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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Anmeldung betrifft ein Kraftstoffpumpen-Antriebssystem,
das mit Aktoren für
veränderliche
Nockensteuerung gekoppelt ist.
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Hintergrund und Zusammenfassung
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Motoren
mit Kraftstoffdirekteinspritzung können Hochdruck-Kraftstoffpumpen
verwenden, um den Einspritzvorrichtungen ausreichend Kraftstoffdruck
zu liefern. In manchen Beispielen kann die Hochdruck-Kraftstoffpumpe
durch einen Nockenbuckel an der Motornockenwelle angetrieben werden. In
manchen Fällen
kann ein solcher Kraftstoffpumpen-Nockenbuckel in die Nockenwelle
integriert sein, wobei die Ventilsteuerzeiten während des Motorbetriebs aktiv
phasengeregelt werden.
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Die
Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben bei solchen früheren Vorgehensweisen
ein Problem erkannt, da die Kraftstoffpumpe typischerweise „stromabwärts” (bezogen
auf Kraftfluss) der hydraulischen Aktoren angetrieben wird, die
zum aktiven Anpassen der Steuerzeiten der Einlass- und Auslassnocken
verwendet werden. Bei früheren
Vorgehensweisen kann die Kraftstoffpumpe zum Beispiel an einer Nockenwellenseite
eines Aktors für veränderliche
Nockensteuerung (VCT, kurz vom engl. Variable Cam Timing) angetrieben
werden, wogegen der VCT-Aktor an der Kurbelwellenseite des Aktors
durch die Kurbelwelle angetrieben wird, z. B. mittels einer Steuerkette.
In solchen Situationen muss bei Anpassen der Phasenregelung des VCT-Aktors
der Aktor unter Umständen
gegen einen signifikanten Widerstand der Kraftstoffpumpe arbeiten.
Daher kann das Betätigen
einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf solche Weise die transiente
Steuerung der Ventilsteuerzeiten nachteilig beeinflussen, zum Beispiel
durch signifikantes Verringern der Schaltgeschwindigkeit des VCT-Aktors.
Wenn die Schaltgeschwindigkeit zu niedrig wird, können die Leistung,
die Emissionen und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Motors verschlechtert
sein.
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In
einem Beispiel kann ein Teil der vorstehenden Probleme durch ein
System für
einen Motor angegangen werden, der von einer Motorkurbelwelle angetrieben
wird. Ein solches System kann eine erste veränderliche Nockenvorrichtung,
die einen ersten hydraulischen Aktor umfasst, und eine zweite veränderliche
Nockenvorrichtung, die einen zweiten hydraulischen Aktor umfasst,
umfassen. Das System kann weiterhin einen dazwischen befindlichen
Kraftübertragungsmechanismus,
beispielsweise ein Zahnrad oder eine Antriebswelle, umfassen, der
zwischen der ersten veränderlichen
Nockenvorrichtung und der zweiten veränderlichen Nockenvorrichtung stromaufwärts – in einer
Richtung von Kraftfluss von der Motorkurbelwelle – des ersten
hydraulischen Aktors und des zweiten hydraulischen Aktors eingebaut ist.
Das System kann weiterhin eine Hilfsvorrichtung, beispielsweise
eine Kraftstoffpumpe, umfassen, die mit dem dazwischen befindlichen
Kraftübertragungsmechanismus
gekoppelt und von diesem angetrieben ist.
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Auf
diese Weise kann sich das Widerstandsmoment der Kraftstoffpumpenbetätigung stromaufwärts des
ersten und zweiten hydraulischen Aktors befinden (z. B. an einer
Kettenradseite der VCT-Aktoren). Somit kann eine Anpassung der veränderlichen
Nockenwellen, zum Beispiel der veränderlichen Nockensteuerzeiten,
präziser
vorgesehen werden, da Anpassungen der Nockenwelle nicht das Widerstandsmoment
der Kraftstoffpumpe überwinden müssen.
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Weiterhin
kann das Kraftstoffpumpen-Antriebssystem als sekundärer Steuertrieb,
der die Gehäuse
der ersten und zweiten VCT-Vorrichtung koppelt, sowie als Antrieb
für die
Kraftstoffpumpe dienen. In dem Beispiel der Antriebswelle kann dieser
eine erste und zweite Nockenwelle in einer Konfiguration mit obenliegender
Nockenwelle drehend koppeln, und somit kann auf eine Steuerkette
oder einen Steuerriemen zwischen den beiden Nockenwellen verzichtet
werden. Zudem kann die beanspruchte Konfiguration so bemessen werden,
dass sie zwischen die Einlass- und
Auslassnockenwelle passt, wo in Anbetracht der physikalischen Beschränkungen
der Konfiguration eine Kette nicht geeignet sein mag.
