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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine.
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Eine zuvor vorgeschlagene Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung weist ein Gehäuse, das sich synchron mit einer Kurbelwelle dreht, und einen Flügelrotor auf, der sich synchron mit einer Nockenwelle dreht. Beispielsweise lehrt die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung
JP 2005-325841 A (die der
US 7533695 B2 entspricht) eine solche Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung, die die Rotationsphase des Flügelrotors in Bezug auf das Gehäuse entweder zu einer Voreilseite oder zu einer Verzögerungsseite ändert, indem Hydraulikfluid einer entsprechenden der Kammern Voreilkammer und Verzögerungskammer zugeführt wird, die eine nach der anderen in einer Rotationsrichtung angeordnet sind und durch den Flügelrotor im Inneren des Gehäuses unterteilt bzw. abgetrennt sind. Diese Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung hat ein Steuerventil, das die Eingabe und Ausgabe des Hydraulikfluids in Bezug auf Voreilkammer und die Verzögerungskammer steuert.
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Genauer gesagt führt während eines Betriebes in einem Phasenänderungsmodus (Voreilmodus oder Verzögerungsmodus) zum Ändern der Rotationsphase das Steuerventil das Hydraulikfluid, das von einer Zuführquelle einem Zuführanschluss des Steuerventils zugeführt wird, zu einer der Kammern Voreilkammer und Verzögerungskammer über einen Versorgungsanschluss (Voreilanschluss oder Verzögerungsanschluss), der mit dem Zuführanschluss verbunden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird in einem Verbindungskanal, der den Zuführanschluss mit dem Versorgungsanschluss verbindet, ein Rückschlagventil im Ansprechen auf eine Änderung bei einem oszillierenden Drehmoment betätigt, das von der Nockenwelle auf den Flügelrotor aufgebracht wird.
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Als Erstes wird, wenn das oszillierende Drehmoment in eine Richtung zum Erhöhen eines Volumens einer Bezugskammer aus Voreilkammer und Verzögerungskammer ausgeübt wird, der das Hydraulikfluid vom Versorgungsanschluss zugeführt wird, ein Unterdruck in der Bezugskammer aus Voreilkammer und Verzögerungskammer erzeugt. Daher wird im Verbindungskanal, der mit der Bezugskammer von Voreilkammer und Verzögerungskammer verbunden ist, die Strömung von Hydraulikfluid vom Zuführanschluss zum Versorgungsanschluss durch das Rückschlagventil ermöglicht. Daher wird das Hydraulikfluid, das von der Zuführquelle dem Zuführanschluss zugeführt wird, der Bezugskammer von Voreilkammer und Verzögerungskammer über den Versorgungsanschluss zugeführt, so dass die Rotationsphase des Flügelrotors in Bezug auf das Gehäuse geändert wird. Im Gegensatz dazu wird, wenn das oszillierende Drehmoment in eine Richtung zum Verringern des Volumens der Bezugskammer von Voreilkammer und Verzögerungskammer ausgeübt wird, das Hydraulikfluid der Bezugskammer von Voreilkammer und Verzögerungskammer zum Verbindungskanal über den Versorgungsanschluss ausgegeben. Somit wird im Verbindungskanal die Strömung des Hydraulikfluids vom Versorgungsanschluss zum Zuführanschluss durch das Rückschlagventil begrenzt. Dadurch wird die Rückstellung der Rotationsphase, die durch das Auslassen des Hydraulikfluids aus der Bezugskammer von Voreilkammer und Verzögerungskammer verursacht würde, begrenzt.
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In der
JP 2005-325841 A (die der
US 7533695 B2 entspricht) ist das Rückschlagventil des Steuerventils ein mit einer Feder versehenes Rückschlagventil, in dem ein Ventilelement durch eine Feder gegen einen Ventilsitz gespannt wird. Daher ist eine Ventilschließgeschwindigkeit des Rückschlagventils zum Zeitpunkt des Aufsitzens des Ventilelementes gegen den Ventilsitz unter Verwendung einer Rückführkraft der Feder hoch. Jedoch ist eine Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Rückschlagventils zum Zeitpunkt des Anhebens des Ventilelements vom Ventilsitz weg gegen die Rückführkraft der Feder niedrig. Ferner ist das Ventilelement des Rückschlagventils der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung, die in der
JP 2005-325841 A (die der
US 7533695 B2 entspricht) rezitiert ist, als eine feste gewölbte bzw. kugelförmige Kugel ausgebildet. Daher kann im abgehobenen Zustand des Ventilelementes vom Ventilsitz, wenn das Hydraulikfluid, das zum Versorgungsanschluss im Verbindungskanal strömt, mit dem Ventilelement kollidiert, eine deutliche Verringerung bei der Größe des Druckverlustes des Hydraulikfluids möglicherweise auftreten. Dadurch kann die Zuführung des Hydraulikfluids zur Bezugskammer von Voreilkammer und Verzögerungskammer verzögert werden, woraus sich eine Verringerung bei der Ansprechgeschwindigkeit zum Einstellen des Ventilzeitverhaltens ergibt, das der Rotationsphase entspricht.
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Ferner lehrt die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung
JP 2009-138611 A (die der
US 2009/0145386 A1 entspricht) eine andere Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung. Bei dieser Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung hat eine Hülse einen Zuführanschluss, einen Ablaufanschluss, einen Voreilanschluss und einen Verzögerungsanschluss. Der Zuführanschluss nimmt das Hydraulikfluid von einer Zuführquelle auf. Der Ablaufanschluss ist zur Atmosphäre geöffnet und gibt das Hydraulikfluid ab. Das Hydraulikfluid wird von der Voreilkammer über den Voreilanschluss gefördert oder ausgegeben. Auch wird das Hydraulikfluid von der Verzögerungskammer über den Verzögerungsanschluss gefördert oder ausgegeben. Während des Betriebes der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung in einem Voreilmodus, der die Rotationsphase zu einer Voreilseite ändert, stehen der Voreilanschluss und der Zuführanschluss miteinander in Verbindung, um das Hydraulikfluid zur Voreilkammer zu fördern, und steht der Verzögerungsanschluss mit dem Ablaufanschluss in Verbindung, um das Hydraulikfluid aus der Verzögerungskammer auszugeben. Während des Betriebes der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung in einem Verzögerungsmodus, der die Rotationsphase zu einer Verzögerungsseite ändert, stehen der Verzögerungsanschluss und der Zuführanschluss miteinander in Verbindung, um das Hydraulikfluid zur Verzögerungskammer zu fördern, und steht der Voreilanschluss mit dem Ablaufanschluss in Verbindung, um das Hydraulikfluid aus der Voreilkammer auszugeben.
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In der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung der
JP 2009-138611 A (die der
US 2009/0145386 A1 entspricht) ist der Ablaufanschluss, der in der Hülse des Steuerventils, die in der Nockenwelle an der radial inneren Seite des Flügelrotors aufgenommen ist, ausgebildet ist, zur Atmosphäre über einen Ablaufkanal geöffnet, der sich über die Nockenwelle erstreckt. Der Ablaufanschluss, der vom Voreilanschluss und Verzögerungsanschluss in Axialrichtung der Hülse verschoben ist, ist ausgebildet, so dass eine Umfangsposition des Ablaufanschlusses in einer Umfangsrichtung der Hülse mit einer Umfangsposition des Ablaufkanals zusammenfällt. Daher kann eine Länge eines Auslasskanals des Hydraulikfluids vom Verzögerungsanschluss oder Voreilanschluss zum Ablaufkanal möglicherweise unzureichend werden, wodurch eine Verringerung der Größe des Druckverlustes im Auslasskanal während des Betriebes im Voreilmodus oder Verzögerungsmodus verursacht wird. In einem solchen Fall, in dem die Größe des Druckverlustes am Ablaufkanal verringert ist, d. h. klein wird, wird eine übermäßige Menge an Hydraulikfluid aus der entsprechenden der Kammern Voreilkammer und Verzögerungskammer über den Auslasskanal ausgegeben. Dadurch wird aufgrund einer Erhöhung des Volumens der anderen der Kammern Voreilkammer und Verzögerungskammer ein Unterdruck in der anderen der Kammern Voreilkammer und Verzögerungskammer, der das Hydraulikfluid zurzeit zugeführt wird, erzeugt. Wenn die Luft in die andere der Kammern Voreilkammer und Verzögerungskammer eingesaugt wird, wird ein deutliches Elastizitätsmodul eines Gemisches von Luft und Hydraulikfluid in der anderen der Kammern Voreilkammer und Verzögerungskammer klein, wodurch eine Schwankungsbewegung des Flügelrotors verursacht wird. Daher ist es schwierig, eine hohe Ansprechgeschwindigkeit zum Einstellen des Ventilzeitverhaltens zu erreichen, das der Rotationsphase entspricht.
