DE102011118750A1

DE102011118750A1 - Variabler Ventiltrieb für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102011118750A1
Application number: DE102011118750A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Ohsawa
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2012-05-10
Also published as: CN102536374B; JP2012102633A; CN102536374A; US8601989B2; US20120111294A1; JP5561480B2

Abstract

In der vorliegenden Erfindung sind Steuerwellen (11A, 11B), die Steuerwellenkörper (16A, 16B) und Steuerarmteile (17A, 17B) aufweisen, die sich von den Steuerwellenkörpern (16A, 16B) radial nach außen erstrecken, drehbar auf der äußeren Umfangsfläche einer Antriebsnockenwelle (2) gelagert. Ein Nockenfolger (13) ist über eine Lagerwelle (25) oszillierbar an den Steuerarmteilen (17A, 17B) gelagert. An oszillierenden Nocken (14A, 14B) sind Schwingarmteile (35A, 35B) vorgesehen, die sich über eine Nockenfolgerrolle (27) zu der einem Antriebsnocken (3) gegenüberliegenden Position erstrecken. Eine zentrale Welle (26) der Nockenfolgerrolle (27) ist mit den Schwingarmteilen (35A, 35B) über Verbindungsarme (29A, 29B) verbunden, deren beide Längsenden mit der zentralen Welle (26) der Nockenfolgerrolle (27) und den Schwingarmteilen (35A, 35B) drehbar verbunden sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen variablen Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors zur Veränderung des Hubverlaufs eines Ventils.
2. BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Ein Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs kann mit einem variablen Ventiltrieb ausgestattet sein, der einen Nockenfolger umfasst, der von einem Antriebsnocken in Oszillation versetzt wird, sowie einen oszillierenden Nocken, der von dem Nockenfolger in Oszillation versetzt wird, um ein Ventil zu öffnen und zu schließen, wobei der variable Ventiltrieb das Ventil öffnet und schließt, indem er den oszillierenden Nocken unter Verwendung einer von dem Nockenfolger auf den oszillierenden Nocken übertragenen Antriebskraft in Oszillation versetzt unter Veränderung des Hubverlaufs des Ventils mittels der auf den oszillierenden Nocken übertragenen Antriebskraft.
Ein in dem japanischen Patent Nr. 4362249 offenbarter variabler Ventiltrieb ist mit einem zweiten Zwischenarm (Nockenfolger) ausgestattet, der von einem umlaufenden Nocken (Antriebsnocken) einer Nockenwelle in Oszillation versetzt wird und mit einem ersten Zwischenarm (oszillierenden Nocken) der von dem zweiten Zwischenarm in Oszillation versetzt wird, wobei der variable Ventiltrieb ein Ventil durch das Oszillieren des ersten Zwischenarms öffnet und schließt und einen Oszillationsbetrags des ersten Zwischenarms durch Änderung eines Armverhältnisses des zweiten Zwischenarms verändert.
Ein in dem japanischen Patent Nr. 4026634 offenbarter variabler Ventiltrieb ist mit einer Steuerwelle ausgestattet, die parallel zu einer Nockenwelle mit einem Antriebsnocken verläuft, sowie mit einem oszillierenden Bauteil (oszillierender Nacken) an der Steuerwelle, einem Zwischenglied (Nockenfolger), das den Antriebsnocken zwischen dem Antriebsnocken und dem oszillierenden Bauteil kontaktiert, einem Steuerglied, das auf der Nockenwelle drehbar ist, einem Stützglied an dem Steuerglied und einem drehbaren Verriegelungsmechanismus, um die Drehung des Steuerglieds mit der Steuerwelle zu sperren, wobei der variable Ventiltrieb einen Drehwinkel der Steuerwelle verändert und eine Stellung des Zwischenglieds an einer Oberfläche des Antriebsnockens und an einer Oberfläche eines Schiebers verändert.