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Es
versteht sich, dass die vorstehende Zusammenfassung vorgesehen ist,
um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen,
die in der eingehenden Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie
soll nicht Schlüsselmerkmale
oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands festlegen,
dessen Schutzumfang einzig durch die Ansprüche dargelegt ist, die auf
die eingehende Beschreibung folgen. Weiterhin ist der beanspruchte Gegenstand
nicht auf Umsetzungen beschränkt,
die vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung dargelegte
Nachteile lösen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
einen beispielhaften Motor gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung.
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2 zeigt
ein Blockdiagramm einer Ausführungsform
eines Kraftstoffpumpen-Antriebssystems.
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3 zeigt
ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform eines Kraftstoffpumpen-Antriebssystems.
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4 zeigt
eine schematische Darstellung eines Kraftstoffpumpen-Antriebssystems.
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5 zeigt
eine schematische Darstellung einer Vorderansicht des Kraftstoffpumpen-Antriebssystems
von 4.
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6 zeigt
eine andere schematische Darstellung einer Vorderansicht des Kraftstoffpumpen-Antriebssystems
von 4.
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7 zeigt
ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform eines Kraftstoffpumpen-Antriebssystems.
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Eingehende Beschreibung
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Hierin
werden Ausführungsformen
eines Kraftstoffpumpen-Antriebssystems, das stromaufwärts (bezogen
auf Kraftfluss) von hydraulischen Aktoren eines veränderlichen
Nockensteuerungssystems betätigt
wird, und Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftstoffpumpen-Antriebssystems
offenbart. Ein solches Kraftstoffpumpensystem kann wie hier nachstehend
beschrieben mit einem Motor genutzt werden.
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1 ist
ein schematisches Diagramm, das einen Zylinder eines Mehrzylindermotors 100 zeigt, der
in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann.
Der Motor 100 kann zumindest teilweise durch ein (nicht
gezeigtes) Steuersystem und durch Eingabe von einem Fahrzeugbediener
mittels einer Eingabevorrichtung gesteuert werden. Eine solche Eingabevorrichtung
kann ein Gaspedal und einen Pedalstellungssensor zum Erzeugen eines proportionalen
Pedalstellungssignals umfassen. Ein Brennraum (d. h. Zylinder) 130 des
Motors 100 kann Brennraumwände 132 mit einem
darin positionierten Kolben 136 umfassen. Der Kolben 136 kann
mit einer Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, so dass eine
Hubbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt
wird. Die Kurbelwelle 140 kann mittels eines dazwischen
befindlichen Getriebesystems mit mindestens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs
gekoppelt sein. Weiterhin kann ein Anlasser mittels einer Schwungscheibe
mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Startbetrieb
des Motors 100 zu ermöglichen.
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Der
Brennraum 130 kann mittels eines Einlasskanals Ansaugluft
von einem Ansaugkrümmer 146 aufnehmen
und kann mittels eines Auslasskanals 148 Verbrennungsgase
ablassen. Der Ansaugkrümmer 146 und
der Auslasskanal 148 können
mittels eines jeweiligen Einlassventils 152 und Auslassventils 154 mit
dem Brennraum 130 selektiv in Verbindung stehen. In manchen
Ausführungsformen kann
der Brennraum 130 zwei oder mehr Einlassventile und/oder
zwei oder mehr Auslassventile umfassen.
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In
diesem Beispiel können
das Einlassventil 152 und das Auslassventil 154 durch
Nockenbetätigung
mittels jeweiliger Nockenbetätigungssysteme 151 und 153 gesteuert
werden. Wie in diesem Beispiel gezeigt entsprechen die Nockenbetätigungssysteme 151 und 153 Nockenwellen,
die mehrere Ventile in mehreren Zylindern betätigen. Weiterhin können die
Nocken Ventile von Zylindern in einer gemeinsamen Reihe betätigen. Die
Nockenbetätigungssysteme 151 und 153 können jeweils
einen oder mehrere Nocken umfassen und können eines oder mehrere der
Systeme Nockenprofilumschalten (CPS, kurz vom engl. Cam Profile
Switching), veränderliche
Nockensteuerung (VCT, vom engl. Variable Cam Timing), veränderliche
Ventilsteuerung (VVT, vom engl. Variable Valve Timing) und/oder
veränderlichem
Ventilhub (VVL, vom engl. Variable Valve Lift) verwenden, welche
von dem Steuergerät
betrieben werden können,
um den Ventilbetrieb zu verändern. Die
Stellung des Einlassventils 152 und des Auslassventils 154 kann
durch Stellungssensoren 155 bzw. 157 ermittelt
werden.