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Ferner erstreckt sich in der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung der
JP 2009-138611 A (die der
US 2009/0145386 A1 entspricht) ein Voreilkanal über den Flügelrotor und die Nockenwelle, um zwischen der Voreilkammer und dem Voreilanschluss Verbindung herzustellen, und ist der Voreilanschluss vom Voreilkanal in Umfangsrichtung der Hülse verschoben. Daher wird während des Betriebes im Verzögerungsmodus die Größe des Druckverlustes im Auslasskanal erhöht, der sich vom Voreilkanal zum Voreilanschluss erstreckt, so dass die Ansprechgeschwindigkeit zum Einstellen des Ventilzeitverhaltens verbessert werden kann. Jedoch wird während des Betriebes im Voreilmodus dieser Auslasskanal als ein Versorgungskanal des Hydraulikfluids verwendet, der sich vom Voreilanschluss zum Voreilkanal erstreckt, und bewirkt eine vergrößerte Menge des Druckverlustes in diesem Versorgungskanal nachteilig eine Verringerung bei der Ansprechgeschwindigkeit zum Einstellen des Ventilzeitverhaltens.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehenden Nachteile getätigt. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung vorzusehen, die eine Ansprechgeschwindigkeit zum Einstellen des Ventilzeitverhaltens verbessert.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung vorgesehen, die ein Gehäuse, einen Flügelrotor und ein Steuerventil aufweist. Das Gehäuse ist mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine synchron drehbar. Der Flügelrotor ist mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine synchron drehbar. Der Flügelrotor teilt zwischen einer Voreilkammer und einer Verzögerungskammer in einer Rotationsrichtung in einem Inneren des Gehäuses ab. Eine Rotationsphase des Flügelrotors in Bezug auf das Gehäuse ist zu einer der Seiten Voreilseite und Verzögerungsseite durch das Zuführen von Hydraulikfluid änderbar, das von einer Zuführquelle zugeführt wird, und zwar in eine entsprechende der Kammern Voreilkammer und Verzögerungskammer. Das Steuerventil steuert die Eingabe und Ausgabe des Hydraulikfluids in Bezug auf die Voreilkammer und die Verzögerungskammer. Das Ventilzeitverhalten eines Ventils, das durch die Nockenwelle geöffnet und geschlossen wird, wird durch die Übertragung eines Drehmoments von der Kurbelwelle eingestellt. Das Steuerventil weist einen Zuführanschluss, einen Versorgungsanschluss, einen Verbindungskanal und ein federloses Rückschlagventil auf. Das Hydraulikfluid wird dem Zuführanschluss von der Zuführquelle während eines Betriebes in einem Phasenänderungsmodus, der die Rotationsphase ändert, zugeführt. Das Hydraulikfluid wird der einen der Kammern Voreilkammer und Verzögerungskammer über den Versorgungsanschluss während des Betriebes im Phasenänderungsmodus zugeführt. Der Verbindungskanal ist mit dem Zuführanschluss und dem Versorgungsanschluss während des Betriebes im Phasenänderungsmodus verbunden. Das federlose Rückschlagventil ermöglicht eine Strömung des Hydraulikfluids vom Zuführanschluss zum Versorgungsanschluss im Verbindungskanal beim Hub eines Ventilelementes von einem Ventilsitz am federlosen Rückschlagventil während des Betriebes im Phasenänderungsmodus und begrenzt die Strömung des Hydraulikfluids vom Versorgungsanschluss zum Zuführanschluss im Verbindungskanal hin beim Aufsitzen des Ventilelementes auf den Ventilsitz während des Betriebes im Phasenänderungsmodus. Das Ventilelement weist einen kugelförmigen bzw. gewölbten Plattenabschnitt, einen ringförmigen Ringabschnitt und eine Vielzahl von Brückenabschnitten auf. Der kugelförmige Plattenabschnitt weist eine konvexe Plattenfläche und eine konkave Plattenfläche auf, die zueinander entgegengesetzt sind und zu jeweiligen teilweise kugelförmigen Flächen konfiguriert sind, von denen jede eine kreisförmige Außenrandkante hat. Die konvexe Plattenfläche ist in Bezug auf den Ventilsitz aufsitzbar und anhebbar. Der ringförmige Ringabschnitt weist eine Innenrandfläche und eine Außenrandfläche auf. Die Innenrandfläche des ringförmigen Ringabschnitts hat einen Durchmesser, der größer als der des kugelförmigen bzw. gewölbten Plattenabschnittes ist. Die Außenrandfläche des ringförmigen Ringabschnitts wird durch eine Wandfläche des Verbindungskanales geführt. Die Brückenabschnitte sind voneinander in einer Umfangsrichtung beabstandet. Die Brückenabschnitte verbinden koaxial den ringförmigen Ringabschnitt mit dem kugelförmigen Plattenabschnitt.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls eine Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung vorgesehen, die ein Gehäuse, einen Flügelrotor und ein Steuerventil aufweist. Das Gehäuse ist mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine synchron drehbar. Der Flügelrotor ist mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine synchron drehbar und wirkt dadurch mit der Nockenwelle zusammen, um ein synchron drehbares Element zu bilden. Der Flügelrotor teilt zwischen einer Voreilkammer und einer Verzögerungskammer in einer Rotationsrichtung in einem Inneren des Gehäuses ab. Eine Rotationsphase des Flügelrotors in Bezug auf das Gehäuse ist zu einer der Seiten Voreilseite und Verzögerungsseite durch das Zuführen von Hydraulikfluid änderbar, das von einer Zuführquelle zugeführt wird, und zwar in eine entsprechende der Kammern Voreilkammer und Verzögerungskammer. Das Steuerventil ist in dem synchron drehbaren Element aufgenommen und steuert die Eingabe und Ausgabe des Hydraulikfluids in Bezug auf die Voreilkammer und die Verzögerungskammer im Ansprechen auf eine Betriebsposition eines Steuerkolbens, der in einer Hülse aufgenommen ist. Das Ventilzeitverhalten eines Ventils, das durch die Nockenwelle geöffnet und geschlossen wird, wird durch die Übertragung eines Drehmoments von der Kurbelwelle eingestellt. Die Hülse weist einen Zuführanschluss, einen Ablaufanschluss, einen Voreilanschluss und einen Verzögerungsanschluss auf. Das Hydraulikfluid wird von der Zuführquelle dem Zuführanschluss zugeführt. Der Ablaufanschluss ist zur Atmosphäre geöffnet und das Hydraulikfluid wird aus dem Ablaufanschluss ausgegeben. Der Voreilanschluss ist angepasst, um mit dem Zuführanschluss in Verbindung zu stehen, um das Hydraulikfluid aus der Voreilkammer während eines Betriebes in einem Voreilmodus zuzuführen, der die Rotationsphase zu einer Voreilseite hin ändert. Der Voreilanschluss ist angepasst, um mit dem Ablaufanschluss in Verbindung zu stehen, um Hydraulikfluid von der Voreilkammer während eines Betriebes im Verzögerungsmodus auszugeben, der die Rotationsphase zu einer Verzögerungsseite hin ändert. Der Verzögerungsanschluss ist angepasst, um mit dem Zuführanschluss in Verbindung zu stehen, um Hydraulikfluid der Verzögerungskammer während des Betriebes im Verzögerungsmodus zuzuführen. Der Verzögerungsanschluss ist angepasst, um mit dem Ablaufanschluss in Verbindung zu stehen, um Hydraulikfluid aus der Verzögerungskammer während des Betriebes im Voreilmodus auszugeben. Der Ablaufanschluss, der Voreilanschluss und der Verzögerungsanschluss sind voneinander in einer Axialrichtung der Hülse versetzt. Das synchron drehbare Element weist einen Ablaufkanal, einen Voreilkanal und einen Verzögerungskanal auf. Der Ablaufkanal ist in einer Umfangsrichtung der Hülse von dem Ablaufanschluss umfänglich verschoben, der sich an einer radial inneren Seite des Ablaufkanales befindet. Der Ablaufkanal ist als ein Durchgangsloch ausgebildet und öffnet den Ablaufanschluss zur Atmosphäre. Der Voreilkanal befindet sich in der Umfangsrichtung der Hülse an einer entsprechenden Umfangsposition, die mit einer Umfangsposition des Voreilanschlusses zusammenfällt, der sich an einer radial inneren Seite des Voreilkanales befindet. Der Voreilkanal ist als ein Durchgangsloch ausgebildet und stellt die Verbindung des Voreilanschlusses mit der Voreilkammer her. Der Verzögerungskanal ist in der Umfangsrichtung der Hülse an einer entsprechenden Umfangsposition vorgesehen, die mit einer Umfangsposition des Verzögerungsanschlusses zusammenfällt, der sich an einer radial inneren Seite des Verzögerungskanales befindet. Der Verzögerungskanal ist als ein Durchgangsloch ausgebildet und stellt die Verbindung des Verzögerungsanschlusses mit der Verzögerungskammer her.
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Die Erfindung wird zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen von dieser aus der folgenden Beschreibung, den beiliegenden Ansprüchen und den beiliegenden Zeichnungen am besten verständlich, in denen:
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1 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie I-I in 2 ist, die eine Struktur einer Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
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2 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in 1 ist,
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3 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in 1 ist,
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4 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV in 1 ist,
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5 eine grafische Darstellung ist, die ein oszillierendes Drehmoment zeigt, das in der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung des Ausführungsbeispiels ausgeübt wird,
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6 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht ist, die ein Steuerventil der in 1 gezeigten Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung zeigt,
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7A eine schematische Querschnittsansicht ist, die einen geöffneten Zustand des Ventils des Steuerventils des Ausführungsbeispiels in einem Voreilmodus zeigt,
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7B eine schematische Querschnittsansicht ist, die einen geschlossenen Zustand des Ventils des Steuerventils des Ausführungsbeispiels im Voreilmodus zeigt,
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8A eine schematische Querschnittsansicht ist, die einen geöffneten Zustand des Ventils des Steuerventils im Ausführungsbeispiel in einem Verzögerungsmodus zeigt,
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8B eine schematische Querschnittsansicht ist, die einen geschlossenen Zustand des Ventils des Steuerventils des Ausführungsbeispiels im Verzögerungsmodus zeigt,
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9A eine Untersicht eines Rückschlagventils des Steuerventils, das in 6 gezeigt ist, ist,
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9B eine Seitenansicht des in 9A gezeigten Rückschlagventils ist,
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9C eine Querschnittsansicht des in den 9A und 9B gezeigten Rückschlagventiles ist,
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10 eine schematische Ansicht ist, die ein Merkmal des Rückschlagventils des Ausführungsbeispiels zeigt,
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11 eine schematische Darstellung zum Beschreiben eines Merkmals des Steuerventils der in 1 gezeigten Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung ist,
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12A eine Untersicht eines Rückschlagventils eines Steuerventils in einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels ist,
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12B eine Seitenansicht des in 12A gezeigten Rückschlagventiles ist,
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12C eine Querschnittsansicht des in den 12A und 12B gezeigten Rückschlagventiles ist,
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13 eine Querschnittsansicht ist, die eine Abwandlung von 1 zeigt und
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14 eine Querschnittsansicht ist, die die in 13 gezeigte Abwandlung zeigt, die eine Querschnittsansicht der Abwandlung ähnlich der von 2 anzeigt.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt eine Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, die an einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges (z. B. eines Kraftfahrzeuges) installiert ist. Die Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 ist eine vom hydraulisch gesteuerten Typ, die Hydrauliköl als Hydraulikfluid (auf das sich ebenfalls als Arbeitsfluid bezogen wird) verwendet. Die Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 stellt das Ventilzeitverhalten von Einlassventilen ein.
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Nachfolgend wird eine Grundstruktur der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 beschrieben. Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, weist die Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 eine Antriebsvorrichtung 10 und eine Steuervorrichtung 30 auf. Die Antriebsvorrichtung 10 ist in einem Getriebesystem installiert, das ein Motordrehmoment, das von einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors ausgegeben wird, zu einer Nockenwelle 2 überträgt. Die Steuervorrichtung 30 steuert die Eingabe und Ausgabe von Hydrauliköl, das die Antriebsvorrichtung 10 antreibt.
