sind, um in Bezug auf die Innenumfangsperipherie des Hülsenabschnitts 66A gleitfähig zu sein. Die Stege 700, 701A, 703 sind in Axialrichtung angeordnet und mit vorbestimmten Abständen beabstandet. Der Voreilsteg 700 ist von dem stationären Abschnitt 62 am stärksten beabstandet. Der Voreilsteg 700 wird durch den Hülsenabschnitt 66A gestützt. Der Voreilsteg 700 befindet sich in zumindest einem der Räume Raum zwischen dem Voreilanschluss 661 und der Auslassöffnung 666 und Raum zwischen dem Voreilanschluss 661 und dem Hauptzuführanschluss 664 entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70. Der Verzögerungssteg 701A befindet sich an der Seite des stationären Abschnitts 62 von dem Voreilsteg 700. Der Verzögerungssteg 701A wird ebenfalls durch den Hülsenabschnitt 66 gestützt. Der Verzögerungssteg 701A befindet sich in zumindest einem der Räume Raum zwischen dem Verzögerungsanschluss 662 und dem Hauptzuführanschluss 664 und Raum zwischen dem Verzögerungsanschluss 662 und dem Verriegelungsanschluss 663 entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70. Der Verzögerungssteg 701A hat eine Struktur, die ausgebildet wird, indem der Verzögerungssteg 701 zum ersten Verzögerungssteg 702 im ersten Ausführungsbeispiel erstreckt wird, sodass der Verzögerungssteg 701 mit dem ersten Verzögerungssteg 702 integriert ist.
Der Verriegelungssteg 703 befindet sich an der Seite des stationären Abschnitts 62 vom Verzögerungssteg 701A. Der Verriegelungssteg 703 wird durch den Hülsenabschnitt 66A gestützt. Der Verriegelungssteg 703 ist zwischen dem Unterzuführanschluss 665 und dem Verriegelungsanschluss 663 entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70A beweglich. Der zweite Verriegelungssteg 703 wird durch den Hülsenabschnitt 66A gestützt. Der zweite Verriegelungssteg 703 befindet sich zwischen dem Unterzuführanschluss 665 und dem stationären Abschnitt 62 unabhängig von der beweglichen Position des Steuerkolbens 70A.
Der Verbindungskanal 704 ist im Steuerkolben 70A ausgebildet. Der Verbindungskanal 704 hat ferner den zweiten Ablaufanschluss 704b, der sich im Verzögerungssteg 701A befindet. Der zweite Ablaufanschluss 704b öffnet sich im Außenumfang des Steuerkolbens 70A. Der Verbindungskanal 704 ist mit einem der Anschlüsse Verzögerungsanschluss 662 und Verriegelungsanschluss 663 durch den zweiten Ablaufanschluss 704b entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70A verbindbar. Der zweite Ablaufanschluss 704b arbeitet als ein Ablassverzögerungsablaufanschluss zum Auslassen eines Arbeitsfluids von den Verzögerungskammern 26, 27, 28 zum Ablasskanal 53 entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70A. Der zweite Ablaufanschluss 704b arbeitet ferner als ein Ablassstiftablaufanschluss zum Auslassen eines Arbeitsfluids von der Verrieglungskammer 31 zum Kanal 53 über den Verriegelungskanal 200 und den Verriegelungsanschluss 663. Ein ringförmiger erster Drosselabschnitt 710 ist zwischen dem Voreilsteg 700 und dem Verzögerungssteg 701A vorgesehen. Der erste Drosselabschnitt 710 steht in Radialrichtung vom Außenumfang des Steuerkolbens 70A vor. Der erste Drosselabschnitt 710 bildet einen Drosselkanal mit einer entsprechenden Innenumfangsperipherie des Hülsenabschnitts 66A. Der erste Drosselabschnitt 710 hat eine Funktion zum Steuern einer Strömung eines zirkulierenden Arbeitsfluids, indem ein Strömungswiderstand aufgebracht wird, wenn das Arbeitsfluid durch den Drosselkanal in Axialrichtung des Steuerkolbens 70A umgeführt wird. Der erste Drosselabschnitt 710 arbeitet als ein Voreilzuführungsdrosselabschnitt, der konfiguriert ist, eine Strömung eines Arbeitsfluids zu steuern, das vom Hauptzuführanschluss 664 zum Voreilanschluss 661 zirkuliert, und um eine Strömung eines Arbeitsfluids zu steuern, das den Voreilkammern 22, 23, 24 entsprechend der beweglichen Position des Steuerkolbens 70A zugeführt wird.
Das Steuerventil 60A des vorliegenden dritten Ausführungsbeispiels weist keinen zweiten Drosselabschnitt 711 des Steuerventils 60 auf, der im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. In der vorliegenden Struktur weist das Steuerventil 60A keinen zweiten Drosselabschnitt 711 auf. Dadurch hält im Drosselbereich des Verriegelungsbereiches (erster Bereich) RI, der in 14 gezeigt ist, das Steuerventil 60A die Verzögerungsablaufströmung auf im Wesentlichen konstanter Menge ohne das Drosseln der Verzögerungsablaufströmung.
Der erste Drosselabschnitt 710 bildet den Drosselkanal. Der erste Hülsenseitenvorsprung 669 ist mit einem Abschnitt des Hülsenabschnitts 66 versehen, der zum ersten Drosselabschnitt 710 in Radialrichtung entgegengesetzt liegt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Steuerventil 60A nicht den zweiten Drosselabschnitt 711 auf, der im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Folglich weist das Steuerventil 60A nicht den zweiten Hülsenseitenvorsprung 670 des Steuerventils 60, der im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, auf.
Ein ringförmiger Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 ist zwischen dem zweiten Verriegelungssteg 703 und dem Verzögerungssteg 701A vorgesehen. Der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 steht in Radialrichtung von dem äußersten Umfang des Steuerkolbens 70A vor. Der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 ist im Steuerkolben 70A vorgesehen und befindet sich in einer vorgeschriebenen Position in Bezug auf den Innenumfang des Hülsenabschnitts 66. Entsprechend dem beweglichen Abschnitt des Steuerkolbens 70A befindet sich der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 in einem Gleitbereich, in dem der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 in Bezug auf den Innenumfang des Hülsenabschnitts 66A gleitet, oder befindet sich dieser in einem Kanalausbildungsbereich, in dem der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 einen Kanal mit dem Innenumfang des Hülsenabschnitts 66A bildet. Wie es in den 17 bis 19 gezeigt ist, blockiert der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 den Verriegelungsanschluss 663 von dem zweiten Ablaufanschluss 704b, wenn dieser im Gleitbereich ist. Alternativ dazu gestattet, wie es in den 15, 16 gezeigt ist, der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 die Verbindung zwischen dem Verriegelungsanschluss 663 und dem zweiten Ablaufanschluss 704b, wenn dieser im Kanalausbildungsbereich ist.
Inder vorliegenden Struktur, wie diese in 14 gezeigt ist, ist ein erster Bereich RI (Verriegelungsbereich RI) ein Hubbereich mit einer Steuerkolbengrundposition und einem Drosselbereich. Die Steuerkolbengrundposition ist ein Ende eines beweglichen Bereiches des Steuerkolbens 70 in die erste Richtung X. Im Drosselbereich wird eine Voreilzuführströmung gedrosselt. Die Voreilzuführströmung ist eine Strömung eines Arbeitsfluids, das den Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt wird.
Das erste Regulierelement 32A des Phasenverriegelungsabschnitts 30A ist am Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 im Verriegelungsbereich RI angebracht, wodurch die Rotationshase des Flügelrotors 14 in Bezug auf das Gehäuse 11 aufrechterhalten wird. Wie es in den 15 und 16 gezeigt ist, ist der Steuerkolben 70A im Verriegelungsbereich RI, um den Voreilanschluss 661 mit dem Hauptzuführanschluss 664 über den Voreilsteg 700 und den Verzögerungssteg 701A zu verbinden. Der Steuerkolben 70A im Verriegelungsbereich RI blockiert den Unterzuführanschluss 665 von anderen Anschlüssen.
Ferner wird, wie es in 15 gezeigt ist, wenn der Steuerkolben 70A im Drosselbereich ist, ein Kanalbereich, der ein dominanter Faktor einer Umführströmung eines Arbeitsfluids zwischen den Anschlüssen 661, 664 ist, gesteuert, um kleiner als der Kanalbereich des entsprechenden Kanalbereichs zu sein, wenn der Steuerkolben 70A in der Steuerkolbenbasisposition ist, wie es in 16 gezeigt ist. Das heißt, dass der Öffnungsbereich des Drosselkanals, der durch den ersten Drosselabschnitt 710 in 15 definiert ist, wenn der Steuerkolben 70A im Drosselbereich ist, gesteuert wird, um kleiner als der Öffnungsbereich des Drosselkanals zu sein, der durch den ersten Drossel abschnitt 710 in 16 definiert ist, wenn der Steuerkolben 70A in der Steuerkolbengrundposition ist. Daher ist die Voreilzuführströmung im Drosselbereich kleiner als die Voreilzuführströmung in der Steuerkolbengrundposition, um ein Phasenvoreilen mit einer langsamen Rotationsgeschwindigkeit zu ermöglichen. Somit kann die Phasenänderung allmählich ausgeführt werden.
Wenn sich die Steuerkolbenposition des Steuerkolbens 70 in die zweite Richtung Y von der Steuerkolbenbasisposition zum Drosselbereich im ersten Bereich RI bewegt, wird der Abstand zwischen dem ersten Drosselabschnitt 710 und der Innenumfangsperipherie des ersten Hülsenseitenvorsprungs 669 des Hülsenabschnitts 66A klein. Daher verringert sich der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen und verringert sich die Voreilzuführströmung ebenfalls.