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Eine
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 ist direkt mit dem Brennraum 130 gekoppelt
gezeigt, zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in diesen proportional zur
Pulsweite des Signals FPW, das mittels eines elektronischen Treibers
von dem Steuergerät
empfangen wird. Auf diese Weise sieht die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 eine
als Direkteinspritzung bekannte Einspritzung von Kraftstoff in den
Brennraum 130 vor. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann
zum Beispiel in der Seite des Brennraums oder oben im Brennraum
eingebaut sein. Der Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 mittels
eines Kraftstoffsystems zugeführt
werden, das einen Kraftstofftank (nicht gezeigt), eine Kraftstoffpumpe 168 und
ein Kraftstoffverteilerrohr (nicht gezeigt) umfasst. In manchen
Ausführungsformen
kann der Brennraum 130 alternativ oder zusätzlich eine
in dem Ansaugkrümmer 146 angeordnete
Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einer Konfiguration umfassen,
die eine als Kanaleinspritzung bekannte Einspritzung von Kraftstoff
in den Einlasskanal stromaufwärts
des Brennraums 130 vorsieht.
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Eine
Zündanlage
kann dem Brennraum 130 mittels einer Zündkerze 192 als Reaktion
auf ein Zündfrühverstellungssignal
SA von dem Steuergerät unter
ausgewählten
Betriebsmodi einen Zündfunken liefern.
Auch wenn Fremdzündungskomponenten
gezeigt sind, kann in manchen Ausführungsformen der Brennraum 130 oder
einer oder mehrere andere Brennräume
des Motors 100 in einem Kompressionszündungsmodus mit oder ohne einen
Zündfunken
betrieben werden.
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Der
Motor 100 umfasst weiterhin ein Kraftstoffpumpen-Antriebssystem 167,
das von den Nockenbetätigungssystemen 151 und 153 betätigt wird. Zum
Beispiel kann im Fall von veränderlicher
Nockensteuerung jedes der Nockenbetätigungssysteme 151 und 153 eine
Eingangskomponente (z. B. ein Gehäuse) umfassen, die mittels
eines Hydraulikfluids Kraft aufnimmt und zu einer Ausgangskomponente (z.
B. einem hydraulischen Aktor) überträgt. Demgemäß ist das
Gehäuse
bezüglich
des hydraulischen Aktors drehbar. Das Kraftstoffpumpen-Antriebssystem 167 wird
stromaufwärts
(in einer Richtung von Kraftfluss von der Motorkurbelwelle) der
Ausgangskomponenten jedes der Nockenbetätigungssysteme 151 und 153 betätigt. Somit
wird die Schaltgeschwindigkeit der Ausgangskomponenten nicht durch
Betätigung
des Kraftstoffpumpen-Antriebssystems beeinflusst. Ausführungsformen
eines Kraftstoffpumpen-Antriebssystems werden wie folgt näher beschrieben.
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2 zeigt
eine Ausführungsform
eines Kraftstoffpumpen-Antriebssystems 200, das das Antriebssystem 167 des
Motors 100 bilden kann. Somit kann das Kraftstoffpumpen-Antriebssystem 200 für einen
von einer Motorkurbelwelle angetriebenen Motor, beispielsweise einen
Motor mit doppelter oben liegender Nockenwelle, dienen. Das Kraftstoffpumpen-Antriebssystem 200 kann
eine erste veränderliche
Nockenvorrichtung 202 umfassen, die mit einer ersten Nockenwelle 204 gekoppelt
ist. Die erste veränderliche
Nockenvorrichtung 202 kann einen ersteh hydraulischen Aktor 206 umfassen.
Die erste veränderliche
Nockenvorrichtung 202 kann weiterhin ein erstes Gehäuse 208 umfassen,
das mittels Hydraulikfluid im Verhältnis zu dem ersten hydraulischen
Aktor 206 drehbar ist. Analog kann das Kraftstoffpumpen-Antriebssystem 200 eine
zweite veränderliche Nockenvorrichtung 210 umfassen,
die mit einer zweiten Nockenwelle 212 verbunden ist. Die
zweite veränderliche
Nockenvorrichtung 210 kann einen zweiten hydraulischen
Aktor 214 und ein zweites Gehäuse 216 umfassen,
das mittels Hydraulikfluid im Verhältnis zu dem zweiten hydraulischen
Aktor 214 drehbar ist. In manchen Ausführungsformen können die erste
veränderliche
Nockenvorrichtung 202 und/oder die zweite veränderliche
Nockenvorrichtung 210 veränderliche Nockensteuerungsvorrichtungen
sein.