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Die Antriebsvorrichtung 10 weist ein Gehäuse 11 und einen Flügelrotor 15 auf. Das Gehäuse 11 weist ein Gleitstückgehäuse 12, eine vordere Platte 13 und eine hintere Platte 14 auf. Die vordere Platte 13 und die hintere Platte 14 sind mit zwei entgegengesetzten Endabschnitten des Gleitstückgehäuses 12 jeweils sicher verbunden. Das Gleitstückgehäuse 12 weist einen Gehäusehauptkörper 12a, eine Vielzahl von Gleitstücken 12b und einen Kettenradabschnitt 12c auf. Die Gleitstücke 12b sind eines nach dem anderen in vorbestimmten Intervallen in einer Rotationsrichtung (Umfangsrichtung) des Gehäusehauptkörpers 12a angeordnet, der in der Form eines Zylinderrohres konfiguriert ist, und die Gleitstücke 12b stehen radial einwärts vom Gehäusehauptkörper 12a hervor. Eine Aufnahmekammer 20 ist zwischen benachbarten zwei der Gleitstücke 12b ausgebildet, die in Rotationsrichtung zueinander benachbart sind.
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Der Kettenradabschnitt 12c ist mit der Kurbelwelle über eine Steuerkette (nicht gezeigt) verbunden. Wenn der Motor zum Antrieb der Kurbelwelle angetrieben wird, wird das Motordrehmoment von der Kurbelwelle zum Kettenradabschnitt 12c übertragen. Daher dreht sich das Gehäuse 11 synchron mit der Kurbelwelle in eine vorbestimmte Richtung (Richtung im Uhrzeigersinn in 2).
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Der Flügelrotor 15 befindet sich an einer Innenseite des Gehäuses 11, so dass der Flügelrotor 15 mit dem Gehäuse 11 koaxial verläuft. Der Flügelrotor 15 weist eine drehbare Welle 15a und eine Vielzahl an Flügeln 15b auf. Die drehbare Welle 15a, die in Form eines Zylinderrohres konfiguriert ist, ist koaxial an der Nockenwelle 2 befestigt. Daher dreht sich der Flügelrotor 15 synchron mit der Nockenwelle 2 in die vorbestimmte Richtung (im Uhrzeigersinn in 2) und ist diese in Bezug auf das Gehäuse 11 drehbar. Die Flügel 15b sind einer nach dem anderen in vorbestimmten Intervallen entlang der drehbaren Welle 15a angeordnet und stehen radial auswärts von der drehbaren Welle 15a hervor, so dass die Flügel 15b in den jeweiligen Aufnahmekammern 20 aufgenommen sind. Jeder Flügel 15b unterteilt die entsprechende Aufnahmekammer 20 in eine Voreilkammer 22 und eine Verzögerungskammer 23, die eine nach der anderen in Rotationsrichtung angeordnet sind. Dadurch sind die Vielzahl an Voreilkammern 22 und die Vielzahl an Verzögerungskammern 23 im Inneren des Gehäuses 11 ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet jeder Flügel 15b die Voreilkammer 22 in Bezug auf das benachbarte Gleitstück 12b, das sich an einer hinteren Seite des Flügels 15b in Rotationsrichtung befindet, und bildet dieser ebenfalls die Verzögerungskammer 23 in Bezug auf das andere benachbarte Gleitstück 12b, das sich an einer Vorderseite des Flügels 15b in Rotationsrichtung befindet.
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Einer der Flügel 15b hat ein Verriegelungselement 16. Wenn der Motor gestoppt ist, ist das Verriegelungselement 16 in ein Verriegelungsloch 15a der hinteren Platte 14 eingepasst, so dass eine Rotationsphase des Flügelrotors 15 in Bezug auf das Gehäuse 11 verriegelt ist. Zum Zeitpunkt des Startens des Motors wird das Verriegelungselement 16 aus dem Verriegelungsloch 14a entfernt, so dass eine Änderung bei der Rotationsphase des Flügelrotors 15 in Bezug auf das Gehäuse 11 während der Zeit des stationären Betriebes des Motors ermöglicht ist.
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Bei der vorstehenden Struktur wird zum Zeitpunkt des stationären Betriebes des Motors die Rotationsphase des Flügelrotors 15 geändert, indem das Hydrauliköl in Bezug auf jede entsprechende Voreilkammer 22 und jede entsprechende Verzögerungskammer 23 eingegeben oder ausgegeben wird, und dadurch wird das Ventilzeitverhalten, das der Rotationsphase entspricht, implementiert. Genauer gesagt wird die Rotationsphase des Flügelrotors 15 zu der Voreilseite von diesem geändert, indem das Hydrauliköl in jede Voreilkammer 22 eingegeben wird, damit das Volumen der Voreilkammer 22 erhöht wird, und indem das Hydrauliköl von jeder Verzögerungskammer 23 ausgegeben wird, um das Volumen der Verzögerungskammer 23 zu verringern. Dadurch wird das Ventilzeitverhalten vorbewegt. Im Gegensatz dazu wird die Rotationsphase des Flügelrotors 15 zu der Verzögerungsseite von diesem geändert, indem das Hydrauliköl in jede Verzögerungskammer 23 eingegeben wird, um das Volumen der Verzögerungskammer 23 zu erhöhen, und indem das Hydrauliköl aus jeder Voreilkammer 22 ausgegeben wird, um das Volumen der Voreilkammer 22 zu verringern. Dadurch wird das Ventilzeitverhalten verzögert.
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 weist die Steuervorrichtung 30 einen Zuführkanal 40, eine Vielzahl von Ablaufkanälen 41, eine Vielzahl von Voreilkanälen 42, eine Vielzahl von Verzögerungskanälen 43, ein Steuerventil 50 und eine Steuerschaltung 90 auf. Der Zuführkanal 40 steht mit einem Auslass einer Pumpe (die als eine Zuführquelle dient) 4 in Verbindung. Somit wird das Hydrauliköl, das aus einem Ablaufbecken 5 in einen Einlass der Pumpe 4 gezogen wird, in den Zuführkanal 40 über den Auslass der Pumpe 4 ausgegeben. Die Pumpe 4 ist eine mechanische Pumpe, die durch die Rotation der Kurbelwelle des Motors angetrieben wird. Während der Rotation der Pumpe 4 wird das Hydrauliköl von der Pumpe 4 dem Zuführkanal 40 kontinuierlich zugeführt. Das Hydrauliköl kann aus den Ablaufkanälen 41 in das Ablaufbecken (das als eine Ablaufwiedergewinnungsspeicherung dient) 5 abgezogen werden und die Ablaufkanäle 41 und das Ablaufbecken 5 sind beide zur Atmosphäre geöffnet. Jeder der Voreilkanäle 42 steht mit einer entsprechenden der Voreilkammern 22 in Verbindung. Jeder der Verzögerungskanäle 43 steht mit einer entsprechenden der Verzögerungskammern 23 in Verbindung.
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Das Steuerventil 50 ist ein Magnet-Steuerkolbenventil, das einen Steuerkolben 53 aufweist, der in einer Hülse 54 aufgenommen ist und in der Hülse 54 durch eine Antriebskraft, die von einer Magnetspule 51 bei einer Erregung von dieser erzeugt wird, und eine Rückstellkraft, die durch eine Feder 52 erzeugt wird, hin und her bewegt wird. Zuführanschlüsse 60, Ablaufanschlüsse 61, Voreilanschlüsse (auf die sich ebenfalls als Versorgungsanschlüsse bezogen wird) 62 und Verzögerungsanschlüsse (auf die sich ebenfalls als Versorgungsanschlüsse bezogen wird) 63 sind in der Hülse 54 des Steuerventils 50 ausgebildet. Die Zuführanschlüsse 60 stehen mit dem Zuführkanal 40 in Verbindung. Die Ablaufanschlüsse 61 stehen mit den Ablaufkanälen 41 in Verbindung.
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Ferner stehen die Voreilanschlüsse 62 mit den Voreilkanälen 42 in Verbindung und stehen die Verzögerungsanschlüsse 63 mit den Verzögerungskanälen 43 in Verbindung. Am Steuerventil 50 wird eine axiale Bewegungsposition (Axialposition), d. h. eine Betriebsposition (auf die sich nachfolgend der Einfachheit halber als eine Steuerkolbenposition bezogen wird) des Steuerkolbens 53 im Ansprechen auf die Erregung der Magnetspule 51 geändert, um den Verbindungszustand von jedem dieser Anschlüsse 60–63 zu ändern.
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Die Steuerschaltung 90 ist eine elektronische Schaltung, die beispielsweise einen Mikrocomputer als ihre Hauptkomponente aufweist. Die Steuerschaltung 90 ist mit dem Steuerventil 50, der Magnetspule 51 und den unterschiedlichen elektrischen Komponenten (nicht gezeigt) der Maschine bzw. des Motors elektrisch verbunden. Die Steuerschaltung 90 steuert die Erregung der Magnetspule 51 und die Drehung des Motors über ein Computerprogramm, das in einem internen Speicher der Steuerschaltung 90 gespeichert ist.
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Als Nächstes wird ein oszillierendes Drehmoment, das auf den Flügelrotor 15 aufgebracht wird, beschrieben.
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Während der Rotation des Motors wird das oszillierende Drehmoment an der Nockenwelle 2 aufgrund einer Federreaktionskraft erzeugt, die von den Einlassventilen aufgebracht werden, die durch die Nockenwelle 2 geöffnet und geschlossen werden. Dieses oszillierende Drehmoment wird zum Flügelrotor 15 der Antriebsvorrichtung 10 über die Nockenwelle 2 übertragen. Wie es in 5 gezeigt ist, ist das oszillierende Drehmoment ein sich änderndes Drehmoment, das sich zwischen einem negativen Drehmoment, das auf den Flügelrotor 15 in eine Voreilrichtung in Bezug auf das Gehäuse 11 ausgeübt wird, und einem positiven Drehmoment ändert, das auf den Flügelrotor 15 in eine Verzögerungsrichtung in Bezug auf das Gehäuse 11 ausgeübt wird.
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Ein Absolutwert eines Spitzenwertes (Spitzendrehmoment) T+ des positiven Drehmoments kann größer als ein Absolutwert eines Spitzenwertes (Spitzendrehmoment) T– des negativen Drehmoments sein, so dass der Mittelwert (mittleres Drehmoment) des oszillierenden Drehmoments auf die Seite des positiven Drehmoments vorgespannt sein kann. Alternativ dazu kann der Absolutwert des Spitzenwertes T+ des positiven Drehmoments im Wesentlichen gleich dem Absolutwert des Spitzenwertes T– des negativen Drehmoments sein, so dass der Mittelwert (mittleres Drehmoment) im Wesentlichen null werden kann.
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Als Nächstes werden die Einzelheiten der Struktur der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 beschrieben.