Ferner hält der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 den Kanalbereich zwischen dem Verriegelungsanschluss 663 und dem zweiten Ablaufanschluss 704b aufrecht, wenn sich der Steuerkolben 70A von der Steuerkolbengrundposition zum Drosselbereich im ersten Bereich RI bewegt. Daher ist eine Stiftablaufströmung im Wesentlichen konstant. Ferner bewegt sich, wenn sich der Steuerkolben 70A in die zweite Richtung Y von einem Zwischenpunkt im Drosselbereich zum Ende des ersten Bereiches RI bewegt, der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712, um den Kanal zu blockieren. Daher wird der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen kontinuierlich verringert und wird die Stiftablaufströmung ebenfalls kontinuierlich verringert. Schließlich blockiert der Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712 den Kanal, wenn dieser im Ende in der zweiten Richtung Y ist, und die Stiftablaufströmung wird null.
Wenn sich die Steuerkolbenposition des Steuerkolbens 70 in die zweite Richtung Y von dem Ende des Drosselbereiches in die zweite Richtung Y zum zweiten Bereich Rf bewegt, wird der Abstand zwischen dem ersten Drosselabschnitt 710 und der Innenumfangsperipherie des ersten Hülsenseitenvorsprungs 669 des Hülsenabschnitts 66A groß. Daher erhöht sich der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen und erhöht sich ebenfalls die Voreilzuführströmung. Im ersten Bereich RI ändert sich der Kanalbereich zwischen dem Verzögerungsanschluss 662 und dem zweiten Ablaufanschluss 704b nicht stark. Daher ist die Verzögerungsablaufströmung im Wesentlichen konstant.
Wie es in 14 gezeigt ist, weist der zweite Bereich Rf, der vom Verriegelungsbereich Ri in die zweite Richtung Y verschoben ist, den Voreilbereich Ra, den Haltebereich Rh und den Verzögerungsbereich Rr auf. Wie es in den 17 bis 19 gezeigt ist, bewegt sich beim Phasenverriegelungsabschnitt 30A das erste Regulierelement 32A im zweiten Bereich Rf von dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 und dem ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 weg. Dadurch wird die Verriegelung der Rotationsphase des Flügelrotors 14 in Bezug auf das Gehäuse 11 freigegeben. Außerdem führt das Steuerventil 60 die Positionssteuerung des Steuerkolbens aus, um die Rotationsphase in den Voreilbereich Ra, den Haltebereich Rh oder den Verzögerungsbereich Rr einzustellen. Im Voreilbereich Ra ändert sich die Rotationsphase zur Voreilseite. Im Haltebereich Rh wird die Rotationsphase aufrechterhalten. Im Verzögerungsbereich Rr ändert sich die Rotationsphase zur Verzögerungsseite.
Wie es in 17 gezeigt ist, bewegt sich ähnlich zum Verriegelungsbereich Ri der Steuerkolben 70A zum Voreilbereich Ra, um den Voreilanschluss 661 mit dem Hauptzuführanschluss 664 über den Voreilsteg 700 und den Verzögerungssteg 701a zu verbinden. Wie es in 17 gezeigt ist, wird ein Kanalbereich, der durch den ersten Drosselabschnitt 710 und einen dominanten Faktor einer Umlaufströmung eines Arbeitsfluids zwischen den Anschlüssen 661, 664 definiert ist, gesteuert, um größer als der Kanalbereich des entsprechenden Kanals zu sein, wenn der Steuerkolben 70A im Verriegelungsbereich RI ist, wie es in 15 gezeigt ist. Dementsprechend ist, wie es in 14 gezeigt ist, die Voreilzuführströmung im Voreilbereich Ra größer als die Voreilzuführströmung im Drosselbereich.
Wie es 17 gezeigt ist, steht, wenn der Steuerkolben 70A im Voreilbereich Ra ist, in dem Bereich zwischen dem Verzögerungssteg 701A und dem zweiten Verriegelungssteg 703 der Verzögerungsanschluss 662 mit dem Verbindungskanal 704 über den zweiten Ablaufanschluss 704b in Verbindung und steht der Verzögerungsanschluss 662 mit der Auslassöffnung 666, 667 über den Kanal 704 in Verbindung. Der Steuerkolben 70A im Voreilbereich Ra stellt die Verbindung zwischen dem Verriegelungsanschluss 663 mit dem Unterzuführanschluss 665 im Bereich zwischen dem Verzögerungssteg 701A und dem zweiten Verriegelungssteg 703 her. Außerdem blockiert der Steuerkolben 70 den Verriegelungsanschluss 663 von dem zweiten Ablaufanschluss 704b durch den Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712, der am Innenumfang des Hülsenabschnitts 66A gleitfähig ist. Daher ist der Verriegelungsanschluss 663 in der Lage, mit dem Hauptzuführanschluss 664 über den Unterzuführkanal 52 in Verbindung zu stehen, der die Verbindung mit dem Anschluss 665 herstellt.
In dem Voreilbereich Ra wird, wenn sich die Steuerkolbenposition in die zweite Richtung Y bewegt, der Abstand zwischen dem Voreilsteg 700 und dem Innenumfang des ersten Hülsenseitenvorsprungs 669 des Hülsenabschnitt 66A klein. Daher verringert sich der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen und verringert sich die Voreilzuführströmung. Außerdem wird der Abstand zwischen dem Verzögerungssteg 701A und der Innenumfangsperipherie des Hülsenabschnitts 66A ebenfalls klein und verringert sich der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen. Somit verringert sich die Verzögerungsablaufströmung. Ferner erhöht sich im zweiten Bereich Rf, wenn sich die Steuerkolbenposition in die zweite Richtung Y bewegt, der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen durch die Bewegung des zweiten Verriegelungssteges 703 zu einer Zwischenposition des Voreilbereiches Ra. Anschließend wird der Kanalbereich zwischen den Anschlüssen im Wesentlichen konstant zum Ende des zweiten Bereiches Rf in die zweite Richtung Y. Daher wird die Stiftzuführströmung, die eine Strömung eines der Verriegelungskammer 31 zugeführten Arbeitsfluids ist, nach der Erhöhung konstant.
Wie es in 14 gezeigt ist, bewegt sich der Steuerkolben 70A zum Haltebereich Rh, der vom Voreilbereich Ra in die zweite Richtung Y verschoben ist. Im vorliegenden Zustand blockiert, wie es in 18 gezeigt ist, der Steuerkolben 70A den Voreilanschluss 661 von anderen Anschlüssen. Der Steuerkolben 70A im Haltebereich Rh blockiert den Verzögerungsanschluss 662 von anderen Anschlüssen.
Ferner steht, wie es in 19 gezeigt ist, wenn sich der Steuerkolben 70A zum Verzögerungsbereich Rr bewegt, der Voreilanschluss 661 mit dem Auslasskanal 53 über dem ersten Ablaufanschluss 704a an der entgegengesetzten Seite des Verzögerungssteges 701A über den Voreilsteg 700 in Verbindung. Wenn sich der Steuerkolben 70A im Verzögerungsbereich Rr befindet, steht der Verzögerungsanschluss 662 mit dem Hauptzuführanschluss 664 in dem Bereich zwischen dem Voreilsteg 700 und dem Verzögerungssteg 701A in Verbindung. Ähnlich zu dem Fall des Voreilbereiches Ra stellt der Steuerkolben 70A im Voreilbereich Rr die Verbindung von dem Verriegelungsanschluss 663 mit dem Unterzuführanschluss 665 in dem Bereich zwischen dem Verzögerungssteg 701A und dem zweiten Verriegelungssteg 703 her. Außerdem blockiert der Steuerkolben 70A den Verriegelungsanschluss 663 von dem zweiten Ablaufanschluss 704b durch den Stift-Ablauf-Öffnen/Schließen-Abschnitt 712, der am Innenumfang des Hülsenabschnitts 66A gleitfähig ist. Daher ist der Verriegelungsanschluss 663 in die Lage versetzt, über den Unterzuführkanal 52, der mit dem Anschluss 665 in Verbindung steht, mit dem Hauptzuführkanal 664 in Verbindung zu stehen.
(Betrieb der Vorrichtung)
Nachfolgend wird ein Unterschied eines Betriebes der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1B in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben.
(I-1) Verriegelungsbetrieb, Drosselbereichsbetrieb (Erster Bereich RI)
Wenn eine Brennkraftmaschine bei einem Starbetrieb oder einem Leerlaufbetrieb ist oder wenn eine Brennkraftmaschine gestoppt ist, ist der Druck eines Arbeitsfluides niedrig. In einem solchen Zustand erregt die Steuerschaltung 92 die Antriebsquelle 90, um das Steuerventil 60 zu steuern, um dadurch den Steuerkolben 70A zum Verriegelungsbereich RI (erster Bereich RI) zu bewegen. Im vorliegenden Zustand treibt, wenn der Betriebszustand von einem Normalbetriebszustand, in dem die Verrieglung des ersten Regulierelementes 32A des Phasenverriegelungsabschnitts 30A freigegeben ist, zu einem Verriegelungszustand geändert wird, die Steuerschaltung 92 den Durchgangssteuerkolben 70A über die Antriebswelle 91, um einmal die Rotationsphase von der Verriegelungsphase zur Verzögerungsphase zu ändern. Die Steuerschaltung 92 sieht ferner einen Befehl vor, der dem Drosselbereich (15) im ersten Bereich RI entspricht.