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Die
erste Nockenwelle 204 und die zweite Nockenwelle 212 können von
jeder geeigneten Konfiguration sein. Eine geeignete Konfiguration
umfasst, dass die erste Nockenwelle 204 hinreichend parallel
zur zweiten Nockenwelle 212 ist. Weiterhin können die
erste Nockenwelle 204 und die zweite Nockenwelle 212 aus
einer gleichen Reihe sein. In manchen Ausführungsformen kann die erste
Nockenwelle 204 eine Auslassnockenwelle sein und die zweiten
Nockenwelle 212 kann eine Einlassnockenwelle sein. Alternativ
kann in anderen Ausführungsformen
die erste Nockenwelle 204 eine Einlassnockenwelle sein
und die zweite Nockenwelle 212 kann eine Auslassnockenwelle
sein.
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Das
Kraftstoffpumpen-Antriebssystem 200 kann weiterhin einen
dazwischen befindlichen Kraftübertragungsmechanismus,
beispielsweise eine Antriebswelle 218, die zwischen der
ersten veränderlichen
Nockenvorrichtung 202 und der zweiten veränderlichen
Nockenvorrichtung 210 gekoppelt ist, stromaufwärts des
ersten hydraulischen Aktors 206 und des zweiten hydraulischen
Aktors 214 umfassen. Ein solches Koppeln kann in jeder
geeigneten Weise erfolgen, zum Beispiel mittels Kegelrädern, und
wird unter Bezug auf 4 näher beschrieben. Es versteht
sich, dass „stromaufwärts” bezüglich Kraftfluss einer
Antriebskomponente, zum Beispiel stromaufwärts in einer Richtung von Kraftfluss
von der Motorkurbelwelle, ist. Während
sich Nockenbuckel, die zum Betätigen
der Zylinderventile konfiguriert sind, stromabwärts des ersten hydraulischen
Aktors 206 und des zweiten hydraulischen Aktors 214 befinden können, befindet
sich die Antriebswelle 218 somit stromaufwärts des
ersten hydraulischen Aktors 206 und des zweiten hydraulischen
Aktors 214.
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Zum
Beispiel zeigt 2 einen beispielhaften Kraftfluss 220,
bei dem der Kraftfluss bei einer mit dem ersten Gehäuse 208 gekoppelten
Kurbel 222 ausgelöst
wird. Zum Beispiel kann das erste Gehäuse 208 mittels eines
Kettenrads durch eine primäre Steuerkette
angetrieben werden. Mittels des ersten hydraulischen Aktors 206 wird
Kraft von dem ersten Gehäuse 208 zu
der ersten Nockenwelle 204 übertragen. Somit kann Kraft
auch mittels der Antriebswelle 218 von dem ersten Gehäuse 208 zu
dem zweiten Gehäuse 216 übertragen
werden. Demgemäß kann das
zweite Gehäuse 216 dann
mittels des zweiten hydraulischen Aktors 214 Kraft zu der
zweiten Nockenwelle 212 übertragen. Somit kann das Kraftstoffpumpen-Antriebssystem 200 als
sekundärer Steuertrieb
dienen, der die erste veränderliche
Nockenvorrichtung 202 und die zweite veränderliche Nockenvorrichtung 210 koppelt.
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In
einer solchen Ausführungsform
befindet sich durch Koppeln der Antriebswelle 218 zwischen dem
ersten Gehäuse 208 und
dem zweiten Gehäuse 216 die
Antriebswelle stromaufwärts
des ersten hydraulischen Aktors 206 und des zweiten hydraulischen
Aktors 214. Ein erstes Ende der Antriebswelle 218 kann
mit anderen Worten stromaufwärts
des ersten hydraulischen Aktors 206 mit dem ersten Gehäuse 208 gekoppelt
werden, und ein zweites Ende der Antriebswelle 218 kann
stromaufwärts
des zweiten hydraulischen Aktors 214 mit dem zweiten Gehäuse 216 gekoppelt
werden.
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Weiterhin
kann die Antriebswelle 218 senkrecht zu der ersten Nockenwelle 204 und
der zweiten Nockenwelle 210 positioniert werden. Zum Beispiel kann
die Antriebswelle 218 bei einem rechten Winkel bezüglich der
ersten Nockenwelle und der zweiten Nockenwelle zwischen dem ersten
Gehäuse 208 und dem
zweiten Gehäuse 216 positioniert
werden.