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Wie es in 1 und 2 gezeigt ist, erstreckt sich die Nockenwelle 2 koaxial über den Flügelrotor 15 von der Seite der hinteren Platte 14 zur Seite der vorderen Platte 13. Ein vorstehender Abschnitt 2a der Nockenwelle 2, der von der vorderen Platte 13 vorsteht, wird durch ein Lager 6 des Motors gestützt bzw. gelagert. Die Nockenwelle 2 weist ein Axialloch 2b auf, das als ein Zylinderloch konfiguriert ist und sich in einer Endfläche bzw. Stirnfläche des vorstehenden Abschnitts 2a öffnet. Die Hülse 54, die in Form eines Zylinderrohres konfiguriert ist, ist in das Axialloch 2b koaxial eingeführt, so dass der Abschnitt des Steuerventils 50 in der Nockenwelle 2 an einer radialen inneren Seite des Flügelrotors 15 aufgenommen ist.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel befindet sich ein Befestigungsabschnitt 2c der Nockenwelle 2, der aus Metall gefertigt ist, an einer Seite der hinteren Platte 14 des vorstehenden Abschnittes 2a und ist dieser in die drehbare Welle 15a des Flügelrotors 15, die aus Metall gefertigt ist, sicher pressgepasst. Ferner sind der Steuerkolben 53, das aus Metall gefertigt ist, und die Feder 52, die aus Metall gefertigt ist, in der Hülse 54, die aus Metall gefertigt ist, aufgenommen und ist die Hülse 54 am Loch 2b der Nockenwelle 2 schraubbar befestigt. Da die Hülse 54 in der vorstehend beschriebenen Weise befestigt ist, dreht sich die Hülse 54 einstückig mit der Nockenwelle 2 und dem Flügelrotor 15, der ein synchron drehbares Element 17 bildet, und ebenfalls mit dem Steuerkolben 53 und der Feder 52, die das aufgenommene Element bilden. Daher ist der Steuerkolben 53 in Bezug auf eine Antriebswelle 51a der Magnetspule 54 gleitfähig drehbar, die an einem stationären Element (z. B. einer Kettenabdeckung) des Motors installiert ist und den Steuerkolben 53 antreibt, um den Steuerkolben 53 entlang der Achse hin und her zu bewegen.
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Die Hülse 54 des Steuerventils 50 weist die Anschlüsse 60–63 auf, von denen jeder in der vorbestimmten entsprechenden Anzahl vorgesehen ist. Wie es in 6 gezeigt ist, sind die Zuführanschlüsse 60 einer nach dem anderen in vorbestimmten Intervallen in einer Umfangsrichtung der Hülse 54 angeordnet. Jeder Zuführanschluss 60 steht mit dem Zuführkanal 40 (siehe ebenfalls 1), der sich über den vorstehenden Abschnitt 2a der Nockenwelle 2 und das Lager 6 erstreckt, über eine Zuführöffnung 70 in Verbindung, die als eine ringförmige Nut ausgebildet ist, die sich in der Außenrandfläche 54a der Hülse 54 öffnet.
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Wie es in den 2 und 6 gezeigt ist, sind in der Hülse 54 die Ablaufanschlüsse 61 an einem Axialort angeordnet, der von den Zuführanschlüssen 60 in Axialrichtung der Hülse 54 verschoben ist, so dass die Ablaufanschlüsse 61 einer nach dem anderen in vorbestimmten Intervallen in Umfangsrichtung der Hülse 54 angeordnet sind. Jeder Ablaufanschluss 61 steht mit Ablaufkanälen 41 (siehe ebenfalls 1), die sich über den vorstehenden Abschnitt 2a der Nockenwelle 2 und das Lager 6 erstrecken, über eine Ablauföffnung 71 in Verbindung, die als eine ringförmige Nut ausgebildet ist, die sich in der Außenrandfläche 54a der Hülse 54 öffnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel befinden sich die Ablaufkanäle 41 an der radial äußeren Seite der Ablaufanschlüsse 61 und ist jeder der Ablaufanschlüsse 61 von allen Ablaufkanälen 41 in Umfangsrichtung der Hülse 54 verschoben.
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Wie es in den 3 und 6 gezeigt ist, sind die Voreilanschlüsse 62 an einem Axialort angeordnet, der von den Ablaufanschlüssen 61 in Axialrichtung der Hülse 54 verschoben ist, so dass die Voreilanschlüsse 62 einer nach dem anderen an vorbestimmten Intervallen in Umfangsrichtung der Hülse 54 angeordnet sind. Jeder Voreilanschluss 62 steht mit Voreilkanälen 42 (siehe ebenfalls 1), die sich über den Befestigungsabschnitt 2c der Nockenwelle 2 und die drehbare Welle 15a des Flügelrotors 15 erstrecken und jeweils als ein Loch ausgebildet sind, über eine Voreilöffnung 72 in Verbindung, die als eine ringförmige Nut ausgebildet ist, die sich in der Außenrandfläche 54a der Hülse 54 öffnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel befinden sich die Voreilkanäle 42 an der radial äußeren Seite der Voreilanschlüsse 62 und befindet sich jeder der Voreilanschlüsse 62 in Umfangsrichtung der Hülse 54 an einer entsprechenden Umfangsposition, die mit einer Umfangsposition des entsprechenden der Voreilkanäle 42 zusammenfällt. Dadurch befinden sich jeder der Voreilanschlüsse 62 und der entsprechende Voreilkanal 42 entlang einer entsprechenden gedachten radialen Linie.
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Wie es in den 4 und 6 gezeigt ist, sind die Verzögerungsanschlüsse 63 an einem axialen Ort angeordnet, der von den Ablaufanschlüssen 61 in Axialrichtung der Hülse 54 an einer Axialseite der Ablaufanschlüsse 61 verschoben ist, die zu den Voreilanschlüssen 62 entgegengesetzt liegt, so dass die Verzögerungsanschlüsse 63 einer nach dem anderen in vorbestimmten Intervallen in Umfangrichtung der Hülse 54 angeordnet sind. Jeder Verzögerungsanschluss 63 steht mit den Verzögerungskanälen 43 (siehe ebenfalls 1), die sich über den Befestigungsabschnitt 2c der Nockenwelle 2 und die drehbare Welle 15a des Flügelrotors 15 erstrecken und jeweils als ein Loch konfiguriert sind, über eine Verzögerungsöffnung 73 in Verbindung, die als eine ringförmige Nut ausgebildet ist, die sich in der Außenrandfläche 54a der Hülse 54 öffnet.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind unter Bezugnahme auf 6 der axiale Ort von jedem Verzögerungsanschluss 63 und der axiale Ort von jedem Voreilanschluss 62 von dem axialen Ort von jedem Ablaufanschluss 61 in Axialrichtung der Hülse 54 verschoben. Genauer gesagt ist die Größe der axialen Positionsverschiebung ΔRa zwischen dem axialen Ort des Verzögerungsanschlusses 63 und dem axialen Ort des Ablaufanschlusses 61 im Wesentlichen die gleiche wie die Größe der axialen Positionsverschiebung ΔAa zwischen dem axialen Ort des Voreilanschlusses 62 und dem axialen Ort des Ablaufanschlusses 61. Die Verzögerungskanäle 63 befinden sich an der radial äußeren Seite der Verzögerungsanschlüsse 63 und jeder der Verzögerungsanschlüsse 63 befindet sich in Umfangsrichtung der Hülse 54 an einer entsprechenden Umfangsposition, die mit einer Umfangsposition eines entsprechenden der Verzögerungskanäle 43 zusammenfällt. Dadurch sind jeder der Verzögerungsanschlüsse 63 und der entsprechende Verzögerungskanal 43 entlang einer entsprechenden gedachten radialen Linie angeordnet.
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11 ist eine schematische Darstellung, die die Positionsbeziehung zwischen den Ablaufkanälen 41, den Voreilkanälen 42 und den Verzögerungskanälen 43 anzeigt. Genauer gesagt zeigt 11 einen axial projizierten Schatten (axial projizierten Bereich) 42a von jedem der Voreilkanäle 42, der gebildet wird, indem der Voreilkanal 42 an der Seite des Ablaufanschlusses 41 axial projiziert wird, d. h. indem der Voreilkanal 42 auf eine gedachte Ebene axial projiziert wird, die sich in einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung der Hülse 54 über die Ablaufkanäle 41 erstreckt. 11 zeigt ebenfalls einen axial projizierten Schatten (axial projizierten Bereich) 43a von jedem der Verzögerungskanäle 43, der gebildet wird, indem der Verzögerungskanal 43 an der Seite des Ablaufanschlusses 41 axial projiziert wird, d. h., indem der Verzögerungskanal 43 auf die gedachte Ebene axial projiziert wird, die sich in die Richtung senkrecht zur Axialrichtung der Hülse 54 über die Ablaufanschlüsse 41 erstreckt. Wie es in 11 gezeigt ist, befindet sich der axial projizierte Schatten 42a von jedem Voreilkanal 42 an einer Umfangsseite eines entsprechenden der Ablaufkanäle 41 und befindet sich der axial projizierte Schatten 43a eines entsprechenden der Verzögerungskanäle 43 an der anderen Umfangsseite dieses Ablaufkanales 41. Dadurch wird jeder Ablaufkanal 41 zwischen dem axial projizierten Schatten 42a des entsprechenden Voreilkanales 42 und dem axial projizierten Schatten 43a des entsprechenden Verzögerungskanales 43 in Umfangsrichtung gehalten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Größe der Umfangspositionsverschiebung ΔAc zwischen dem axial projizierten Schatten 42a des Voreilkanales 42 und dem Ablaufkanal 41, wobei eine Messung in Umfangsrichtung der Hülse 54 erfolgt, im Wesentlichen die gleiche wie die Größe der Umfangspositionsverschiebung ΔAc zwischen dem axial projizierten Schatten 43a des Verzögerungskanales 43 und dem Ablaufkanal 41, wobei eine Messung in Umfangsrichtung der Hülse 54 erfolgt.
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In dem wie in 6 gezeigten Steuerventil 50 weist der Steuerkolben 53 einen Verbindungs- bzw. Kommunikationskanal 55 und einen Verbindungskanal 56 auf. Der Verbindungskanal 55 ist als ringförmige Nut gestaltet, die sich in der Außenrandfläche 53a des Steuerkolbens 53 öffnet. Der Verbindungskanal 56 ist als ein Zylinderloch konfiguriert, das zwei Endabschnitte 56a und 56b und einen Zwischenabschnitt 56c, der sich zwischen diesen befindet, hat, und die Endabschnitte 56a, 56b und der Zwischenabschnitt 56c des Verbindungskanals 56 sind zur Außenrandfläche 53a des Steuerkolbens 53 geöffnet.