Folglich werden der Voreilanschluss 661, der mit jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 durch die Kanäle 41, 42, 43, 44 in Verbindung steht, und der Hauptzuführanschluss 664, der mit der Pumpe 4 in Verbindung steht, miteinander in Verbindung gebracht. Somit wird ein Arbeitsfluid von der Pumpe 4 zu jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 geführt. Außerdem werden der Verzögerungsanschluss 662, der mit jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 über die Kanäle 45, 46, 47, 48 in Verbindung steht, und die Auslassöffnungen 666, 667, die mit dem Auslasskanal 53 in Verbindung stehen, über den Verbindungskanal 704 miteinander in Verbindung gebracht. Somit wird ein Arbeitsfluid von jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 ausgegeben. Die Voreilzuführströmung im Drosselbereich wird gesteuert, um deutlich kleiner als die in anderen Bereichen des ersten Bereiches RI, die sich vom Drosselbereich unterscheiden, zu sein. Im vorliegenden Zustand ist die Rotationsgeschwindigkeit des Flügelrotors 14 zur Voreilseite begleitet von der Strömung, die auf einen kleinen Wert gesteuert wird, deutlich graduell und langsam im Vergleich zur Rotationsgeschwindigkeit in anderen Bereichen des ersten Bereiches RI, die sich vom Drosselbereich unterscheiden.
Ferner steht der Verriegelungsanschluss 663, der mit der Verriegelungskammer 31 über den Verriegelungskanal 200 in Verbindung steht, ferner mit den Auslassöffnungen 666, 667 durch den Verbindungskanal 704 in Verbindung. Somit wird ein Arbeitsfluid aus der Verriegelungskammer 31 ausgegeben. Der Flügel 141 bewegt sich allmählich in der Reihenfolge, die durch die 13A, 13B, 13C gezeigt sind, entsprechend der langsamen Rotation des Flügelrotors 14 voran. Außerdem bewegt sich das erste Regulierelement 32A in die Schubrichtung X begleitet von dem Ausströmen eines Arbeitsfluids aus der Verrieglungskammer 31. Bei der allmählichen Voreilbewegung der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1, die durch das Steuerventil 60A bewirkt wird, wenn das erste Regulierelement 32A in der Rotationsphase entsprechend dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 ist, wird das erste Regulierelement 32A in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 eingepasst, indem eine Federwirkung des ersten Federelementes 33 aufgebracht wird. Somit ist die Rotationsphasenverriegelung abgeschlossen.
Auf diese Weise verriegelt das erste Regulierelement 32A des Phasenverriegelungsabschnitts 30A die Rotationsphase dementsprechend zur Position des Steuerkolbens 70 im Drosselbereich im ersten Bereich RI. Ferner wird der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1B eine gedrosselte Strömung zugeführt. Dadurch kann der Voreilbe trieb mit einer niedrigen Rotationsgeschwindigkeit ausgeführt werden. Somit kann die Rotationsphase beständig verriegelt werden.
Ferner ist die Federwirkung der Schraubenfeder 100 zwischen der am stärksten verzögerten Phase und der Verriegelungsphase effektiv. Außerdem bringt die Schraubenfeder 100 ein größeres Drehmoment als ein mittleres Drehmoment der Nockenwelle 2 auf den Flügelrotor 14 auf. Daher kann der Flügelrotor durch die Schraubenfeder 100 zur Verriegelungsphase vorbewegt werden. Wenn das erste Regulierelement 32A zu einer Rotationsphase entsprechend dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 vorbewegt wird, wird das erste Regulierelement 32A in den Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 eingebracht, indem die Federwirkung des ersten Federelementes 33A ausgeübt wird. Somit ist die Rotationsphasenverriegelung abgeschlossen.
(I-2) Starten der Brennkraftmaschine (Erster Bereich RI)
Vor dem Starten der Brennkraftmaschine wurde ein Arbeitsfluid noch nicht zugeführt. In einem solchen Zustand ist Luft in einem Hauptkörper der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung 1B, einem Zuführkanal der Pumpe 4 als eine Zuführquelle und Ähnlichem enthalten. Wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, wie es in den 14, 16 gezeigt ist, befindet sich der Steuerkolben 70A des Steuerventils 60A in der Steuerkolbengrundposition. Im vorliegenden Zustand steht der Voreilanschluss 661 mit dem Hauptzuführanschluss 664 in Verbindung und wird Arbeitsfluid von der Pumpe 4 jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 zugeführt. Ferner verriegelt im Phasenverriegelungsabschnitt 30A das erste Regulierelement 32A die Rotationsphase, indem eine Federwirkung des ersten Federelementes 33A in einem Zustand aufgebracht wird, in dem das erste Regulierelement 32A ein Arbeitsfluid aus der Verriegelungskammer 31 abgibt, indem die Federwirkung des ersten Federelementes 33A ausgeübt wird.
(II) Voreilbetrieb (Voreilbereich Ra)
Beispielsweise erfordert eine Brennkraftmaschine ein relativ großes Motordrehmoment, wenn diese mit einer niedrigen oder mittleren Geschwindigkeit bzw. Drehzahl betrieben wird und eine hohe Last aufgebracht wird. In einem solchen Zustand erregt die Steuerschaltung 92 die Antriebsquelle 90, um eine Antriebsleistungssteuerung des Steuerventils 60A auszuführen. Dadurch steuert die Steuerschaltung 92 den Steuerkolben 70A, um eine Bewegung zum Voreilbereich Ra, der in 17 gezeigt ist, vorzunehmen.
Folglich wird im Zusammenhang mit dem Verriegelungsbetrieb (I-1) der Voreilanschluss 661 mit dem Hauptzuführanschluss 664 verbunden und wird Arbeitsfluid von der Pumpe 4 jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 zugeführt. Außerdem steht der Verzögerungsanschluss 662 mit dem zweiten Ablaufanschluss 704b in Verbindung und wird Arbeitsfluid von jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 zum Auslasskanal 53 ausgegeben. Ferner stehen der Verriegelungsanschluss 663, der mit der Verriegelungskammer 31 über den Verriegelungskanal 200 in Verbindung steht, und der Unterzuführanschluss 665, der mit der Pumpe 4 über den Unterzuführkanal 52 in Verbindung steht, miteinander in Verbindung. Somit wird ein Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 31 zugeführt. Im Zusammenhang mit der Zuführung eines Arbeitsfluids zur Verriegelungskammer 31 wird das erste Regulierelement 32A in die Zurückziehrichtung Y entgegen der Federwirkung des ersten Federelementes 33A bewegt. Somit wird das erste Regulierelement 32A aus dem Verriegelungsaussparungsabschnitt 152 und dem ersten Regulieraussparungsabschnitt 151 zurückgezogen und wird die Verriegelung freigegeben.
Gemäß Vorbeschreibung wird, wenn der Steuerkolben 70A im Voreilbereich Ra ist, ein Arbeitsfluid jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 zugeführt und aus jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 in dem Zustand ausgelassen, in dem die Verriegelung des ersten Regulierelementes 32A freigegeben wird, indem ein Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 31 zugeführt wird. Beispielsweise wird der Steuerkolben 70A zu einer Randposition des Voreilbereiches Ra an der Seite des Verriegelungsbereiches RI in 14 bewegt. Dadurch wird eine Umführströmung eines Arbeitsfluids das Maximum zwischen den Anschlüssen 661, 664 über den maximalen Kanalbereich im Voreilbereich Ra. Daher kann das Ventilzeitverhalten schnell vorbewegt werden.
(III) Haltebetrieb (Haltebereich Rh)
Beispielsweise ist eine Brennkraftmaschine in einem Normalbetrieb, wenn ein Fahrpedal des Fahrzeugs in einer konstanten Position gehalten wird. In solch einem Zustand erregt die Steuerschaltung 9 die Antriebsquelle 90, um eine Antriebsleistungssteuerung des Steuerventils 60 auszuführen. Dadurch steuert die Steuerschaltung 92 den Steuerkolben 70A, um sich zum Haltebereich Rh, der in 18 gezeigt ist, zu bewegen.
Folglich wird der Voreilanschluss 661, der mit jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 über die Kanäle 41, 42, 43, 44 in Verbindung steht, von anderen Anschlüssen blockiert. Daher wird die Zuführung eines Arbeitsfluids zu jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 gestoppt und wird Arbeitsfluid in jede der Voreilkammern 22, 23, 24 akkumuliert. Außerdem wird der Verzögerungsanschluss 662, der mit jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 über die Kanäle 45, 46, 47, 48 in Verbindung steht, von den anderen Anschlüssen blockiert. Daher wird die Zuführung eines Arbeitsfluids in jede der Verzögerungskammern 26, 27, 28 gestoppt und wird Arbeitsfluid in jede der Verzögerungskammern 26, 27, 28 akkumuliert. Ferner stehen begleitend zum Voreilbetrieb (II) der Verriegelungsanschluss 663, der Hauptzuführanschluss 664 und der Unterzuführanschluss 665 miteinander in Verbindung. Somit wird ein Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 31 zugeführt.
Gemäß Vorbeschreibung wird, wenn der Steuerkolben 70A im Haltebereich Rh ist, ein Arbeitsfluid jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 und jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 in dem Zustand zugeführt, in dem die Verriegelung des ersten Regulierelementes 32A freigegeben wird, indem ein Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 31 zugeführt wird, in ähnlicher Weise wie beim Voreilbetrieb (II). Auf diese Weise kann das Ventilzeitverhalten aufrechterhalten werden.
(IV) Verzögerungswinkelbetrieb (Verzögerungsbereich Rr)
Beispielsweise erfordert eine Brennkraftmaschine ein relativ kleines Motordrehmoment, wenn eine niedrige Last aufgebracht wird. In einem solchen Zustand erregt die Steuerschaltung 92 die Antriebsquelle 90, um die Antriebsleistungssteuerung des Steu erventils 60A auszuführen. Dadurch steuert die Steuerschaltung 92 den Steuerkolben 70A, sodass der sich zum Verzögerungsbereich Rr, der in 19 gezeigt ist, bewegt.