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Weiter
mit 2 kann das Kraftstoffpumpen-Antriebssystem 200 weiterhin
eine Kraftstoffpumpe 224 umfassen, die mit der Antriebswelle 218 gekoppelt
ist und von dieser angetrieben wird. Zum Beispiel kann die Antriebswelle 218 weiterhin
einen Kraftstoffpumpen-Antriebsbuckel zum Betätigen der Kraftstoffpumpe 224 umfassen.
Durch Betätigen
der Kraftstoffpumpe 224 mittels der Antriebswelle 218 wird
die Kraftstoffpumpe 224 stromaufwärts des ersten hydraulischen
Aktors 206 und des zweiten hydraulischen Aktors 214 betätigt. Somit
wird das Widerstandsmoment stromaufwärts des ersten hydraulischen
Aktors 206 und des zweiten hydraulischen Aktors 214 (d.
h. an einer Kettenradseite der VCT-Aktoren) bewegt, so dass eine
Schaltgeschwindigkeit des ersten hydraulischen Aktors 206 nicht
beeinflusst werden kann. In manchen Ausführungsformen kann die Kraftstoffpumpe
weiterhin mit einer Direkteinspritzvorrichtung eines Zylinders des
Motors gekoppelt sein.
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Während 2 ein
Kraftstoffpumpen-Antriebssystem zeigt, können verschiedene alternative Hilfsvorrichtungen
mittels der Anordnung von 2 angetrieben
werden, beispielsweise mittels Hydraulikpumpen etc.
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Wie
vorstehend beschrieben kann die Kurbel 222 mit dem ersten
Gehäuse 208 gekoppelt
sein. Es versteht sich, dass eine solche Kurbel mit einem von erstem
Gehäuse
und zweitem Gehäuse
gekoppelt sein kann. Demgemäß zeigt 3 ein
Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform
eines Kraftstoffpumpen-Antriebssystems,
wobei ein zweites Gehäuse
von einer Kurbel angetrieben ist. Somit umfasst das Kraftstoffpumpen-Antriebssystem 300 eine erste
veränderliche
Nockensteuerungsvorrichtung 302, die mit einer ersten Nockenwelle 304 gekoppelt ist,
wobei die erste veränderliche
Nockensteuerungsvorrichtung 302 einen ersten hydraulischen
Aktor 306 und ein erstes Gehäuse 308 aufweist.
Das Kraftstoffpumpen-Antriebssystem 300 umfasst weiterhin eine
zweite veränderliche
Nockensteuerungsvorrichtung 310, die mit einer zweiten
Nockenwelle 312 gekoppelt ist, wobei die zweite veränderliche
Nockensteuerungsvorrichtung 310 einen zweiten hydraulischen
Aktor 314 und ein zweites Gehäuse 316 aufweist.
Das Kraftstoffpumpen-Antriebssystem 300 umfasst weiterhin
eine Antriebswelle 318, die zwischen der ersten veränderlichen
Nockensteuerungsvorrichtung 302 und der zweiten veränderlichen
Nockensteuerungsvorrichtung 310 stromaufwärts des ersten
hydraulischen Aktors 306 und des zweiten hydraulischen
Aktors 314 gekoppelt ist. Das Kraftstoffpumpen-Antriebssystem 300 umfasst
weiterhin eine Kraftstoffpumpe 324, die mit der Antriebswelle 318 gekoppelt
und von dieser angetrieben ist. Wie durch den Kraftfluss 320 dargestellt
veranschaulicht 3 eine Ausführungsform eines Kraftstoffpumpen-Antriebssystems,
bei dem der Kraftfluss bei einer mit dem zweiten Gehäuse 316 gekoppelten
Kurbel 222 ausgelöst
wird. Kraft kann dann mittels des zweiten hydraulischen Aktors 314 von
dem zweiten Gehäuse 316 zu
der zweiten Nockenwelle 312 übertragen werden. Somit kann
Kraft auch mittels der Antriebswelle 318 von dem zweiten
Gehäuse 316 zu
dem ersten Gehäuse 308 übertragen
werden. Demgemäß kann das
erste Gehäuse 308 dann
mittels des ersten hydraulischen Aktors 306 Kraft zu der
ersten Nockenwelle 304 übertragen.
In einer solchen Ausführungsform
befindet sich durch Koppeln der Antriebswelle 318 zwischen
dem zweiten Gehäuse 316 und
dem ersten Gehäuse 308 die
Antriebswelle stromaufwärts des
zweiten hydraulischen Aktors 314 und des ersten hydraulischen
Aktors 306. Somit dient die Antriebswelle 318 nicht
nur als zweite Steuerkette, sondern auch als Kraftstoffpumpenantrieb,
ohne die Schaltgeschwindigkeit des ersten und zweiten hydraulischen Aktors
zu beeinflussen.
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4 zeigt
eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Kraftstoffpumpen-Antriebssystems 400.