Bei den herkömmlichen variablen Ventiltrieben, die in dem japanischen Patent Nr. 4362249 und dem japanischen Patent Nr. 4026634 offenbart sind, hat ein Kipphebel oder ein oszillierender Nocken eine Kontaktfläche, an der der Kipphebel und der oszillierende Nocken mit einer Rolle in Kontakt stehen, deren relative Position bezogen auf den Kipphebel und den oszillierenden Nocken verändert wird. Um die Kontaktfläche der Rolle sicherzustellen, ist daher bei dem japanischen Patent Nr. 4362249 ein langer Kipphebel erforderlich und bei dem japanischen Patent Nr. 4026634 ist ein langer oszillierender Nocken erforderlich. Eine Vorrichtung wird folglich in nachteiliger Weise vergrößert und die Montagefähigkeit in einem Verbrennungsmotor wird beeinträchtigt.
Wie aus 10 zu ersehen ist, ist bei den herkömmlichen variablen Ventiltrieben die maximale Hubposition annähernd konstant (wie durch eine gestrichelte Linie P) dargestellt, und daher ist es schwierig, Ventilsteuerzeiten in Übereinstimmung mit einem Hubzustand des Ventils einzustellen. Der Pumpverlust und der Kraftstoffverbrauch werden dadurch in nachteiliger Weise erhöht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen variablen Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors bereitzustellen, der die Größe einer Vorrichtung verringert und die Montagefähigkeit in dem Verbrennungsmotor verbessert.
Gemäß der Erfindung umfasst ein variabler Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors zum Öffnen und Schließen eines Ventils durch Übertragen des Oszillierens eines Nockenfolgers auf einen oszillierenden Nocken und Veränderung des Hubverlaufs des Ventils durch Relativbewegung einer Mitte einer Nockenfolgerrolle bezüglich einer Mitte des oszillierenden Nockens: eine Antriebsnockenwelle mit einem Antriebsnocken; wobei der oszillierende Nocken einen Basisteil und einen Hebelteil an einer oszillierenden Nockenwelle umfasst, die parallel zu der Antriebsnockenwelle angeordnet ist, so dass sie oszillierbar ist, wobei der Nockenfolger ein oszillierbar mit einer Lagerwelle verbundenes Längsende umfasst und ein anderes Längsende mit einer Nockenfolgerrolle, die den Antriebsnocken kontaktiert, wobei der Nockenfolger so zwischen der Antriebsnockenwelle und der oszillierenden Nockenwelle angeordnet ist, dass er eine gerade Linie kreuzt, die eine Mitte des Antriebsnockens und eine Mitte des oszillierenden Nockens verbindet, wobei eine Steuerwelle, die einen Hohlkörper aufweist und einen Steuerarmteil, der sich von dem Körper in radialer Richtung zur Außenseite hin erstreckt, drehbar auf einer äußeren Umfangsfläche der Antriebsnockenwelle gelagert ist, bei der der Nockenfolger über die Lagerwelle oszillierbar an dem Steuerarmteil gelagert ist, bei der an dem oszillierenden Nocken ein Schwingarmteil vorgesehen ist, der sich über die Nockenfolgerrolle zu einer dem Antriebsnocken gegenüberliegenden Position erstreckt und bei der eine zentrale Welle der Nockenfolgerrolle und der Schwingarmteil über einen Verbindungsarm miteinander verbunden sind, dessen beide Längsenden mit der zentralen Welle der Nockenfolgerrolle und dem Schwingarmteil drehbar verbunden sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung verkleinert und die Montagefähigkeit in dem Verbrennungsmotor verbessert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen variablen Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die den variablen Ventiltrieb des Verbrennungsmotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist eine Draufsicht, die den variablen Ventiltrieb des Verbrennungsmotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist eine Querschnittsansicht des variablen Ventiltriebs entlang der Linie IV-IV in 3;
5 ist eine Ansicht, die den variablen Ventiltrieb des Verbrennungsmotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des variablen Ventiltriebs entlang der Linie VI-VI in 5;
7A ist eine Ansicht, die das Verhalten eines Ventils bei großem Hub und im Nichtbetätigungsmodus gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
7B ist eine Ansicht, die das Verhalten des Ventils bei großem Hub und im Betätigungsmodus gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
8A ist eine Ansicht, die das Verhalten des Ventils bei kleinem Hub und im Nichtbetätigungsmodus gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
8B ist eine Ansicht, die das Verhalten des Ventils bei kleinem Hub und im Betätigungsmodus gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 ist eine graphische Darstellung eines Hubmaßes des Ventils relativ zu einem Kurbelwinkel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
10 ist eine graphische Darstellung eines Hubmaßes eines Ventils relativ zu einem Kurbelwinkel in einem konventionellen Beispiel.
DETAILLIIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die Ziele zu erreichen, eine Vorrichtung zu verkleinern und ihre Montagefähigkeit in einem Verbrennungsmotor zu verbessern durch Bereitstellen eines Verbindungsarms an einem Nockenfolger und durch Verbinden des Verbindungsarms mit einem oszillierenden Nocken. Ausführungsform
1 bis 9 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In den 1 und 2 kennzeichnet das Bezugszeichen 1 einen vertikal in einem Fahrzeug angeordneten Mehrzylinder-Verbrennungsmotor. Nachstehend wird bei dem Verbrennungsmotor 1 die Axialrichtung einer Kurbelwelle als die Längsrichtung bezeichnet, die Axialrichtung eines Zylinders wird als die Vertikalrichtung bezeichnet und die Richtung orthogonal zu der Kurbelwellenachse und der Mittellinie des Zylinders wird als Horizontalrichtung bezeichnet.
In dem Verbrennungsmotor 1 wird eine Antriebsnockenwelle 2 durch einen Zylinderkopf in Schwenkbewegung versetzt.
Die Antriebsnockenwelle 2 ist so angeordnet, dass sie sich in Längsrichtung erstreckt und über eine Steuerkette oder einen Steuerriemen synchron mit einer Kurbelwelle dreht. Mit anderen Worten die Antriebsnockenwelle 2 führt für jeweils eine Kurbelwellenumdrehung eine Drehbewegung um eine halbe Umdrehung aus. Die Antriebsnockenwelle 2 ist mit einem Antriebsnocken 3 versehen, der separat ausgebildet ist und durch ein Fixierungsmittel bzw. -verfahren wie etwa Presspassung an der Antriebsnockenwelle 2 angebracht. Der Antriebsnocken 3 ist mit einer Nockenwellenbohrung 4 ausgebildet, durch welche die Antriebsnockenwelle 2 eingeführt wird.
Der Zylinderkopf des Verbrennungsmotors 1 ist mit einem einerseitigen Einlassventil 5A versehen, das auf der Vorderseite angeordnet ist und mit einem andersseitigen Einlassventil 5B, das auf der Rückseite parallel zu dem einerseitigen Einlassventil 5A angeordnet ist, wobei die Ventile eine Öffnung öffnen und schließen, die mit einer Brennkammer für jeden Zylinder verbunden ist. Die Achsen des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B sind in einer Vorderansicht um einen vorbestimmten Winkel nach rechts geneigt. Das einerseitige Einlassventil 5A und das andersseitige Einlassventil 5B werden von dem Zylinderkopf abgestützt, so dass sie in Vertikalrichtung hin- und herbewegbar sind.
Ferner ist der Zylinderkopf des Verbrennungsmotors 1 ausgestattet mit einem einerseitigen Rollen-Kipphebel 6A zum Öffnen und Schliessen des Ventils durch Bewegen des einerseitige Einlassventils 5A in axialer Richtung und mit einem andersseitigen Rollen-Kipphebel 6B zum Öffnen und Schliessen des Ventils durch Bewegen des andersseitigen Einlassventils 5B in axialer Richtung (Vertikalrichtung).
Der einerseitige Rollen-Kipphebel 6A umfasst eine einerseitige Rolle 8A, die über einen einerseitigen Rollenbolzen 7A an einem Mitteilteil drehbar gelagert ist. Der Basisendteil auf der rechten Seite des einerseitigen Rollen-Kipphebels 6A ist von unten her durch ein einerseitiges hydraulisches Spielausgleichselement 9A abgestützt und die Unterseite am distalen Endteil auf der linken Seite des einerseitigen Rollen-Kipphebels 6A ist für einen Kontakt mit dem oberen Endteil des einerseitigen Einlassventils 5A angeordnet.
Der andersseitige Rollen-Kipphebel 6B umfasst die andersseitige Rolle 8B, die über den andersseitigen Rollenbolzen 7B an einem Mitteilteil drehbar gelagert ist. Der Basisendteil auf der rechten Seite des andersseitigen Rollen-Kipphebels 6B ist von unten her durch das andersseitige hydraulische Spielausgleichselement 9B abgestützt und die Unterseite am distalen Endteil auf der linken Seite des andersseitigen Rollen-Kipphebels 6B ist für einen Kontakt mit dem oberen Endteil des andersseitigen Einlassventils 5B angeordnet.