Folglich werden der Voreilanschluss 661, der mit jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 über die Kanäle 41, 42, 43, 44 in Verbindung steht, und die Auslassöffnungen 666, die mit dem Auslasskanal 53 in Verbindung stehen, über den ersten Ablaufanschluss 704a und den Verbindungsanschluss 704 miteinander verbunden. Somit wird ein Arbeitsfluid von jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 ausgegeben. Außerdem werden der Verzögerungsanschluss 662, der mit jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 über die Kanäle 45, 46, 47, 48 in Verbindung steht, und der Hauptzuführanschluss 664, der mit der Pumpe 4 in Verbindung steht, miteinander über die Kanäle 45, 46, 47, 48 verbunden. Somit wird ein Arbeitsfluid von der Pumpe 4 jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 zugeführt. Ferner stehen in Begleitung zum Voreilwinkelbetrieb (II) der Verzögerungsanschluss 663 und der Unterzuführanschluss 665 miteinander in Verbindung. Somit wird ein Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 31 zugeführt.
Gemäß Vorbeschreibung wird, wenn der Steuerkolben 70A im Verzögerungsbereich Rr ist, ein Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 31 zugeführt, um die Verrieglung des ersten Hauptregulierelementes 32 freizugeben, in ähnlicher Weise wie beim Voreilwinkelbetrieb (II) und Haltebetrieb (III). Somit wird ein Arbeitsfluid jeder der Verzögerungskammern 26, 27, 28 zugeführt und wird ein Arbeitsfluid aus jeder der Voreilkammern 22, 23, 24 in dem Zustand abgegeben, in dem die Verriegelung des ersten Hauptregulierelementes 32 freigegeben ist, in ähnlicher Weise zum Voreilwinkelbetrieb (II) und dem Haltebetrieb (III). Beispielsweise wird der Steuerkolben 70A zu einer Randposition des Verzögerungsbereiches Rr bewegt, die ein bewegliches Ende in zweiter Richtung Y in 14 ist. Dadurch wird eine Zirkulationsströmung eines Arbeitsfluids maximal zwischen den Anschlüssen 662, 664 durch den maximalen Kanalbereich im Verzögerungsbereich Rr. Daher kann das Ventilzeitverhalten schnell verzögert werden.
(Anderes Ausführungsbeispiel)
Gemäß Vorbeschreibung ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele begrenzt und ist diese in der Lage, auf unterschiedliche Ausfüh rungsbeispiele angewendet zu werden, solange nicht vom Kern von dieser abgewichen wird.
Beispielsweise können die Verzögerungskammern 26, 27, 28 mit den Zweigkanälen 42, 43, 44 in Verbindung stehen und können die Voreilkammern 22, 23, 24 mit den Zweigkanälen 46, 47, 48 in Verbindung sehen. Dadurch kann der Anschluss 661, der mit den Verzögerungskammern 26, 27, 28 über die Kanäle 41, 42, 43, 44 in Verbindung steht, mit dem Hauptzuführanschluss 664 in den Bereichen RI und Ra in Verbindung stehen. Das Steuerventil 60 kann im Flügelrotor 14 aufgenommen sein. Alternativ dazu kann das Steuerventil 60 in der Nockenwelle 2 aufgenommen sein. Alternativ kann das Steuerventil 60 in einem Arbeitsfluidpfad vorgesehen sein, der sich von der Pumpe 4 zum Betätigungsabschnitt 10 über die Nockenwelle 2 erstreckt. In diesem Fall kann das Steuerventil 60 an der Stromaufwärtsseite der Nockenwelle 2 vorgesehen sein.
Im ersten Ausführungsbeispiel kann der Stift zum Regulieren der Rotationsphase von der Änderung zur Verzögerungsseite in der zweiten Regulierstruktur 10 ein einzelner Stift sein, der als ein Einzelelement konfiguriert ist. Im ersten Ausführungsbeispiel können die zweiten Komponenten der Reguliervorrichtung aus der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung weggelassen sein.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird die vorstehend genannte Struktur auf die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung für ein Einlassventil angewendet. Alternativ dazu kann die vorstehend genannte Struktur auf eine Vorrichtung zum Steuern eines Ventilzeitverhaltens eines Auslassventils (Ventiltrieb) angewendet werden. Alternativ dazu kann die vorstehend genannte Struktur auf eine Vorrichtung zum Steuern eines Ventilzeitverhaltens sowohl eines Einlassventils als auch eines Auslassventils angewendet werden.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel oder dem dritten Ausführungsbeispiel kann mit dem Unterrückschlagventil 520 in dem Unterzuführkanal 52 versehen sein. Wenn die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel oder dem dritten Ausführungsbeispiel mit dem Unterrückschlagventil 520 versehen ist, kann die gleiche Betriebswirkung wie beim ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden und kann der Verriegelungsfreigabezustand des ersten Regulierelementes 32A mit der Rückströmungsbegrenzungsfunktion aufrechterhalten werden. Daher kann das Ventilzeitverhalten im zweiten Bereich Rf schnell gesteuert werden.
Unter Zusammenfassung der vorstehenden Ausführungsbeispiele weist eine Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung zum Steuern eines Ventilzeitverhalten eines Ventils, das durch eine Nockenwelle entsprechend einem Drehmoment geöffnet und geschlossen wird, das von einer Kurbelwelle in einer Brennkraftmaschine übertragen wird, indem ein Hydraulikfluid, das begleitend mit einem Antriebsbetrieb der Brennkraftmaschine von einer Zuführquelle zugeführt wird, verwendet wird, auf:
ein Gehäuse, das mit der Kurbelwelle verriegelt und mit der Kurbelwelle drehbar ist, wobei das Gehäuse eine Aussparung hat, die von einer Innenfläche eingelassen ist,
einen Flügelrotor, der mit der Nockenwelle verriegelt ist und mit der Nockenwelle drehbar ist, wobei der Flügelrotor einen Flügel hat, der ein Inneres des Gehäuses in eine Voreilkammer und eine Verzögerungskammer in einer Rotationsrichtung unterteilt, wobei der Flügelrotor konfiguriert ist, eine Rotationsphase in Bezug auf das Gehäuse zu einer Voreilseite oder einer Verzögerungsseite zu ändern, wenn ein Hydraulikfluid der Voreilkammer oder Verzögerungskammer zugeführt wird,
eine Verriegelungseinheit mit einer Verriegelungskammer, wobei die Verriegelungseinheit konfiguriert ist, den Flügelrotor in Bezug auf das Gehäuse zu verriegeln, wenn ein Hydraulikfluid aus der Verriegelungskammer ausgegeben wird, wobei die Verriegelungseinheit konfiguriert ist, die Verriegelung freizugeben, wenn ein Hydraulikfluid der Verriegelungskammer zugeführt wird,
einen Ventilkörper mit einem Betriebsanschluss, der sowohl mit der Voreilkammer als auch der Verzögerungskammer verbindbar ist, einen Verriegelungsanschluss, der mit der Verriegelungskammer verbindbar ist, einen Zuführanschluss, der konfiguriert ist, dass diesem Hydraulikfluid von der Zuführquelle zugeführt wird, und einen Auslassanschluss, der konfiguriert ist, ein Hydraulikfluid auszugeben,
ein Ventilelement, das in eine erste Richtung und eine zweite Richtung entgegengesetzt zueinander linear beweglich ist, wobei das Ventilelement konfiguriert ist, den Betriebsanschluss und den Verriegelungsanschluss mit dem Zuführanschluss und dem Auslassanschluss jeweils zu verbinden, wenn eine Bewegung in einen ersten Bereich erfolgt, der ein Hubbereich ist, der ein Ende eines beweglichen Bereiches des Ventilelementes in die erste Richtung aufweist, wobei das Ventilelement konfiguriert ist, sowohl den Betriebsanschluss als auch den Verriegelungsanschluss mit dem Zuführanschluss zu verbinden, wenn eine Bewegung in einen zweiten Bereich erfolgt, der ein Hubbereich ist, der vom ersten Bereich in die zweite Richtung verschoben ist,
eine Vorspanneinheit, die konfiguriert ist, eine Vorspannkraft zu bewirken, um das Ventilelement in die erste Richtung vorzuspannen, wenn eine elastische Verformung auftritt, und
eine Antriebsquelle, die konfiguriert ist, eine Antriebskraft zu bewirken, damit das Ventilelement in die zweite Richtung bewegt wird.
Die Verriegelungseinheit weist auf:
ein Regulierelement, das im Flügelrotor untergebracht ist und zurück und vorwärts bewegt werden kann, wobei das Regulierelement konfiguriert ist, die Rotationsphase in eine Regulierphase zwischen einer maximal vorgeeilten Phase und einer maximal verzögerten Phase zu verriegeln, wenn eine Bewegung in eine Schubrichtung zum Schieben in die Aussparung erfolgt, wobei das Regulierelement konfiguriert ist, die Verrieglung der Rotationsphase freizugeben, wenn eine Bewegung in eine Zurückziehrichtung erfolgt, um aus der Aussparung zurückgezogen zu werden, und
ein Federelement, das konfiguriert ist, das Regulierelement in die Schubrichtung vorzuspannen, um das Regulierelement in die Aussparung zu schieben, wenn es in der Regulierphase ist, wobei das Federelement konfiguriert ist, das Regulierelement vorzuspannen, sodass diese mit einer Innenfläche des Gehäuses in Berührung ist, wenn es in einer Rotationsphase, die sich von der Regulierphase unterscheidet, ist.
Der erste Bereich ist ein Verriegelungsbereich, in dem die Rotationsphase zur Regulierphase durch das Regulierelement verriegelt ist.