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Mit der vorstehenden Struktur ist in der Betriebsposition (Axialposition) des Steuerkolbens 53 während des Betriebes im Voreilmodus A, der in den 7A und 7B gezeigt ist, der Verbindungskanal 55 mit jedem Ablaufanschluss 61 und jedem Verzögerungsanschluss 63 verbunden. Auch ist in der Betriebsposition des Steuerkolbens 53 während des Betriebes im Voreilmodus A, der in den 7A und 7B gezeigt ist, der eine Endabschnitt 56a des Verbindungskanales 56 mit jedem Zuführanschluss 60 verbunden und ist der Zwischenabschnitt 56c des Verbindungskanales 56 mit jedem Voreilanschluss 62 verbunden. Ferner wird der andere Endabschnitt 56b des Verbindungskanales 56 durch die Hülse 54 geschlossen.
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Im Gegensatz dazu ist bei der Betriebsposition des Steuerkolbens 53 während des Betriebes im Verzögerungsmodus R, der in den 8A und 8B gezeigt ist, der Verbindungskanal 55 mit jedem Ablaufanschluss 61 und jedem Voreilanschluss 62 verbunden. Auch ist in der Betriebsposition des Steuerkolbens 53 während des Betriebes im Verzögerungsmodus R der eine Endabschnitt 56a des Verbindungskanales 56 mit jedem Zuführanschluss 60 verbunden und ist der Zwischenabschnitt 56c des Verbindungskanales 56 durch die Hülse 54 geschlossen. Auch ist der andere Endabschnitt 56b des Verbindungskanales 56 mit jedem Verzögerungsanschluss 63 verbunden.
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In dem Steuerventil 50, wie dieses in den 1 bis 4 gezeigt ist, ist ein Rückschlagventil 80 im Verbindungskanal 56 des Steuerkolbens 53 installiert. Wie es in 6 gezeigt ist, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Rückschlagventil 80 ein federloses Rückschlagventil und weist dieses einen Ventilsitz 81, eine Führung 82, eine Stoppeinrichtung 83 und ein Ventilelement 84 auf.
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Der Ventilsitz 81 wird durch eine sich verjüngende Fläche (konische Fläche) gebildet, die durch eine Wandfläche 56d des Verbindungskanals 56 gebildet wird und die einen sich ständig verringernden Durchmesser hat, der zu einem Endabschnitt 56a des Verbindungskanales 56 hin axial fortschreitend verringert ist. Die Führung 82 ist durch eine zylindrische Fläche der Wandfläche 56d des Verbindungskanals 56 gebildet, die den Zwischenabschnitt 56c bildet und die sich an einer axialen Seite des Ventilsitzes 81 befindet, wo sich der andere Endabschnitt 56b befindet. Die Stoppeinrichtung 83 ist durch eine Stufenfläche der Wandfläche 56d des Verbindungskanales 56 gebildet, die zum Ventilsitz 81 axial entgegengesetzt liegt und sich an einer axialen Seite der Führung 82 befindet, wo sich der andere Endabschnitt 56b befindet. Das Ventilelement 84 ist aus Metall gefertigt und als ein zylindrischer rohrförmiger Körper mit einem Boden konfiguriert. Das Ventilelement 84 ist im Zwischenabschnitt 56c des Verbindungskanales 56 an einem Ort aufgenommen, der sich radial einwärts von der Führung 82 befindet, so dass das Ventilelement 84 dazu geeignet ist, in Axialrichtung hin und her zu gehen.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Ventilelement 84 ausgebildet, indem eine Metallplatte durch beispielsweise einen Pressformprozess verarbeitet wird. Wie es in den 6 und 9A bis 9C gezeigt ist, weist das Ventilelement 84 einen gewölbten Plattenabschnitt 85, einen ringförmigen Ringabschnitt 86 und eine Vielzahl von (in diesem Fall drei) Brückenabschnitten 87 auf. Der gewölbte Plattenabschnitt 85 bildet einen axialen Endabschnitt des Ventilelementes 84 an der Bodenseite des Ventilelementes 84. Der gewölbte Plattenabschnitt 84 weist eine konvexe Plattenfläche (Bodenfläche) 85a und eine konkave Plattenfläche 85b auf, die axial entgegengesetzt zueinander sind. Der konvexe Plattenabschnitt 85a ist eine teilweise gewölbte Fläche, die zum Ventilsitz 81 hin konvex ist. Die konkave Plattenfläche 85b ist eine teilweise gewölbte Fläche, die zur konvexen Plattenfläche 85a hin konkav ist. Die konvexe Plattenfläche 85a und die konkave Plattenfläche 85b haben jeweilige kreisförmige Außenwandkanten, die koaxial zueinander sind. Eine Dicke des gewölbten Plattenabschnitts 85, die zwischen der konvexen Plattenfläche 85a und der konkaven Plattenfläche 85b gemessen ist, ist im Wesentlichen über den gewölbten Plattenabschnitt 85 gleichmäßig. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die konvexe Plattenfläche 85a angepasst, um sich mit dem Ventilsitz 81 in Anlage zu befinden, der mit der konvexen Plattenfläche 85a koaxial ist, so dass die konvexe Plattenfläche 85a mit der konischen Fläche des Ventilsitzes 81 eine Linienberührung bildet.
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Wie es in den 6 und 9A bis 9C gezeigt ist, bildet der ringförmige Ringabschnitt 86 einen axialen Endabschnitt des Ventilelements 84 an einer Öffnungsseite des Ventilelementes 84, die zur Bodenseite des Ventilelementes 84 entgegengesetzt liegt. Der ringförmige Ringabschnitt 86 weist eine Außenrandfläche 86a und eine Innenrandfläche 86b auf. Die Außenrandfläche 86a des ringförmigen Ringabschnitts 86 ist eine Zylinderfläche, die durch die Führung 82 geführt wird, so dass die Außenrandfläche 86a entlang der Führung 82 axial gleitfähig ist. Die Innenumfangsfläche 86b des ringförmigen Ringabschnitts 86 ist eine Zylinderfläche, die einen Durchmesser hat, der kleiner als der der Außenrandfläche 86a ist. Eine Dicke des ringförmigen Ringabschnitts 86, die zwischen der Außenrandfläche 86a und der Innenrandfläche 86b gemessen wird, ist über den ringförmigen Ringabschnitt 86 im Wesentlichen gleichmäßig und im Wesentlichen die gleiche wie die des gewölbten Plattenabschnitts 85. Beim ringförmigen Ringabschnitt 86 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Durchmesser der Innenrandfläche 86b, die mit dem gewölbten Plattenabschnitt 85 koaxial verläuft, der die kreisförmige Außenrandkante hat, größer als der Durchmesser des gewölbten Plattenabschnitts 85 gestaltet. Daher befindet sich, wie es in 10 gezeigt ist, die Innenrandfläche 86b an einer radial äußeren Seite eines axial projizierten Schattens, d. h. eines axial projizierten Bereiches 85c (siehe eine Kreuzschraffur, die in 10 gezeigt ist) des gewölbten Plattenabschnitts 85, der auf die Seite des ringförmigen Ringabschnitts 86 axial projiziert wird, d. h. auf eine gedachte Ebene axial projiziert wird, die sich in eine Richtung erstreckt, die zur Axialrichtung des Ventilelements 84 senkrecht verläuft, und zwar über den ringförmigen Ringabschnitt 86.
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Wie es in den 6 und 9A bis 9C gezeigt ist, sind die drei Brückenabschnitte 87, die einen axialen Zwischenabschnitt des Ventilelementes 84 bilden, voneinander in Umfangsrichtung beabstandet, d. h. einer nach dem anderen in im Wesentlichen gleichen Intervallen in Umfangsrichtung angeordnet, die ebenfalls die Umfangsrichtung des gewölbten Plattenabschnitts 85 und des ringförmigen Ringabschnitts 86 ist, so dass die Brückenabschnitte 87 den bogenförmigen Plattenabschnitt 85 mit dem ringförmigen Ringabschnitt 86 koaxial verbinden. Wie es in den 9A bis 9C gezeigt ist, weist jeder Brückenabschnitt 87 einen ersten Brückenplattenabschnitt 88 und einen zweiten Brückenplattenabschnitt 89 auf, die einer nach dem anderen in Axialrichtung kontinuierlich ausgebildet sind. Der erste Brückenplattenabschnitt 88 befindet sich benachbart zum gewölbten Plattenabschnitt 85 in Axialrichtung und der zweite Brückenplattenabschnitt 89 befindet sich benachbart zum ringförmigen Ringabschnitt 86 in Axialrichtung.
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Der erste Brückenplattenabschnitt 88 weist eine Außenrandfläche 88a und eine Innenrandfläche 88b auf, die zueinander entgegengesetzt sind. Die Außenrandfläche 88a ist von der konvexen Plattenfläche 88a des gewölbten Abschnitts 85 kontinuierlich und als eine teilweise gewölbte Fläche ausgebildet. Die Innenrandfläche 88b ist von der konkaven Plattenfläche 85b des gewölbten Plattenabschnitts 85 kontinuierlich und als eine teilweise gewölbte Fläche ausgebildet. Ein Krümmungsradius der Außenrandfläche 88a und ein Krümmungsradius der Innenrandfläche 88b sind im Wesentlichen die gleichen wie der Krümmungsradius der konvexen Plattenfläche 85a bzw. der Krümmungsradius der konkaven Plattenfläche 85b. Daher ist eine Dicke des ersten Brückenplattenabschnitts 88, die zwischen der Außenrandfläche 88a und der Innenrandfläche 88b gemessen wird, im Wesentlichen gleichmäßig über den ersten Brückenplattenabschnitt 88 und im Wesentlichen die gleiche wie die Dicke des gewölbten Plattenabschnitts 85.
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Der zweite Brückenplattenabschnitt 89 weist eine Außenrandfläche 89a und eine Innenrandfläche 89b auf. Die Außenrandfläche 89a ist von der Außenrandfläche 86a des ringförmigen Ringabschnitts 86 kontinuierlich und als eine teilweise zylindrische Fläche ausgebildet. Die Innenrandfläche 89b ist von der Innenrandfläche 86b des ringförmigen Ringabschnitts 86 kontinuierlich und als eine teilweise zylindrische Fläche ausgebildet. Ein Durchmesser der Außenrandfläche (genauer gesagt ein Durchmesser eines gedachten Kreises, entlang von dem sich die Außenrandfläche in Umfangsrichtung erstreckt) 89a und eine Durchmesser der Innenrandfläche (genauer gesagt ein Durchmesser eines gedachten Kreises, entlang von dem sich die Innenrandfläche in Umfangsrichtung erstreckt) 89b sind im Wesentlichen die gleichen wie der Durchmesser der Außenrandfläche 86a bzw. der Durchmesser der Innenrandfläche 86b. Daher ist eine Dicke des zweiten Brückenplattenabschnitts 89, die zwischen der Außenrandfläche 89a und der Innenrandfläche 89b gemessen wird, im Wesentlichen über den zweiten Brückenplattenabschnitt 89 gleichmäßig und im Wesentlichen die gleiche wie die des ringförmigen Ringabschnitts 86 (d. h. die Dicke des zweiten Brückenplattenabschnitts 89 ist im Wesentlichen die gleiche wie die des gewölbten Plattenabschnitts 85).