Das Kraftstoffpumpen-Antriebssystem 400 kann eine erste
veränderliche
Nockensteuerungsvorrichtung umfassen, die einen ersten hydraulischen
Aktor 402 und ein erstes Gehäuse 404 umfasst. Die
erste veränderliche
Nockensteuerungsvorrichtung kann zum Beispiel von einer veränderlichen
Schaufelausführung
sein, beispielsweise ein schaufelartiger veränderlicher Ventilsteuerungsaktor, wobei
das erste Gehäuse 402 mittels
Hydraulikfluid bezüglich
des ersten hydraulischen Aktors 402 dreht. Demgemäß wird das
erste Gehäuse 404 durch
eine Kurbel angetrieben, wobei die primäre Steuerkette zum Beispiel
ein Kettenrad 406 antreibt, das mit dem ersten Gehäuse 404 gekoppelt
ist. Der erste hydraulische Aktor 402 wird durch das Hydraulikfluid
in der ersten veränderlichen
Nockensteuerungsvorrichtung betätigt,
um eine erste Nockenwelle 408 anzutreiben.
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Analog
kann eine zweite Nockenwelle 410 von einem zweiten hydraulischen
Aktor 412 angetrieben werden, wobei der zweite hydraulische
Aktor 412 durch Hydraulikfluid einer zweiten veränderlichen Nockensteuerungsvorrichtung
betätigt
wird, so dass der zweite hydraulische Aktor 412 bezüglich eines zweiten
Gehäuses 414 drehbar
ist. Das zweite Gehäuse 414 ist
mittels einer Antriebswelle 416 mit dem ersten Gehäuse gekoppelt.
Kraft kann mit anderen Worten mittels der Antriebswelle 416 von
dem ersten Gehäuse 404 zu
dem zweiten Gehäuse 414 übertragen
werden, wie nachstehend näher
beschrieben wird. Die erste Nockenwelle 408 du die zweite
Nockenwelle 410 können
aus einer gleichen Zylinderreihe sein. In einer Ausführungsform
kann die erste Nockenwelle 408 zum Beispiel eine Auslassnockenwelle
sein und die zweite Nockenwelle 410 kann eine Einlassnockenwelle
sein. In einer anderen Ausführungsform
kann die erste Nockenwelle 408 eine Einlassnockenwelle
sein und die zweiten Nockenwelle 410 kann eine Auslassnockenwelle
sein.
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Die
Antriebswelle 416 kann in jeder geeigneten Weise mit dem
ersten Gehäuse 404 gekoppelt sein.
Eine solche geeignete Kopplung kann ein Kegelrad 418 sein,
so dass eine Drehung des ersten Gehäuses 404 mittels des
Kegelrads übertragen werden
kann, um eine Drehung der Antriebswelle 416 hervorzurufen.
In manchen Ausführungsformen kann
die Antriebswelle 416 bei einem rechten Winkel bezüglich der
ersten Nockenwelle 408 und der zweiten Nockenwelle 410 positioniert
sein. In solchen Ausführungsformen
können
sich die zwei Achsen des Kegelrads 418 auch zueinander
bei einem rechten Winkel befinden. Analog kann ein Kegelrad 420 verwendet
werden, um die Antriebswelle 416 mit dem zweiten Gehäuse 414 zu
koppeln. Somit kann die Antriebswelle 416 als zweiter Steuertrieb
zum Koppeln des ersten Gehäuses 404 mit
dem zweiten Gehäuse 414 dienen.
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Die
Antriebswelle 416 kann weiterhin einen Kraftstoffpumpen-Antriebsbuckel 422 zum
Antreiben einer Kraftstoffpumpe umfassen. In manchen Ausführungsformen
kann die Kraftstoffpumpe 424 eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe
sein. Somit dient die Antriebswelle 416 als kombinierter
Antrieb, da sie eine herkömmliche
Konfiguration aus einem Kraftstoffpumpenantrieb an einem Nocken,
einer sekundären Kette,
einer sekundären
Spannvorrichtung und sekundären
Kettenabriebflächen
ersetzen kann. Ferner wird durch Antreiben der Kraftstoffpumpe stromaufwärts der
Stelle, an der die Ventilsteuerzeiten phasengeregelt werden, die
Schaltgeschwindigkeit nicht beeinflusst, und daher werden Leistung,
Emissionen und Kraftstoffwirtschaftlichkeit nicht verschlechtert.