Der erste Bereich weist einen Drosselbereich auf, in dem der Betriebsanschluss, der mit der Voreilkammer in Verbindung steht, mit dem Zuführanschluss in Verbindung steht, sodass eine Voreilzuführströmung, die der Voreilkammer zugeführt wird, gedrosselt wird, um geringer als eine Strömung zu sein, wenn das Ventilelement im Ende des beweglichen Bereiches in der ersten Richtung ist.
Bei der vorliegenden Struktur wird, wenn sich das Ventilelement zum ersten Bereich bewegt, um jeweils den Betriebsanschluss und den Verriegelungsanschluss mit dem Zuführanschluss und dem Auslassanschluss zu verbinden, ein Hydraulikfluid von der Zuführquelle zur Voreilkammer geführt und wird ein Hydraulikfluid aus der Verriegelungskammer ausgegeben, wodurch die Verriegelung hergestellt wird. Alternativ dazu wird, wenn sich das Ventilelement zum zweiten Bereich bewegt, um sowohl den Betriebsanschluss als auch den Verriegelungsanschluss mit dem Zuführanschluss zu verbinden, ein Hydraulikfluid von der Zuführquelle zur Verriegelungskammer und der Voreilkammer oder Verzögerungskammer geführt. Somit kann die Rotationsphase in einem Zustand geändert werden, in dem die Verriegelung freigegeben ist. Ferner wird die Voreilzuführströmung im Drosselbereich, der im ersten Bereich liegt, in dem die Rotationsphase gegenüber der Regulierphase verriegelt ist, gedrosselt, sodass diese kleiner als die Voreilzuführströmung ist, wenn das Ventilelement im Ende des beweglichen Bereiches in der ersten Richtung im ersten Bereich ist. In der vorliegenden Struktur wird im Drosselbereich, in dem eine Menge eines Hydraulikfluids, das in die Voreilkammer strömt, klein wird, die Rotationsgeschwindigkeit des Flügelrotors zur Voreilseite entsprechend der Strömung, die gesteuert wird, um klein zu sein, niedrig. Ferner steht der Verriegelungsanschluss mit dem Auslassanschluss in Verbindung, um ein Hydraulikfluid aus der Verriegelungskammer gleichzeitig mit der langsamen Phasenänderung des Flügelrotors zur Voreilseite auszugeben. Die Ausströmung eines Hydraulikfluids aus der Verriegelungskammer bewirkt, dass das Regulierelement in die Schubrichtung geschoben wird, um die Rotationsphase zu verriegeln. Bei der vorliegenden Struktur wird die Phasenänderung des Flügelrotors zur Voreilseite bei einer niedrigen Geschwindigkeit ausgeführt. Daher kann das Regulierelement einfach und beständig in die Aussparung des Gehäuses geschoben werden. In der vorliegenden Struktur der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung, in der das einzige Steuerventil mit dem Ventilelement und dem Ventilkörper angetrieben wird, können die Rotationsphasensteuerung des Flügelrotors und die Phasenverriegelungssteuerung unter Verwendung des Regulierelementes ausgeführt werden. Außerdem kann die Phasenverriegelungsleistung bei der Regulierphase verbessert werden.
Das Regulierelement kann ein Hauptregulierelement sein.
Die Verriegelungseinheit weist ferner auf:
einen Druckaufnahmeabschnitt, der im Flügelrotor untergebracht ist und vor und zurück in einer Richtung bewegbar ist, die die gleiche wie die bewegliche Richtung des Hauptregulierelementes ist, wobei der Druckaufnahmeabschnitt konfiguriert ist, dass auf diesen ein Druck in Zurückziehrichtung von einem Hydraulikfluid, das der Verriegelungskammer zugeführt wird, ausgeübt wird,
ein Unterregulierelement mit einem anderen Abschnitt, der konfiguriert ist, am Hauptregulierelement in der Zurückziehrichtung angebracht zu werden, und der konfiguriert ist, vom Hauptregulierelement in Schubrichtung beabstandet zu sein, und
ein Unterfederelement, das konfiguriert ist, das Unterregulierelement in Schubrichtung vorzuspannen.
Bei der vorliegenden Struktur wird ein Hydraulikfluid von der Zuführquelle mit einem Betrieb der Brennkraftmaschine zugeführt und wird Hydraulikfluid der Verriegelungskammer zugeführt. Die Brennkraftmaschine kann bewirken, dass eine Verriegelung gestoppt wird, bevor das Hauptregulierelement in die Aussparung geschoben wird, um die Rotationsphase innerhalb der Regulierphase zwischen der maximal vorgeeilten Phase und der maximal verzögerten Phase zu regulieren. In einem solchen Zustand verringert sich der Druck eines Hydraulikfluids, das der Verriegelungskammer zugeführt wird. Folglich wird das Unterregulierelement, das sich im Druckaufnahmeabschnitt befindet, mit Druck in Zurückziehrichtung von einem Hydraulikfluid in der Verriegelungskammer beaufschlagt. Somit bewegt sich das Unterregulierelement in Schubrichtung, indem dieses vom Unterfederelement vorgespannt wird. Im vorliegenden Zustand wird das Hauptregulierelement, an dem das Unterregulierelement über den angebrachten Abschnitt in Zurückziehrichtung angebracht ist, von dem Hauptfederelement vorgespannt, um sich mit dem Unterregulierelement zu bewegen. Daher gelangt das Hauptregulierelement mit der Innenfläche des Gehäuses in eine Rotationsphase, die sich von der Regulierphase unterscheidet, in Berührung. Somit gelangt das Hauptregulierelement mit der Innenfläche des Gehäuses in Berührung, um in Bezug auf das Gehäuse unbeweglich zu sein. Selbst nach einem solchen Zustand bewegt sich das Unterregulierelement, das von dem Federelement vorgespannt wird, um das verbleibende Hydraulikfluid in der Verriegelungskammer über den Druckaufnahmeabschnitt heraus zudrücken. Gleichzeitig ist das Unterregulierelement in der Schubrichtung in Bezug auf das Hauptregulierelement beweglich, um vom angebrachten Abschnitt beabstandet zu sein. Auf diese Weise wird bei einem Andrehbetrieb, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, die Rotationsphase zur Regulierphase geändert, indem das Schwankungsdrehmoment, das durch den Andrehbetrieb verursacht wird, aufgebracht wird, um das Hauptregulierelement in den Verriegelungsaussparungsabschnitt zu schieben. Somit kann der angebrachte Abschnitt des Hauptregulierelementes in die Schubrichtung mit einer hohen Geschwindigkeit unabhängig von einem verbleibenden Hydraulikfluid in der Verriegelungskammer bewegt werden. Daher kann die Rotationsphase weiter beständig durch die Bewegung des Hauptregulierelementes in die Schubrichtung verriegelt werden. Daher kann die Phasenverriegelungsleistung weiter verbessert werden.
Das Unterregulierelement ist an einem Außenumfang des Hauptregulierelementes angebracht. Der Flügelrotor hat einen Stützabschnitt, der konfiguriert ist, den Außenumfang des Hauptregulierelementes zu stützen. Die Verriegelungskammer ist im Flügelrotor ausgebildet und durch den Druckaufnahmeabschnitt des Unterregulierelementes entgegengesetzt zum Stützabschnitt definiert.
In der vorliegenden Struktur wird die Außenperipherie des Hauptregulierelementes, das konfiguriert ist, um mit den Unterregulierelement versehen zu werden, durch den Stützabschnitt des Flügelrotors gestützt. Außerdem ist die Verriegelungskammer durch den Druckaufnahmeabschnitt des Unterregulierelementes entgegengesetzt zum Stützabschnitt definiert. Dadurch ist es schwierig, dass der Druck des Hydraulikfluids, das der Verriegelungskammer zugeführt wird, auf das Hauptregulierelement ausgeübt wird. Daher kann ein Hydraulikfluid, das in der Verriegelungskammer verbleibt, die Bewegung des Hauptregulierelementes in Schubrichtung nicht stören. Daher kann eine Leistung der Rotationsphasenverriegelung durch die Struktur der Verriegelungseinheit sichergestellt werden.
Der Flügelrotor hat einen Voreilverbindungskanal, der mit der Voreilkammer in Verbindung steht, und einen Verzögerungsverbindungskanal, der mit der Verzögerungskammer in Verbindung steht. Das Unterregulierelement ist konfiguriert, um den Voreilverbindungskanal mit dem Verzögerungsverbindungskanal zu verbinden, wenn eine Bewegung in Schubrichtung über eine Blockadeposition hinaus erfolgt, in der das Unterregulierelement den Voreilverbindungskanal in Bezug auf den Verzögerungsverbindungskanal blockiert.
Bei der vorliegenden Struktur bewegt sich das Unterregulierelement über die Blockadeposition hinaus, indem eine Federwirkung des Unterfederelementes in eine Richtung aufgebracht wird, damit das Hydraulikfluid ausgegeben wird, wodurch gestattet wird, dass das Hauptregulierelement die Federphase verriegelt. Außerdem bewegt sich das Unterregulierelement, um den Voreilverbindungskanal mit dem Verzögerungsverbindungskanal in Verbindung zu bringen. Daher steht die Voreilkammer ebenfalls mit der Verzögerungskammer in Verbindung. Wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, befindet sich das Ventilelement im Ende des beweglichen Bereiches in erster Richtung und befindet sich dieses im ersten Bereich. Im vorliegenden Zustand steht der Betriebsanschluss, der mit der Voreilkammer in Verbindung ist, mit dem Zuführanschluss in Verbindung. Daher wird ein Hydraulikfluid, das von der Zuführquelle gefördert wird, der Voreilkammer zugeführt. Wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, wird ein Hydraulikfluid von der Zuführquelle zugeführt. Daher strömt ein Hydraulikfluid durch die Voreilkammer, den Voreilverbindungskanal, den Verzögerungsverbindungskanal, die Verzögerungskammer und den Betriebsanschluss, der mit der Verzögerungskammer in Verbindung steht, und den Auslassanschluss in dieser Reihenfolge. Somit wird ein Hydraulikfluid, das vom Auslassanschluss ausgegeben wird, der Voreilkammer durch die Zuführquelle zugeführt. Auf diese Weise wird ein Hydraulikfluid, das von der Zuführquelle zugeführt wird, schnell über den Umführpfad umgeführt. Daher wird Luft, die im Umführpfad enthalten ist, durch ein Hydraulikfluid ersetzt und wird die ersetzte Luft ausgeben. Daher breitet sich, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, ein Hydraulikfluid schnell in der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung aus. Dadurch kann eine Wartezeit zum Starten der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung verkürzt werden, und kann die Phasensteuerung, die für einen Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlich ist, schnell ausgeführt werden.