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Eine Seitenfläche 88c der Umfangsseite des ersten Brückenplattenabschnitts 88 und eine Seitenfläche 89c der Umfangsseite des zweiten Brückenplattenabschnitts 89 sind in Axialrichtung nacheinander kontinuierlich, um eine ebene kontinuierliche Fläche auszubilden, die in Axialrichtung kontinuierlich ist. Ein Schlitz 87a ist zwischen den Seitenflächen 88c, 89c von einem von jeden benachbarten zwei der Brückenabschnitte 87 und den Seitenflächen 88c, 89c des anderen von jeden benachbarten zwei der Brückenabschnitte 87 in Umfangsrichtung definiert, um sich von einer Außenumfangsseite des gewölbten Plattenabschnitts 85 zum ringförmigen Ringabschnitt 86 axial zu erstrecken.
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Das Rückschlagventil 80 mit der vorstehend genannten Struktur wird im Ansprechen auf eine Druckbeziehung, d. h. eine Druckdifferenz zwischen einem Druck an der Seite von einem Endabschnitt 56a des Ventilsitzes 81 und einem Druck an der Seite des anderen Endabschnitts 56b des Ventilsitzes 81 im Verbindungskanal 56, betrieben. Genauer gesagt wird, wenn der Druck an der Seite des einen Endabschnitts 56a des Ventilsitzes 81 höher als der Druck an der Seite des anderen Endabschnitts 56b des Ventilsitzes 81 im Verbindungskanal 56 wird, das Ventilelement 84 zur Seite des anderen Endabschnitts 56b im Verbindungskanal 56 bewegt, bis dass das Ventilelement 84 mit der Stoppeinrichtung 83 in Anlage steht, wie es in den 7A und 8A gezeigt ist, so dass die konvexe Plattenfläche 85a von dem Ventilsitz 81 weg angehoben wird und dadurch das Rückschlagventil 80 geöffnet wird. Somit wird im Verbindungskanal 56 während des Betriebes im Voreilmodus A, der in 7A gezeigt ist, die Strömung des Hydrauliköls von jedem Zuführanschluss 60 zur Seite von jedem Voreilanschluss 62 durch das Öffnen des Rückschlagventiles 80 ermöglicht. Ferner wird im Verbindungskanal 56 während des Betriebes im Verzögerungsmodus R, der in 8A gezeigt ist, die Strömung des Hydraulikfluids von jedem Zuführanschluss 60 zur Seite von jedem Verzögerungsanschluss 63 durch das Öffnen des Rückschlagventiles 80 ermöglicht.
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Im Gegensatz dazu wird, wenn der Druck an der Seite des anderen Endabschnitts 56b des Ventilsitzes 81 höher als der Druck an der Seite des einen Endabschnitts 56a des Ventilsitzes 81 im Verbindungskanal 56 wird, das Ventilelement 84 zur Seite des einen Endabschnitts 56a im Verbindungskanal 56 bewegt und dadurch gelangt die konvexe Plattenfläche 85a mit dem Ventilsitz 81 in Anlage, wie es in den 7B und 8B gezeigt ist. Dadurch wird das Rückschlagventil 80 geschlossen. Somit ist im Verbindungskanal 56 während des Betriebes im Voreilmodus A, der in 7B gezeigt ist, die Strömung des Hydraulikfluids von jedem Voreilanschluss 62 zur Seite von jedem Zuführanschluss 60 durch das Schließen des Rückschlagventils 80 begrenzt. Ferner ist im Verbindungskanal 56 während des Betriebes im Verzögerungsmodus R, der in 8B gezeigt ist, die Strömung des Hydrauliköls von jedem Verzögerungsanschluss 63 zur Seite von jedem Zuführanschluss 60 durch das Schließen des Rückschlagventiles 80 begrenzt.
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Als Nächstes wird der Steuerbetrieb (Einstellbetrieb) des Ventilzeitverhaltens mit der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 beschrieben.
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Zur Zeit des stationären Betriebes des Motors, bei dem die Zuführung von Hydrauliköl von der Pumpe 4 aufrecht erhalten wird, wird die Betriebsposition des Steuerkolbens 53 durch die Steuerschaltung 90 ausgewählt, so dass die Steuerschaltung 90 die Erregung der Magnetspule 51 in einer Weise steuert, dass das Ventilzeitverhalten umgesetzt wird, das für den Betriebszustand des Motors geeignet ist. Daher werden die Eingabe und Ausgabe von Hydrauliköl in Bezug auf jede Voreilkammer 22 und jede Verzögerungskammer 23 im Ansprechen auf die gewählte Betriebsposition des Steuerkolbens 53 gesteuert. Der Ventilzeitverhaltensteuerbetrieb für jeden der Modi Voreilmodus A und Verzögerungsmodus R zur Zeit des stationären Betriebes des Motors wird beschrieben. Zum Zeitpunkt des Startens des stationären Betriebes des Motors wird jede Voreilkammer 22 mit der entsprechenden Menge des Hydrauliköls gefüllt, die dem Volumen der Voreilkammer 22 entspricht, und wird jede Verzögerungskammer 23 mit der entsprechenden Menge des Hydrauliköls gefüllt, die dem Volumen der Verzögerungskammer 23 entspricht.
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(1) Voreilmodus A
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Zum Zeitpunkt des stationären Betriebes des Motors wird, wenn ein Betriebszustand, wie ein Vorhandensein einer Ist-Rotationsphase an einer Verzögerungsseite einer Soll-Rotationsphase über eine gestattete Abweichung hinaus erfüllt ist, die Betriebsposition (Axialposition) des Steuerkolbens 53 während des Betriebes im Voreilmodus A, der in den 7A und 7B gezeigt ist, ausgewählt. In dieser Betriebsposition des Steuerkolbens 53 steht jeder Voreilanschluss 62, der mit jeder Voreilkammer 22 über jeden Voreilkanal 42 in Verbindung steht, mit jedem Zuführanschluss 60, der mit dem Zuführkanal 40 in Verbindung steht, über den Verbindungskanal 56 in Verbindung. Zu dieser Zeit steht jeder Verzögerungsanschluss 63, der mit jeder Verzögerungskammer 23 über jeden Verzögerungskanal 43 verbunden ist, mit jedem Ablaufanschluss 61, der zur Atmosphäre über die Kommunikation mit jedem Ablaufkanal 41 geöffnet ist, über den Verbindungskanal 55 in Verbindung.
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In diesem Verbindungszustand wird, wenn ein negatives Drehmoment, das das Volumen von jeder Voreilkammer 22 erhöht, ausgeübt wird, ein Unterdruck in jeder Voreilkammer 22 erzeugt. Dadurch wird im Verbindungskanal 56, der mit jeder Voreilkammer 22 über jeden Voreilanschluss 62 verbunden ist, das Rückschlagventil 80 geöffnet, wie es in 7A gezeigt ist, und dadurch wird die Strömung von Hydrauliköl zu jedem Voreilanschluss 62 hin ermöglicht. Somit wird das Hydraulikfluid, das von der Pumpe 4 zu jedem Zuführanschluss 60 geführt wird, vom Verbindungskanal 56 in jede Voreilkammer 22 über jeden Voreilanschluss 62 geführt. Gleichzeitig wird das Hydrauliköl von jeder Verzögerungskammer 23 von jedem Verzögerungsanschluss 63 in jeden Ablaufkanal 41 über den Verbindungskanal 55 und jeden Ablaufanschluss 61 ausgegeben. Als ein Ergebnis wird die Rotationsphase zur Voreilseite geändert, um das Ventilzeitverhalten vorzubewegen.
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Ferner wird, wenn die Richtung des oszillierenden Drehmoments umgekehrt wird, um das positive Drehmoment auszuüben, das das Volumen von jeder Voreilkammer 22 verringert, das Hydrauliköl von jeder Voreilkammer 22 in den Verbindungskanal 56 über jeden Voreilanschluss 62 ausgegeben. Auf diese Weise wird im Verbindungskanal 56 das Rückschlagventil 80 geschlossen, wie es in 7B gezeigt ist, und dadurch wird die Strömung des Hydrauliköls von jedem Voreilanschluss 62 zu jedem Zuführanschluss 60 hin begrenzt. Als ein Ergebnis wird das Auslassen von Hydrauliköl aus jeder Voreilkammer 22 gestoppt und dadurch wird das Rückstellen der Rotationsphase, was ein Erhöhen des Volumens von jeder Verzögerungskammer 23 bewirkt und dadurch das Auslassen des Hydrauliköls in jeden Ablaufanschluss 41 begrenzt, unabhängig vom Ausüben des positiven Drehmoments begrenzt.
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(2) Verzögerungsmodus R
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Zum Zeitpunkt des stationären Betriebes des Motors wird, wenn ein Betriebszustand, wie zum Beispiel ein Vorhandensein der Ist-Rotationsphase an einer Voreilseite der Soll-Rotationsphase über eine gestattete Abweichung hinaus erfüllt ist, die Betriebsposition (Axialposition) des Steuerkolbens 53 während des Betriebes im Verzögerungsmodus R, der in den 8A und 8B gezeigt ist, ausgewählt. In dieser Betriebsposition des Steuerkolbens 53 ist jeder Verzögerungsanschuss 63, der mit jeder Verzögerungskammer 23 über jeden Verzögerungskanal 43 in Verbindung steht, mit jedem Zuführanschluss 60, der mit dem Zuführkanal 40 verbunden ist, über den Verbindungskanal 56 verbunden. Gleichzeitig ist jeder Voreilanschluss 62, der mit jeder Voreilkammer 22 über jeden Voreilkanal 42 verbunden ist, mit jedem Ablaufanschluss 61, der zur Atmosphäre über die Verbindung mit jedem Ablaufkanal 41 geöffnet ist, über den Verbindungskanal 55 verbunden.
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In diesem Verbindungszustand wird, wenn ein positives Drehmoment, das das Volumen von jeder Verzögerungskammer 23 erhöht, ausgeübt wird, ein Unterdruck in jeder Verzögerungskammer 23 erzeugt. Dadurch wird im Verbindungskanal 56, der mit jeder Verzögerungskammer 23 über jeden Verzögerungsanschluss 63 verbunden ist, das Rückschlagventil 80 geöffnet, wie es in 8A gezeigt ist, und dadurch wird die Strömung des Hydraulikfluids zu jedem Verzögerungsanschluss 63 ermöglicht. Somit wird das Hydraulikfluid, das von der Pumpe 4 zu jedem Zuführanschluss 60 geführt wird, von dem Verbindungskanal 56 in jede Verzögerungskammer 23 über jeden Verzögerungsanschluss 63 geführt. Gleichzeitig wird das Hydrauliköl von jeder Voreilkammer 22 von jedem Voreilanschluss 62 in jeden Ablaufkanal 41 über den Verbindungskanal 55 und jedem Ablaufanschluss 61 ausgegeben. Als ein Ergebnis wird die Rotationsphase zur Verzögerungsseite geändert, um das Ventilzeitverhalten zu verzögern.