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Die
Antriebswelle 416 kann weiterhin Widerlager und/oder Zapfenlager
umfassen, um die Antriebswelle 416 zu lagern. Solche Lager
können
an allen geeigneten Stellen positioniert werden. In der dargestellten
Ausführungsform
kann ein erstes Widerlager 426 an der Antriebswelle 416 zwischen
dem ersten Ende der Antriebswelle, das mit dem ersten Gehäuse gekoppelt
ist, und dem Kraftstoffpumpen-Antriebsbuckel 422 positioniert
sein. Analog kann ein zweites Widerlager 428 an der Antriebswelle 416 zwischen
dem zweiten Ende der Antriebswelle, das mit dem zweiten Gehäuse gekoppelt
ist, und dem Kraftstoffpumpen-Antriebsbuckel 422 positioniert
sein. Das erste Widerlager 426 und das zweite Widerlager 428 können der
Antriebswelle durch Beschränken
axialer Bewegung der Antriebswelle axialen Halt bieten.
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Wie
weiter gezeigt wird, kann die Antriebswelle 416 ein erstes
Zapfenlager 430 umfassen, das an der Antriebswelle 416 zwischen
dem ersten Widerlager 426 und dem Kraftstoffpumpen-Antriebsbuckel 422 positioniert
ist. Analog ein zweites Zapfenlager 432, das an der Antriebswelle 416 zwischen
dem zweiten Widerlager 428 und dem Kraftstoffpumpen-Antriebsbuckel 422 positioniert
ist. Das erste Zapfenlager 430 und das zweite Zapfenlager 432 können der
Antriebswelle 416 durch Beschränken der radialen Bewegung
der Antriebswelle 416 Rotorhalt bieten.
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Somit
kann das Drehen der Antriebswelle das Betätigen des ersten Widerlagers 426 und
des zweiten Widerlagers 428 umfassen. Demgemäß kann eine
solche Drehung weiterhin das Betätigen des
ersten Zapfenlagers 430 und des zweiten Zapfenlagers 432 umfassen.
In manchen Ausführungsformen
kann das Pumpenantriebssystem 400 weiterhin ein Antriebsgehäuse 434 umfassen,
das einen Teil der Antriebswelle 416 umgibt und an einen
Zylinderkopf des Motors geschraubt ist. Das Antriebsgehäuse 434 kann
von jeder geeigneten Art sein. In der dargestellten Ausführungsform
umgibt das Antriebsgehäuse 434 teilweise
den Kraftstoffpumpen-Antriebsbuckel 422,
das erste Zapfenlager 430 und das zweite Zapfenlager 432.
In einer solchen Ausführungsform
kann das Antriebsgehäuse 434 an
der Antriebswelle 416 zwischen dem ersten Widerlager 426 und
dem zweiten Widerlager 428 positioniert sein.
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5 zeigt
eine schematische Darstellung einer Vorderansicht des Kraftstoffpumpen-Antriebssystems 400 von 4.
Ein erstes Gehäuse 404 kann
durch ein Kettenrad mit einer primären Steuerkette angetrieben
werden, wie bei 500 durch einen Pfeil angedeutet ist. Eine
solche Drehung wird dann mittels eines Kegelrads 418 von
dem ersten Gehäuse 404 zu
der Antriebswelle 416 übertragen.
Die sich drehende Antriebswelle 416 treibt dann mittels
eines zweiten Kegelrads 420 ein zweites Gehäuse 414 an, wie
bei 502 durch einen Pfeil angedeutet ist. Die Drehung der
Antriebswelle 416 treibt auch mittels eines Kraftstoffpumpen-Antriebsbuckels 422 eine
Kraftstoffpumpe 424 an, wie unter Bezug auf 6 nachstehend
beschrieben ist. Ein Antriebsgehäuse 434 ist mittels
Schrauben 504 an einen Zylinderkopf geschraubt, so dass
das Antriebsgehäuse 434 den Kraftstoffpumpen-Antriebsbuckel 422 und
die Zapfenlager 430 und 432 teilweise umgibt.
In manchen Ausführungsformen
kann das Antriebsgehäuse 434 mit
einer Baugruppe der Kraftstoffpumpe gekoppelt sein, wie durch Schrauben 506 angedeutet
ist.
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6 zeigt
eine andere schematische Darstellung einer Vorderansicht des Kraftstoffpumpen-Antriebssystems 400 von 4,
das nicht die Kraftstoffpumpe 424 umfasst. Hier wurde ein
Teil des Antriebsgehäuses 434 entfernt,
um die Antriebswelle 416 und die Zapfenlager 430 und 432 zu
veranschaulichen. Bei Drehung der Antriebswelle, wie bei 600 durch
einen Pfeil angedeutet, betätigt
der Kraftstoffpumpen-Antriebsbuckel 422 die Kraftstoffpumpe 424 (in 4 und 5 gezeigt).