Das Gehäuse hat ein Luftloch, das zur Atmosphäre geöffnet ist. Das Luftloch stellt die Verbindung zwischen dem Voreilverbindungskanal und dem Verzögerungsverbin dungskanal her, wenn sich das Unterregulierelement in Schubrichtung über die Blockadeposition hinaus bewegt.
In der vorliegenden Struktur bewegt sich, wenn die Brennkraftmaschine stoppt, bevor die Rotationsphase durch das Hauptregulierelement verriegelt ist, das in Schubrichtung bewegt ist, das Unterfederelement in Schubrichtung über die Blockadeposition hinaus, um das Luftloch mit den Verbindungskanälen zu verbinden. Unter einem solchen Verbindungszustand kann, selbst wenn ein Hydraulikfluid in einer der Kammern Voreilkammern und Verzögerungskammer beim Andrehprozess verbleibt, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, ein Hydraulikfluid, das in der einen Kammer verbleibt, zur anderen Kammer über den Voreilverbindungskanal und den Verzögerungsverbindungskanal bewegt werden, die sowohl mit der Voreilkammer als auch mit der Verzögerungskammer in Verbindung stehen. Außerdem kann beim Startvorgang, selbst wenn die Viskosität eines Hydraulikfluids hoch ist und ein solches Hydraulikfluid aufgrund beispielsweise der Verschlechterung, Kälte oder Ähnlichem schwierig zu bewegen ist, Luft der Voreilkammer und der Verzögerungskammer über das Luftloch zugeführt werden. Daher können, wenn die Rotationsphase zur Regulierphase geändert wird und wenn das Hauptregulierelement in den Verriegelungsaussparungsabschnitt geschoben wird, die folgenden Zustände beschränkt werden: Verringerung bei einer Geschwindigkeit einer Rotationsphasenveränderung aufgrund eines Hydraulikfluids, das in der Voreilkammer oder Verzögerungskammer verbleibt, und Verringerung bei einer Geschwindigkeit einer Rotationsphasenänderung aufgrund eines Unterdrucks, der in der Voreilkammer oder der Verzögerungskammer aufgrund einer Erhöhung in einem Volumen verursacht wird, die durch ein schwankendes Drehmoment bei einem Andrehprozess verursacht wird. Daher kann ein Startverhalten der Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung verbessert werden, um die Rotationsphase, die zum Schieben des Hauptregulierelementes in den Verriegelungsaussparungsabschnitt erforderlich ist, schnell zu ändern.
Ein Öffnungsbereich des Luftloches ist größer als ein Kanalquerschnitt des Voreilverbindungskanales und des Verzögerungsverbindungskanales. In diesem Fall wird in einem Verbindungspfad, der durch das Unterregulierelement gebildet wird, das in die Schubrichtung bewegt wird, um das Luftloch mit dem Voreilverbindungskanal und dem Verzögerungsverbindungskanal zu verbinden, ein Strömungswiderstand von Luft kleiner als ein Strömungswiderstand eines Hydraulikfluids. Daher wird bei einem Andrehvorgang, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, in einem Zustand, in dem das Luftloch mit dem Voreilverbindungskanal und dem Verzögerungskanal in Verbindung steht, ein Hydraulikfluid begrenzt in Bezug auf die Leckage aus der Voreilkammer und der Verzögerungskammer, die jeweils mit dem Voreilverbindungskanal und dem Verzögerungsverbindungskanal in Verbindung stehen. Somit kann Luft in einfacher Weise der Voreilkammer und der Verzögerungskammer zugeführt werden. Daher wird, wenn die Rotationsphase zur Regulierphase geändert wird und wenn das Hauptregulierelement in den Verriegelungsaussparungsabschnitt geschoben wird, die Geschwindigkeitsänderung der Rotationsphase verbessert und kann ein Startverhalten der Ventilzeitverhaltesteuervorrichtung verbessert werden.
Der Flügelrotor hat einen Voreilverbindungskanal, der mit der Voreilkammer in Verbindung steht, und einen Verzögerungsverbindungskanal, der mit der Verzögerungskammer in Verbindung steht. Das Regulierelement ist konfiguriert, den Voreilverbindungskanal mit dem Verzögerungsverbindungskanal zu verbinden, wenn eine Bewegung in Schubrichtung über eine Blockadeposition hinaus erfolgt, in der das Regulierelement den Voreilverbindungskanal in Bezug auf Verzögerungsverbindungskanal blockiert.
Bei der vorliegenden Struktur bewegt sich das Regulierelement über die Blockadeposition hinaus, indem eine Federwirkung des Federelementes in eine Richtung aufgebracht wird, damit ein Hydraulikfluid ausgegeben wird, wodurch gestattet wird, dass das Regulierelement die Federwirkungsphase verriegelt. Außerdem bewegt sich das Regulierelement, um den Voreilverbindungskanal mit dem Verzögerungsverbindungskanal zu verbinden. Daher steht die Voreilkammer ebenfalls mit der Verzögerungskammer in Verbindung. Wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, befindet sich das Ventilelement im Ende des beweglichen Bereiches in der ersten Richtung und befindet sich dieses im ersten Bereich. Im vorliegenden Zustand steht der Betriebsanschluss, der mit der Voreilkammer in Verbindung steht, mit dem Zuführanschluss in Verbindung. Daher wird ein Hydraulikfluid, das von der Zuführquelle zugeführt wird, der Voreilkammer zugeführt. Wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, wird ein Hydraulikfluid von der Zuführquelle zugeführt. Dadurch strömt ein Hydraulikfluid durch die Voreilkammer, den Voreilverbindungskanal, den Verzögerungsverbindungskanal, die Verzögerungskammer und den Betriebsanschluss, der mit der Verzögerungskammer in Verbindung steht, und den Auslassanschluss in dieser Reihenfolge. Somit wird ein Hydraulikfluid, das von dem Auslassanschluss ausgegeben wird, der Voreilkammer durch die Zuführquelle zugeführt. Auf diese Weise wird ein Hydraulikfluid, das von der Zuführquelle zugeführt wird, schnell über den Umführpfad umgeführt. Daher wird Luft, die im Umführpfad enthalten ist, mit einem Hydraulikfluid ersetzt und wird die ersetzte Luft ausgegeben. Daher verteilt sich, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, ein Hydraulikfluid schnell in der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung. Dadurch kann eine Wartezeit zum Starten der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung verkürzt werden und kann die Phasensteuerung, die für einen Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlich ist, schnell ausgeführt werden.
Die Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung weist ferner eine Unterstützungsfeder auf, die eine Vorspannkraft aufbringt, die größer als ein Mittelwert eines Schwankungsdrehmoments ist, das von der Nockenwelle übermittelt wird und zur Verzögerungsseite im Mittel exzentrisch aufgebracht wird, wobei die Unterstützungsfeder den Flügelrotor zur Voreilseite hin entgegen dem Schwankungsdrehmoment vorspannt. Die Vorspannkraft der Unterstützungsfeder verschwindet an der Voreilseite in Bezug auf die Regulierphase.
Bei der vorliegenden Struktur ermöglicht, wenn diese an der Verzögerungsseite in Bezug auf die Regulierphase ist, die Unterstützungsfeder die Änderung der Rotationsphase zur Regulierphase, indem eine Vorspannkraft der Unterstützungsfeder aufgebracht wird, wenn die Brennkraftmaschine stoppt. Im Gegensatz dazu kann, wenn diese an der Voreilseite in Bezug auf die Regulierphase ist, die Rotationsphase zur Regulierphase geändert werden, wenn die Brennkraftmaschine stoppt, indem ein Schwankungsdrehmoment verwendet wird, das exzentrisch zur Verzögerungsseite im Mittel wirkt. In der vorliegenden Struktur kann die Brennkraftmaschine beständig gestartet werden, indem die Rotationsphase von beiden Seiten beim Verbrennungsmotorstartbetrieb gesteuert wird. Somit kann ein Phasenverriegelungsverhalten bei der Regulierphase verbessert werden.
Ferner steht im Drosselbereich der Betriebsanschluss, der mit der Verzögerungskammer in Verbindung steht, mit dem Auslassanschluss in Verbindung. Dadurch wird eine Verzögerungsablaufströmung, die von der Verzögerungskammer ausgegeben wird, gedrosselt, sodass diese kleiner als eine Strömung ist, wenn sich das Ventilelement am Ende des beweglichen Bereiches in der ersten Richtung befindet.
In der vorliegenden Struktur werden sowohl eine Voreilzuführströmung als auch eine Verzögerungsablaufströmung im Drosselbereich im ersten Bereich gedrosselt. Die Rotationsphase kann in einem Zustand verriegelt werden, in dem die Nockendrehmomentschwankung groß ist. In einem solchen Zustand kann, selbst wenn ein Hydraulikfluid aus der Verzögerungskammer ausgegeben wird und Luft in die Verzögerungskammer aufgrund der Schwankung des Flügelrotors strömt, eine Änderung in der Rotationsphase durch das Drosseln sowohl der Voreilzuführströmung als auch der Verzögerungsablaufströmung im Drosselbereich in einem Zustand begrenzt werden, in dem die Verriegelung im nachfolgenden Zustand freigegeben wird.