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Ferner wird, wenn die Richtung des oszillierenden Drehmoments umgekehrt wird, um das negative Drehmoment aufzubringen, das das Volumen von jeder Verzögerungskammer 23 verringert, das Hydraulikfluid von jeder Verzögerungskammer 23 in den Verbindungskanal 56 über jeden Verzögerungsanschluss 63 ausgegeben. Auf diese Weise wird im Verbindungskanal 56 das Rückschlagventil geschlossen, wie es in 8B gezeigt ist, und dadurch wird die Strömung des Hydrauliköls von jedem Verzögerungsanschluss 63 zu jedem Zuführanschluss 60 begrenzt. Als ein Ergebnis wird das Ausgeben des Hydraulikfluids von jeder Verzögerungskammer 23 gestoppt und dadurch wird das Rückführen der Rotationsphase, das eine Erhöhung des Volumens von jeder Voreilkammer 22 verursacht und dadurch das Ausgeben des Hydraulikfluids in jedem Ablaufkanal 41 begrenzt, unabhängig vom Ausüben des negativen Drehmoments begrenzt.
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Nun werden Vorteile des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
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Im Rückschlagventil 80 der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 wird eine Rückführkraft einer Feder nicht auf das Ventilelement 84 aufgebracht. Daher hängen die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Ventilelementes 84 zum Zeitpunkt des Anhebens des Ventilelementes 84 vom Ventilsitz 81 und die Ventilschließgeschwindigkeit des Ventilelementes 84 zum Zeitpunkt des Aufsitzens des Ventilelementes 84 auf dem Ventilsitz 81 vom Druck des Hydrauliköls ab. Im gewölbten Plattenabschnitt 85 des Ventilelementes 84 sind die konvexe Plattenfläche 85a, die von dem Ventilsitz 81 abgehoben ist oder gegen diesen sitzt, und die konkave Plattenfläche 85b, die sich an der entgegengesetzten Seite der konvexen Plattenfläche 85a befindet, als teilweise gewölbten Flächen ausgebildet, von denen jede die kreisförmige Außenrandkante hat. Daher ist ein ausreichender Flächenbereich von jeder der konvexen Plattenfläche 85a und der konkaven Plattenfläche 85b vorgesehen, um den Druck des Hydrauliköls effektiv aufzunehmen. Mit diesen Druckaufnahmevorgängen der konvexen Plattenfläche 85a und der konkaven Plattenfläche 85b wird die Ventilöffnungsgeschwindigkeit erhöht, um die Rotationsphase schnell zu ändern, und wird die Ventilschließgeschwindigkeit erhöht, um das Rückführen der Rotationsphase schnell zu begrenzen. Daher ist es möglich, die Ansprechgeschwindigkeit zum Einstellen des Ventilzeitverhaltens, das der Rotationsphase entspricht, zu verbessern.
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Ferner hat im Ventilelement 84 der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 der ringförmige Ringabschnitt 86 die Innenrandfläche 86b, die zur Außenrandfläche 86a, die durch die Führung 82 geführt wird, entgegengesetzt ist, und ist der Durchmesser der Innenrandfläche 86b größer als der des gewölbten Plattenabschnitts 85. Ferner ist der ringförmige Ringabschnitt 86 mit dem gewölbten Plattenabschnitt 85 über drei Brückenabschnitte 87 koaxial verbunden, von denen jede zwei in Umfangsrichtung durch dem entsprechenden Schlitz 87a voneinander beabstandet sind. Mit der vorstehenden Konstruktion strömt ein Abschnitt des Hydraulikfluids, der durch den Verbindungskanal 86 im abgehobenen Zustand des Ventilelementes 84 vom Ventilsitz 81 weg strömt, von der radial äußeren Seite der kreisförmigen Außenrandkante des gewölbten Plattenabschnitts 85 in die Schlitze 87a, von denen jeder in Umfangsrichtung zwischen benachbarten zwei der Brückenabschnitte 87 definiert ist. Somit geht dieser Abschnitt des Hydrauliköls, der in die Schlitze 87a strömt, durch das Innere des ringförmigen Ringabschnitts 86, der den Durchmesser hat, der größer als der der kreisförmigen Außenrandkante des gewölbten Abschnitts 85 ist, ohne dass eine wesentliche Kollision mit dem Ventilelement 84 stattfindet. Hier befindet sich der ringförmige Ringabschnitt 86 an der radial äußeren Seite des axial projizierten Schattens 85c des gewölbten Plattenabschnitts 85, der zur Seite des ringförmigen Ringabschnitts 86 hin axial projiziert ist. Dieser ringförmige Ringabschnitt 86 ermöglicht die effektive Begrenzung der Kollision des Hydrauliköls, das von der radial äußeren Seite des gewölbten Plattenabschnitts 85 in die Schlitze 87a geht, gegen das Ventilelement 84, so dass die Größe des Druckverlustes des Hydrauliköls ausreichend verringert werden kann. Dadurch kann in jedem der Modi Voreilmodus A und Verzögerungsmodus R die Zuführung des Hydraulikfluids zu jeder Voreilkammer 22 oder jeder Verzögerungskammer 23 über jeden Voreilanschluss 62 oder jeden Verzögerungsanschluss 63 schnell ausgeführt werden, um die schnelle Änderung bei der Rotationsphase zuverlässig zu implementieren, so dass es möglich ist, die Ansprechgeschwindigkeit zum Einstellen des Ventilzeitverhaltens zu verbessern, das der Rotationsphase entspricht.
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Ferner ist in dem Ventilelement 84 der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 jede der Flächen Außenrandfläche 88a und Innenrandfläche 88b des ersten Brückenplattenabschnitts 88 von jedem Brückenabschnitt 87 als teilweise gewölbte Fläche ausgebildet, die von der entsprechenden einen der konvexen Plattenfläche 85a und der konvexen Plattenfläche 85b des gewölbten Plattenabschnitts 85 kontinuierlich ist. Daher kann der Druck des Hydrauliköls in einfacher Weise mit jeder der Flächen Außenrandfläche 88a und Innenrandfläche 88b des ersten Brückenplattenabschnitts 88 von jedem Brückenabschnitt 87 im Zusammenwirken mit der entsprechenden der Flächen konvexe Plattenfläche 85a und konkave Plattenfläche 85b des gewölbten Plattenabschnitts 85 aufgenommen werden. Ferner kann im zweiten Brückenplattenabschnitt 89 von jedem Brückenabschnitt 87 die Außenrandfläche 89a, die als die Teilzylinderfläche ausgebildet ist, die von der Außenrandfläche 86a des ringförmigen Ringabschnitts 86 kontinuierlich ist, durch die Führungsfunktion der Führung 82 geführt werden und kann die Innenrandfläche 89b, die als die Teilzylinderfläche ausgebildet ist, die von der Innenrandfläche 86b des ringförmigen Ringabschnitts 86 kontinuierlich ist, die Führungsfunktion zum Führen des Hydrauliköls ausführen. Die Führungsfunktion der Innenrandfläche 89b des zweiten Brückenplattenabschnitts 89 zum Führen des Hydrauliköls wird mit der Strömung des Hydrauliköls, die von der radial äußeren Seite des gewölbten Plattenabschnitts 85 in die Schlitze 87a geht und dann über die Innenseite des ringförmigen Ringabschnitts 86 in den angehobenen Zustand des Ventilelementes 84 vom Ventilsitz 81 weg strömt, nicht wahrscheinlich in Wechselwirkung treten. Dadurch werden sowohl die schnelle Änderung bei der Rotationsphase als auch die schnelle Begrenzung des Rückstellens der Rotationsphase umgesetzt und dadurch ist es möglich, die Ansprechgeschwindigkeit zum Einstellen des Ventilzeitverhaltens zu verbessern.
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Ferner sind im Ventilelement 84 der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 die Seitenfläche 88c der Umfangsseite des ersten Brückenplattenabschnitts 88 und die Seitenfläche 89c der Umfangsseite des zweiten Brückenplattenabschnitts 89 einer nach den anderen in Axialrichtung als kontinuierliche ebene Fläche in jedem Brückenabschnitt 87 kontinuierlich ausgebildet, so dass die Seitenfläche 88c der Umfangsseite und die Umfangsseitenfläche 89c miteinander zusammenwirken können, um das Hydrauliköl in Axialrichtung effektiv zu führen. Das Hydrauliköl, das von der radial äußeren Seite des gewölbten Plattenabschnitts 85 in die Schlitze 87a im angehobenen Zustand des Ventilelementes 84 vom Ventilsitz 81 weg geht, wird in einfacher Weise zur Innenseite des ringförmigen Ringabschnitts 86 hin gerichtet, der sich an der Stromabwärtsseite der Schlitze 87a in Axialrichtung befindet, so dass die Größe des Druckverlustes ausreichend verringert werden kann. Dadurch kann die schnelle Änderung bei der Rotationsphase zuverlässig implementiert werden, und ist es möglich, die Ansprechgeschwindigkeit zum Einstellen des Ventilzeitverhaltens zu verbessern.
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In der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 ist jeder Ablaufanschluss 61 von jedem Voreilanschluss 62 an einer Axialseite von diesem in Axialrichtung der Hülse 54 axial verschoben und ist dieser ebenfalls von jedem Verzögerungsanschluss 63 an der anderen Axialseite davon in Axialrichtung der Hülse 54 axial verschoben. Ferner ist jeder Ablaufanschluss 61 in Umfangsrichtung von jedem Ablaufkanal 41 verschoben, der sich an der radial äußeren Seite des Ablaufanschlusses 61 befindet, und zwar in Umfangsrichtung der Hülse 54. Da die vorstehende Verschiebung von jedem Ablaufanschluss 61 vorliegt, wird die Länge des Kanals, der als der Auslasskanal dient, der sich von jedem Verzögerungsanschluss 63 oder jedem Voreilanschluss 62 zu jedem Ablaufkanal 61 erstreckt, während des Betriebes im Voreilmodus A oder Verzögerungsmodus R ausreichend, und dadurch wird die Größe des Druckverlustes in diesem Kanal vorteilhafterweise erhöht (maximiert). Somit ist es möglich, die Schwankungsbewegung des Flügelrotors 15 zu begrenzen, die durch das Zuführen von Luft in eine der Kammern jede Voreilkammer 22 und jede Verzögerungskammer 23 verursacht würde, zu der das Hydraulikfluid zurzeit zugeführt wird, und zwar beim übermäßigen Ausgeben des Hydrauliköls während des Betriebes in jedem der Modi Voreilmodus A und Verzögerungsmodus R. Dadurch kann die Ansprechgeschwindigkeit zum Einstellen des Ventilzeitverhaltens, das der Rotationsphase entspricht, verbessert werden.