Wie weiter in 6 gezeigt ist, können Lagerölzuführungen 602 verwendet werden,
um die Zapfenlager 430 und 432 zu schmieren. Weiterhin
nimmt ein Schraubenloch 604 eine Schraube 504 auf,
wie in 5 gezeigt ist.
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7 zeigt
ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform eines Kraftstoffpumpen-Antriebssystems 700,
das eine Reihe von Zahnrädern nutzt.
Das Kraftstoffpumpen-Antriebssystem 700 kann eine erste
veränderliche
Nockensteuerungsvorrichtung 702 und eine zweite veränderliche
Nockensteuerungsvorrichtung 704 umfassen. Eine beliebige von
erster veränderlicher
Nockensteuerungsvorrichtung 702 oder zweiter veränderlicher
Nockensteuerungsvorrichtung 704 kann durch eine Kurbel
angetrieben sein. Zum Beispiel kann die erste veränderliche
Nockensteuerungsvorrichtung 702 durch eine Kurbel angetrieben
sein, so dass Kraft von der ersten veränderlichen Nockensteuerungsvorrichtung 702 zu einer
ersten Nockenwelle 706 weiter übertragen werden kann. Die
erste veränderliche
Nockensteuerungsvorrichtung 702 kann mittels eines ersten
Nockenzahnrads 712 mit einem Pumpenwellenzahnrad 710 gekoppelt
sein, so dass bezüglich
des Kraftflusses das Koppeln stromaufwärts der Betätigung der ersten Nockenwelle 706 erfolgt.
Dann kann das Pumpenwellenzahnrad 710 die zweite veränderliche
Nockensteuerungsvorrichtung 704 mittels einer Kopplung,
beispielsweise dem zweiten Nockenzahnrad 714, antreiben,
wobei das Koppeln bezüglich
des Kraftflusses stromaufwärts
der Betätigung
der zweiten Nockenwelle 708 erfolgt. Das Pumpenwellenzahnrad 710,
das erste Nockenzahnrad 712 und das zweite Nockenzahnrad 714 können ein
beliebiger Zahnradtyp sein, beispielsweise Stirnräder, Schraubenräder etc.
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Auch
wenn die vorstehende Konfiguration im Kontext eines Beispiels beschrieben
ist, bei dem die erste veränderliche
Nockensteuerungsvorrichtung 702 durch die Kurbel angetrieben
wird, versteht sich, dass stattdessen die zweite veränderliche
Nockensteuerungsvorrichtung 704 durch die Kurbel angetrieben
werden kann.
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Die
Drehung des Pumpenwellenzahnrads 710 betätigt eine
Pumpenwelle 716, die dann eine Pumpe betätigt. Zum
Beispiel kann die Pumpenwelle 716 mit einem Pumpenantriebsnocken 718 gekoppelt
sein, so dass die Drehung der Pumpenwelle 716 den Pumpenantriebsnocken 718 veranlasst,
die Pumpe zu betätigen.
Weiterhin können
in manchen Ausführungsformen
Lagerzapfen, beispielsweise Lagerzapfen 720, verwendet
werden, um der Pumpenwelle 716 durch Beschränken radialer
Bewegung der Pumpenwelle 716 Rotorhalt zu bieten. Gehäuse, beispielsweise
das Pumpenwellengehäuse 722,
können
verwendet werden, um Teile der Pumpenwelle 716, des Pumpenantriebsnockens 718 und/oder
der Lagerzapfen 720 unterschiedlich zu umschließen. Es versteht
sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen beispielhafter
Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einschränkendem
Sinne zu betrachten sind, da zahlreiche Abänderungen möglich sind. Zum Beispiel kann
die vorstehende Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12, Boxer- und
andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden
Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht nahe liegenden Kombinationen
und Unterkombinationen der hierin offenbarten verschiedenen Systeme
und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
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Die
folgenden Ansprüche
zeigen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen
auf, welche als neuartig und nicht nahe liegend betrachtet werden.
Diese Ansprüche
können
auf „ein” Element
oder „ein
erstes” Element
oder eine Entsprechung desselben verweisen. Diese Ansprüche sind
so zu verstehen, dass sie das Integrieren eines oder mehrerer solcher
Elemente umfassen, wobei sie zwei oder mehrere dieser Elemente weder
fordern noch ausschließen.
Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen,
Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung
der vorliegenden Ansprüche oder
durch Vorlage neuer Ansprüche
in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden.
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Solche
Ansprüche
werden, ob sie nun gegenüber
dem Schutzumfang der ursprünglichen
Ansprüche
breiter, enger, gleich oder unterschiedlich sind, ebenfalls als
im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.