Das Ventilelement ist im Ventilkörper linear beweglich. Das Ventilelement hat einen ringförmigen ersten Drosselabschnitt, der in einer Radialrichtung von einem Außenumgang des Ventilelementes vorsteht. Ein Voreilzuführkanal ist zwischen dem ersten Drosselabschnitt und dem Ventilkörper ausgebildet, um die Verbindung zwischen dem Betriebsanschluss, der mit der Voreilkammer in Verbindung steht, und dem Zuführanschluss herzustellen. Ein Querschnittsbereich des Voreilzuführkanals, wenn sich das Ventilelement im Drosselbereich befindet, wird gesteuert, um kleiner zu sein im Vergleich zum Querschnittsbereich des Voreilzuführkanals, wenn das Ventilelement im Ende des beweglichen Bereiches in der ersten Richtung ist.
In der vorliegenden Struktur ist der Drosselbereich, der sich im ersten Bereich befindet, ausgebildet, indem der ringförmige erste Drosselabschnitt vorgesehen wird, sodass dieser in Radialrichtung vom Außenumfang des Ventilelementes vorsteht. In der vorliegenden Struktur ist es ausreichend, das Ventilelement auszubilden, sodass dieses einen Querschnittsbereich des Voreilzuführkanals hat, der zwischen dem ersten Dros selabschnitt und dem Ventilkörper ausgebildet ist, sodass eine Voreilzuführströmung als eine gewünschte Drosselströmung erhalten wird. Daher kann die Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung mit dem Drosselbereich mit einer hohen Produktivität hergestellt werden.
Das Ventilelement hat einen ringförmigen zweiten Drosselabschnitt, der in einer Radialrichtung vom Außenumfang des Ventilelementes vorsteht. Ein Verzögerungsablaufkanal ist zwischen dem zweiten Drosselabschnitt und dem Ventilkörper ausgebildet, um den Betriebsanschluss, der mit der Verzögerungskammer in Verbindung steht, mit dem Auslassanschluss zu verbinden. Ein Querschnittsbereich des Verzögerungsablaufkanales, wenn das Ventilelement im Drosselbereich ist, wird gesteuert, um im Vergleich zu einem Querschnittsbereich des Verzögerungsablaufkanales kleiner zu sein, wenn das Ventilelement im Ende des beweglichen Bereiches in erster Richtung ist.
In der vorliegenden Struktur wird der Drosselbereich, der sich im ersten Bereich befindet, ausgebildet, indem der ringförmige zweite Drosselabschnitt vorgesehen wird, sodass dieser in Radialrichtung vom Außenumfang des Ventilelementes vorsteht. In der vorliegenden Struktur ist es ausreichend, das Ventilelement auszubilden, sodass dieses einen Querschnittsbereich des Verzögerungsablaufkanales hat, der zwischen dem zweiten Drosselabschnitt und dem Ventilkörper vorgesehen ist, sodass ein Verzögerungsablaufstrom als ein gewünschter Drosselstrom erhalten wird. Daher kann die Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung mit dem Drosselbereich mit einer hohen Produktivität hergestellt werden. Außerdem wird, wenn ein Verbindungskanal vorgesehen ist, um die Voreilkammer mit der Verzögerungskammer zu verbinden, die Verzögerungsablaufströmung im Drosselbereich zusätzlich zur Voreilzuführströmung gedrosselt. Daher kann die langsame Phasenänderung des Flügelrotors zur Voreilseite weiter unterstützt werden.
Das Ventilelement 70 hat eine Vielzahl von ringförmigen Stegen 700 bis 703, die in Bezug auf den Innenumfang des Hülsenabschnitts 66 des Ventilkörpers 61 gleitfähig sind. Jeder der ersten Drosselabschnitte 710 und zweiten Drosselabschnitte 711 hat einen Durchmesser, der kleiner als ein Durchmesser der Vielzahl an ringförmigen Stegen 700 bis 703 ist.
Die vorstehenden Verarbeitungen, wie zum Beispiel Berechnungen und Bestimmungen, sind nicht darauf begrenzt, durch den Steuerabschnitt 40, 41A ausgeführt und vorgenommen zu werden. Die Steuereinheit kann unterschiedliche Strukturen einschließlich des Steuerabschnitts 40, 40A, die als Beispiel gezeigt sind, haben.
Es wird eingeschätzt, dass die Prozesse der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung hier beschrieben wurden, dass diese eine spezifische Abfolge von Schritten sind, weitere alternative Ausführungsbeispiele einschließlich verschiedener anderer Sequenzen dieser Schritte und/oder zusätzliche Schritte, die nicht hier offenbart sind, als in den Schritten der vorliegenden Erfindung beabsichtigt sind.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen können in einer Vielzahl bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen vorgenommen werden, ohne vom Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Somit weist ein Flügelrotor (14) einen Flügel (141) auf, um eine Voreilkammer (22) von einer Verzögerungskammer (26) zu trennen. Ein Ventilelement (70) stellt die Verbindung zwischen einem Verriegelungsanschluss (663) und einem Auslassanschluss (666, 667) her, um ein Fluid aus dem Verriegelungsanschluss (663) abzulassen, wenn eine Bewegung in einen ersten Bereich (RI) stattfindet, der ein Ende eines beweglichen Bereiches in der ersten Richtung (X) aufweist. Das Regulierelement (32) bewegt sich im Flügelrotor (14) in eine Schubrichtung (X) in einer Aussparung (151, 152), die von einer Innenfläche des Gehäuses (11) ausgespart ist, wobei eine Vorspannung von einem Federelement (33, 35) erfolgt, um die Rotationsphase in einer Regulierphase im ersten Bereich (RI) zu verriegeln, wenn ein Fluid aus der Verriegelungskammer (31) abgelassen wird. Das Ventilelement (70) ist konfiguriert, einen Betriebsanschluss (661, 662) mit einem Zuführanschluss (664) zu verbinden, um ein Fluid der Voreilkammer (22) zuzuführen, wenn es in einem Drosselbereich im ersten Bereich (RI) ist, sodass eine Strömung eines Fluids, das der Voreilkammer (22) zugeführt wird, gedrosselt wird, um kleiner als eine Strömung eines Fluids zu sein, wenn das Ventilelement (70) am Ende des beweglichen Bereiches in der ersten Richtung (X) ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 2002/0139332 A1 [0002, 0003, 0003, 0003, 0003, 0005, 0115]
- JP 2002-357105 A [0002]

Claims

Eine Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung zum Steuern eines Ventilzeitverhaltens eines Ventils, das konfiguriert ist, durch eine Nockenwelle geöffnet und geschlossen zu werden, entsprechend einem Drehmoment, das von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors übertragen wird, wobei die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung konfiguriert ist, das Ventilzeitverhalten zu steuern, indem ein Hydraulikfluid verwendet wird, das von einer Zuführquelle (4) mit einem Antriebsbetrieb der Brennkraftmaschine zugeführt wird, wobei die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung aufweist: ein Gehäuse (11), das mit der Kurbelwelle drehbar ist, wobei das Gehäuse (11) eine Aussparung (151, 152) hat, die von einer Innenfläche des Gehäuses (11) eingelassen ist, einen Flügelrotor (14), der mit der Nockenwelle drehbar ist, wobei der Flügelrotor (14) einen Flügel (141) hat, der ein Inneres des Gehäuses (11) in eine Voreilkammer (22) und eine Verzögerungskammer (26) in eine Rotationsrichtung unterteilt, wobei der Flügelrotor (14) konfiguriert ist, eine Rotationsphase in Bezug auf das Gehäuse (11) zu einer Voreilseite oder einer Verzögerungsseite dementsprechend zu ändern, wenn ein Hydraulikfluid der Voreilkammer (22) oder der Verzögerungskammer (26) zugeführt wird, eine Verriegelungseinheit mit einer Verriegelungskammer (31), wobei die Verriegelungseinheit konfiguriert ist, den Flügelrotor (14) in Bezug auf das Gehäuse (11) zu verriegeln, wenn ein Hydraulikfluid aus der Verriegelungskammer (31) ausgegeben wird, wobei die Verriegelungseinheit konfiguriert ist, die Verriegelung freizugeben, wenn ein Hydraulikfluid der Verriegelungskammer (31) zugeführt wird, einen Ventilkörper (61) mit einem Betriebsanschluss (661, 662), der mit der Voreilkammer (22) und der Verzögerungskammer (26) verbindbar ist, einem Verriegelungsanschluss (663), der mit der Verriegelungskammer (31) verbindbar ist, einem Zuführanschluss (664), der konfiguriert ist, mit einem Hydraulikfluid von der Zuführquelle (4) gespeist zu werden, und einem Auslassanschluss (666, 667), der konfiguriert ist, ein Hydraulikfluid auszugeben, ein Ventilelement (70), das in entgegengesetzte Richtungen einschließlich einer ersten Richtung (X) und einer zweiten Richtung (Y) linear beweglich ist, wobei das Ventilelement (70) konfiguriert ist, den Betriebsanschluss (661, 662) und den Verriege lungsanschluss (663) jeweils mit dem Zuführanschluss (664) und dem Auslassanschluss (666, 667) zu verbinden, wenn eine Bewegung in einen ersten Bereich (RI) stattfindet, der ein Hubbereich mit einem Ende eines beweglichen Bereiches des Ventilelementes (70) in erster Richtung (X) ist, wobei das Ventilelement (70) konfiguriert ist, sowohl den Betriebsanschluss (661, 662) als auch den Verriegelungsanschluss (663) mit dem Zuführanschluss (664) zu verbinden, wenn eine Bewegung in einem zweiten Bereich (Rf) erfolgt, der