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Ferner ist in der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 jeder Voreilanschluss 62, der mit jeder Voreilkammer 22 über jeden Voreilkanal 42 in Verbindung steht, der als das Durchgangsloch in dem synchron drehbaren Element 17 (d. h. der Nockenwelle 2 und dem Flügelrotor 15) ausgebildet ist, ausgebildet, so dass die Umfangsposition von jedem Voreilanschluss 62 in Umfangsrichtung der Hülse 54 mit der Umfangsposition des entsprechenden Voreilkanals 42 zusammenfällt. Aufgrund der vorstehenden Positionsbeziehung des Voreilanschlusses 62 kann während des Betriebes im Voreilmodus A der Kanal, der nun als der Versorgungskanal verwendet wird, der sich von jedem Voreilanschluss 62 zu jedem Voreilkanal 42 erstreckt, die schnelle Versorgung des Hydrauliköls implementieren, indem die Größe des Druckverlustes verringert wird, und dadurch ist es möglich, die Ansprechgeschwindigkeit zum Einstellen des Ventilzeitverhaltens zu erhöhen. Im Gegensatz dazu bewirkt während des Betriebes im Verzögerungsmodus R der Kanal, der nun als der Auslasskanal verwendet wird, der sich von jedem Voreilkanal 42 zu jedem Voreilanschluss 62 erstreckt, die Verringerung bei der Größe des Druckverlustes. Jedoch kann zu diesem Zeitpunkt die Größe des Druckverlustes in dem Kanal verringert werden, der als der Auslasskanal verwendet wird, der sich von jedem Voreilanschluss 62 zu jedem Ablaufkanal 41 erstreckt. Dadurch ist es möglich, die Ansprechgeschwindigkeit zum Einstellen des Ventilzeitverhaltens zu erhöhen.
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Ferner ist in der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 jeder Verzögerungsanschluss 63, der mit jeder Voreilkammer 23 über jeden Verzögerungskanal 43 in Verbindung steht, der als Durchgangsloch im synchron drehbaren Element 17 (d. h. der Nockenwelle 2 und dem Flügelrotor 15) ausgebildet ist, ausgebildet, so dass die Umfangsposition von jedem Verzögerungsanschluss 63 in Umfangsrichtung der Hülse 54 mit der Umfangsposition des entsprechenden Verzögerungskanals 43 zusammenfällt. Aufgrund der vorstehenden Positionsbeziehung des Verzögerungsanschlusses 63 kann während des Betriebes im Verzögerungsmodus R der Kanal, der als der Versorgungskanal verwendet wird, der sich von jedem Verzögerungsanschluss 63 zu jedem Verzögerungskanal 43 erstreckt, die schnelle Versorgung des Hydrauliköls implementieren, indem die Größe an Druckverlust verringert wird, und dadurch ist es möglich, die Ansprechgeschwindigkeit zum Einstellen des Ventilzeitverhaltens im Verzögerungsmodus R zu erhöhen. Im Gegensatz dazu bewirkt während des Betriebes im Voreilmodus A der Kanal, der nun als der Auslasskanal verwendet wird, der sich von jedem Verzögerungskanal 43 zu jedem Verzögerungsanschluss 63 erstreckt, die Verringerung bei der Größe des Druckverlustes. Jedoch kann zu diesem Zeitpunkt die Größe des Druckverlustes in dem Kanal erhöht werden, der als der Auslasskanal verwendet wird, der sich von jedem Verzögerungsanschluss 63 zu jedem Ablaufkanal 41 erstreckt. Somit ist es möglich, die Ansprechgeschwindigkeit zum Einstellen des Ventilzeitverhaltens im Voreilmodus A zu erhöhen.
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Außerdem ist während des Betriebes der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 sowohl im Voreilmodus A als auch im Verzögerungsmodus R der Auslasskanal aus dem entsprechenden von jedem Verzögerungsanschluss 63 und jedem Voreilanschluss 62 zu jedem Ablaufkanal 41 über jeden Ablaufanschluss 61 ausgebildet, der in gleicher Weise axial von jedem Verzögerungsanschluss 63 und Voreilanschluss 62 in Axialrichtung der Hülse 54 um die entsprechende Größe der Axialpositionsverschiebung ΔRa, ΔAa verschoben ist. Ferner ist während des Betriebes der Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung 1 sowohl im Voreilmodus A als auch im Verzögerungsmodus R der Auslasskanal aus dem entsprechenden von jedem Verzögerungskanal 43 und jedem Voreilkanal 42 zu jedem Auslasskanal 41 ausgebildet, der in gleicher Weise in Umfangsrichtung von jedem Verzögerungskanal 43 und Voreilkanal 42 in Umfangsrichtung der Hülse 54 um die entsprechende Größe der Umfangspositionsverschiebung ΔRc, ΔAc verschoben ist. Mit den vorstehenden Auslasskanälen ist es möglich, die Differenz bei der Länge des Auslasskanales sowie die Differenz bei der Größe des Druckverlustes im Auslasskanal sowohl im Voreilmodus A als auch im Verzögerungsmodus R zu verringern (zu minimieren). Daher kann die Ansprechgeschwindigkeit sowohl im Voreilmodus A als auch im Verzögerungsmodus R erhöht werden.
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Nun werden Abwandlungen des vorstehenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das eine Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel begrenzt und das vorliegende Ausführungsbeispiel kann in unterschiedlicher Weise innerhalb des Geltungsbereiches und des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung geändert werden.
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Genauer gesagt können die Brückenabschnitte 87 von den Brückenabschnitten 87, von denen jeder den ersten und zweiten Brückenplattenabschnitt 88, 89 hat, abweichen. Beispielsweise können die Brückenabschnitte 87, von denen jeder in Bezug auf die Axialrichtung geneigt ist, verwendet werden, um zwischen dem gewölbten Plattenabschnitt 85 und dem ringförmigen Ringabschnitt 86, zwischen denen eine Durchmesserdifferenz vorliegt, die Verbindung herzustellen. Ferner kann die Anzahl der Brückenabschnitte 87 auf eine beliebige andere geeignete Anzahl geändert werden. Beispielsweise kann, wie es in den 12A bis 12C gezeigt ist, die Anzahl der Brückenabschnitte 87 auf vier geändert werden. Ferner kann im Steuerventil 50 zumindest ein Abschnitt der Hülse 54, der den Steuerkolben 53 und die Feder 52 aufnimmt, im Flügelrotor 15 direkt aufgenommen werden. Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls auf einen beliebigen anderen Typ von Ventilsteuervorrichtung anwendbar, der das Ventilzeitverhalten der Auslassventile steuert oder der sowohl das Ventilzeitverhalten der Einlassventile als auch das Ventilzeitverhalten der Auslassventile steuert.
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Die Anzahl von jedem der vorstehenden Anschlüsse 60–63 ist nicht auf die vorstehend beschriebene Anzahl begrenzt und diese kann in Abhängigkeit vom Erfordernis auf einen geändert werden oder weiter erhöht werden. Ferner kann die Größe der axialen Positionsverschiebung ΔRa des Verzögerungsanschlusses 63 vom Ablaufanschluss 61 in Axialrichtung der Hülse 54 und die Größe der Axialpositionsverschiebung ΔAa des Voreilanschlusses 62 vom Ablaufanschluss 61 in Axialrichtung der Hülse 54 auf voneinander abweichende Werte gesetzt werden. Auch können die Größe der Umfangspositionsverschiebung ΔRc des Verzögerungskanals 43 von dem Ablaufkanal 41 in Umfangsrichtung der Hülse 54 und die Größe der Umfangspositionsverschiebung ΔAc des Voreilkanals 42 von dem Ablaufkanal 41 in Umfangsrichtung der Hülse 54 auf voneinander verschiedene Werte eingestellt werden. Ferner kann, wie es in den 13 und 14 gezeigt ist, die eine Abwandlung der Ablaufkanäle 41 des vorliegenden Ausführungsbeispiels anzeigen, eine ringförmige Nut 41a zwischen dem Abschnitt der Nockenwelle 2, der sich an der Seite befindet, die mit den Ablaufanschlüssen 61 in Verbindung steht, und der Seite, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht (zur Atmosphäre offenen Seite), des Flügelrotors 15 ausgebildet sein, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht, so dass sich die ringförmige Nut 41a in der Innenrandfläche des Flügelrotors 15 öffnet. Auf diese Weise kann der Verarbeitungsvorgang der Ablaufkanäle 41 zum Zeitpunkt der Herstellung verbessert werden.
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Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden für den Fachmann schnell erkenntlich. Die Erfindung in ihrem breiteren Verständnis ist daher nicht auf die spezifischen Einzelheiten, die repräsentative Vorrichtung und erläuternde Beispiele, die gezeigt und beschrieben sind, beschränkt.
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Ein federloses Rückschlagventil (80) ermöglicht somit die Strömung von Hydraulikfluid von einem Zuführanschluss (60) zu einem entsprechenden der Anschlüsse Voreilanschluss (62) und Verzögerungsanschluss (63) in einem Verbindungskanal (56) beim Anheben eines Ventilelementes (84) von einem Ventilsitz (81) und begrenzt die Strömung von Hydraulikfluid von dem entsprechenden Anschluss von Voreilanschluss (62) und Verzögerungsanschluss (63) zu dem Zuführanschluss (60) hin beim Aufsitzen des Ventilelementes (84) auf dem Ventilsitz (81). In einem synchron drehbaren Element (17) ist ein Ablaufkanal (41) in Umfangsrichtung von einem Ablaufanschluss (61) in Umfangsrichtung verschoben und befindet sich ein Voreilkanal (42) an einer entsprechenden Umfangsposition, die mit einer Umfangsposition des Voreilanschlusses (62) zusammenfällt. Ferner befindet sich ein Verzögerungskanal (43) an einer entsprechenden Umfangsposition, die mit einer Umfangsposition des Verzögerungsanschlusses (63) zusammenfällt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2005-325841 A [0002, 0005, 0005]
- US 7533695 B2 [0002, 0005, 0005]
- JP 2009-138611 A [0006, 0007, 0008]
- US 2009/0145386 A1 [0006, 0007, 0008]