ein Hubbereich ist, der in Bezug auf den ersten Bereich (RI) in die zweite Richtung (Y) verschoben ist, eine Vorspanneinheit (80), die konfiguriert ist, zu bewirken, dass eine Vorspannkraft das Ventilelement (70) in die erste Richtung (X) vorspannt, wenn eine elastische Verformung auftritt, und eine Antriebsquelle (90), die konfiguriert ist, zu bewirken, dass eine Antriebskraft das Ventilelement (70) in die zweite Richtung (Y) bewegt, wobei die Verriegelungseinheit aufweist: ein Regulierelement (32), das im Flügelrotor (14) untergebracht ist und vor und zurück bewegbar ist, wobei das Regulierelement (32) konfiguriert ist, die Rotationsphase in einer Regulierphase zwischen einer maximal vorgeeilten Phase und einer maximal verzögerten Phase zu verriegeln, wenn eine Bewegung in eine Schubrichtung (X) stattfindet, um ein Schieben in die Aussparung (151, 152) auszuführen, wobei das Regulierelement (32) konfiguriert ist, die Verriegelung der Rotationsphase freizugeben, wenn eine Bewegung in eine Zurückziehrichtung (Y) erfolgt, um aus der Aussparung (151, 152) zurückgezogen zu werden, und ein Federelement (33, 35), das konfiguriert ist, das Regulierelement (32) in die Schubrichtung (X) vorzuspannen, um das Regulierelement (32) in die Aussparung (151, 152) zu schieben, wenn es in der Regulierphase ist, wobei das Federelement (33, 35) konfiguriert ist, das Regulierelement (32) vorzuspannen, um mit einer Innenfläche des Gehäuses (11) in Berührung zu sein, wenn es in einer Rotationsphase ist, die sich von der Regulierphase unterscheidet, wobei der erste Bereich (RI) ein Verriegelungsbereich ist, in dem das Verriegelungselement (32) die Rotationsphase in der Regulierphase verriegelt, und der erste Bereich (RI) einen Drosselbereich aufweist, in dem der Betriebsanschluss (661, 662), der mit der Voreilkammer (22) in Verbindung steht, weiter mit dem Zuführanschluss (664) in Verbindung steht, sodass eine Voreilzuführströmung, die der Voreilkammer (22) zugeführt wird, gedrosselt wird, sodass diese niedriger als eine Voreilzuführströmung ist, wenn sich das Ventilelement (70) am Ende des beweglichen Bereiches in der ersten Richtung (X) befindet.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Regulierelement (32) ein Hauptregulierelement (32) ist, wobei die Verriegelungseinheit ferner aufweist: ein Unterregulierelement (34) mit einem Druckaufnahmeabschnitt (340), der im Flügelrotor (14) untergebracht ist und in einer Richtung vor- und zurückbewegbar ist, die die gleiche wie eine bewegliche Richtung des Hauptregulierelements (32) ist, wobei der Druckaufnahmeabschnitt (340) konfiguriert ist, einen Druck in die Zurückziehrichtung (Y) von einem Hydraulikfluid aufzunehmen, das der Verrieglungskammer (31) zugeführt wird, wobei das Unterregulierelement (34) ferner einen angebrachten Abschnitt (341) hat, der konfiguriert ist, am Hauptregulierelement (32) angebracht zu werden, wenn eine Bewegung in Zurückziehrichtung (Y) stattfindet, und der konfiguriert ist, in Bezug auf das Hauptregulierelement (32) beabstandet zu sein, wenn eine Bewegung in Schubrichtung (X) erfolgt, und ein Unterfederelement (35), das konfiguriert ist, das Unterregulierelement (34) in die Schubrichtung (X) vorzuspannen.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Unterregulierelement (34) an einem Außenumfang des Hauptregulierelementes (32) angebracht ist, der Flügelrotor (14) einen Stützabschnitt (311) hat, der konfiguriert ist, den Außenumfang des Hauptregulierelementes (32) zu stützen und die Verriegelungskammer (31) im Flügelrotor (14) ausgebildet ist und durch den Druckaufnahmeabschnitt (340) des Unterregulierelementes (34) definiert ist, wobei der Druckaufnahmeabschnitt (340) entgegengesetzt zum Stützabschnitt (311) ist.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Flügelrotor (14) einen Voreilverbindungskanal (201), der mit der Voreilkammer (22) in Verbindung steht, und einen Verzögerungsverbindungskanal (202), der mit der Verzögerungskammer (26) in Verbindung steht, hat und das Unterregulierelement (34) konfiguriert ist, um den Voreilverbindungskanal (201) mit dem Verzögerungsverbindungskanal (202) zu verbinden, wenn eine Bewegung in Schubrichtung (X) über eine Blockadeposition hinaus stattfindet, in der das Unterregulierelement (34) den Voreilverbindungskanal (201) in Bezug auf den Verzögerungsverbindungskanal (202) blockiert.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Gehäuse (11) ein Luftloch (203) hat, das zu einer Atmosphäre geöffnet ist, und das Luftloch (203) mit einem Raum zwischen dem Voreilverbindungskanal (201) und Verzögerungsverbindungskanal (202) in Verbindung steht, wenn sich das Unterregulierelement (34) in Schubrichtung (X) über die Blockadeposition hinaus bewegt.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei ein Öffnungsbereich des Luftlochs (203) größer als ein Kanalquerschnitt des Voreilverbindungskanals (201) und des Verzögerungsverbindungskanals (202) ist.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Flügelrotor (14) einen Voreilverbindungskanal (201), der mit der Voreilkammer (22) in Verbindung steht, und einen Verzögerungsverbindungskanal (202), der mit der Verzögerungskammer (26) in Verbindung steht, hat, und das Regulierelement (32) konfiguriert ist, den Voreilverbindungskanal (201) mit dem Verzögerungsverbindungskanal (202) zu verbinden, wenn eine Bewegung in die Schubrichtung (X) über eine Blockadeposition hinaus erfolgt, in der das Regulierelement (32) den Voreilverbindungskanal (201) in Bezug auf den Verzögerungsverbindungskanal (202) blockiert.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist: eine Unterstützungsfeder (100), die konfiguriert ist, eine Vorspannkraft aufzubringen, um den Flügelrotor (14) zu der Voreilseite entgegen einem Schwankungsdrehmoment vorzuspannen, das von der Nockenwelle übertragen wird und zur Verzögerungsseite im Mittel exzentrisch aufgebracht wird, wobei die Vorspannkraft größer als ein Mittelwert des Schwankungsdrehmoments ist, wobei die Unterstützungsfeder (100) konfiguriert ist, die Vorspannkraft auf die Voreilseite in Bezug auf die Regulierphase nicht aufzubringen.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Betriebsanschluss (662), der mit der Verzögerungskammer (26) in Verbindung steht, ferner mit dem Auslassanschluss (666, 667) in Verbindung steht, wenn das Ventilelement (70) im Drosselbereich ist, sodass eine Verzögerungsablaufströmung, die von der Verzögerungskammer (26) ausgegeben wird, wenn sich das Ventilelement (70) im Drosselbereich befindet, gedrosselt wird, um kleiner als eine Verzögerungsablaufströmung zu sein, die von der Verzögerungskammer (26) ausgegeben wird, wenn das Ventilelement (70) am Ende des beweglichen Bereiches in der ersten Richtung (X) ist.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Ventilelement (70) im Ventilgehäuse (61) linear beweglich ist, wobei das Ventilelement (70) einen ringförmigen ersten Drosselabschnitt (710) hat, der in Radialrichtung von einem Außenumfang des Ventilelementes (70) vorsteht, wobei der erste Drosselabschnitt (710) und der Ventilkörper (61) einen Voreilzuführkanal zwischen einander bilden, um den Betriebsanschluss (661), der mit der Voreilkammer (22) in Verbindung steht, mit dem Zuführanschluss (664) zu verbinden, und ein Querschnittsbereich des Voreilzuführkanals, wenn das Ventilelement (70) im Drosselbereich ist, gesteuert wird, um kleiner als ein Querschnittsbereich des Voreilzuführkanals zu sein, wenn das Ventilelement (70) am Ende des beweglichen Bereiches in der ersten Richtung (X) ist.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Ventilelement (70) einen ringförmigen zweiten Drosselabschnitt (711) hat, der in Radialrichtung vom Außenumfang des Ventilelementes (70) vorsteht, wobei der zweite Drosselabschnitt (711) und der Ventilkörper (61) einen Verzögerungsablaufkanal zwischen einander bilden, um den Betriebsanschluss (662), der mit der Verzögerungskammer (26) in Verbindung steht, mit dem Auslassanschluss (666, 667) zu verbinden, und ein Querschnittsbereich des Verzögerungsablaufkanals, wenn das Ventilelement (70) im Drosselbereich ist, gesteuert wird, um kleiner als ein Querschnittsbereich des Verzögerungsablaufkanals zu sein, wenn das Ventilelement (70) am Ende des beweglichen Bereiches in der ersten Richtung (X) ist.
Die Ventilzeitverhalten-Steuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Ventilelement (70) eine Vielzahl von ringförmigen Stegen (700–703) hat, die in Bezug auf den Innenumfang eines Hülsenabschnitts (66) des Ventilkörpers (61) gleitfähig sind, und sowohl der erste Drosselabschnitt (710) als auch der zweite Drosselabschnitt (711) einen Durchmesser haben, der kleiner als ein Durchmesser der Vielzahl von ringförmigen Stegen (700–703) ist.