Ein variabler Ventiltrieb 10, der den Hubverlauf des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B verändert, ist zwischen der Antriebsnockenwelle 2 und dem einerseitigen Rollen-Kipphebel 6A und dem andersseitigen Rollen-Kipphebel 6B vorgesehen.
Der variable Ventiltrieb 10 umfasst eine einerseitige Steuerwelle 11A und eine andersseitige Steuerwelle 11B, die als Steuerwellen auf der äußeren Umfangsfläche einer Antriebsnockenwelle 2 drehbar sind und koaxial zu der Antriebsnockenwelle 2 angeordnet sind, eine parallel zu der Antriebsnockenwelle 2 angeordnete oszillierende Nockenwelle 12, einen Nockenfolger 13, der zwischen der Antriebsnockenwelle 2 und der oszillierenden Nockenwelle 12 angeordnet ist und einen einerseitigen oszillierenden Nocken 14A und einen andersseitigen oszillierenden Nocken 14B, die als oszillierbare Nocken an der oszillierenden Nockenwelle 12 angeordnet sind.
Wie aus den 1 und 6 ersichtlich, umfasst die einerseitige Steuerwelle 11A einen einstückig mit dieser ausgebildeten hohlen einerseitigen Körper 16A, der eine einerseitige Wellenbohrung 15A ausbildet, durch die die Antriebsnockenwelle 2 auf der Vorderseite des Antriebsnockens 3 eingeführt wird, und einen einerseitigen Steuerarmteil 17A, der sich von dem einerseitigen Körper 16A radial in Richtung der Außenseite erstreckt. Die einerseitige Steuerwelle 11A ist über ein kreisförmiges einerseitiges Wälzlager (Nadellager) 18A drehbar auf der äußeren Umfangsfläche der Antriebsnockenwelle 2 angeordnet. Die andersseitige Steuerwelle 11B umfasst einen einstückig mit dieser ausgebildeten hohlen andersseitigen Körper 16B, der eine andersseitige Wellenbohrung 15B ausbildet, durch die die Antriebsnockenwelle 2 auf der Rückseite des Antriebsnockens 3 eingeführt wird, und einen andersseitigen Steuerarmteil 17B, der sich von dem andersseitigen Körper 16B radial in Richtung der Außenseite erstreckt. Die andersseitige Steuerwelle 11B ist über ein kreisförmiges andersseitiges Wälzlager (Nadellager) 18B drehbar auf der äußeren Umfangsfläche der Antriebsnockenwelle 2 angeordnet.
In dem einerseitigen Wälzlager 18A und dem andersseitigen Wälzlager 18B sind eine einerseitige Lagerbohrung 19A und eine andersseitige Lagerbohrung 19B ausgebildet, durch welche die Antriebsnockenwelle 2 eingeführt wird. Somit ist die Antriebsnockenwelle 2 über das einerseitige Wälzlager 18A und das andersseitige Wälzlager 18B drehbar auf den inneren Umfangsflächen der einerseitigen Steuerwelle 11A und der andersseitigen Steuerwelle 11B angeordnet.
Wie aus 6 zu ersehen ist, sind die äußeren Umfangsflächen der einerseitigen Steuerwelle 11A und der andersseitigen Steuerwelle 11B von einem einerseitigen Lagerteil 21A und einem andersseitigen Lagerteil 21B eines einerseitigen Nockengehäuses 20A und eines andersseitigen Nockengehäuses 20B drehbar gestützt.
An den distalen Enden des einerseitigen Steuerarmteils 17A und des andersseitigen Steuerarmteils 17B sind eine einerseitige Lagerwellenbohrung 22A und eine andersseitige Lagerwellenbohrung 22B ausgebildet.
Wie aus 1 zu ersehen ist, umfasst der Nockenfolger 13 einen Nockenfolgerkörper 24, der sich von einem unterseitigen longitudinalen Endteil 23A zu einem oberseitigen anderen longitudinalen Endteil 23B erstreckt.
Der eine longitudinale Endteil 23A ist oszillierbar mit einer Lagerwelle 25 verbunden. Der andere longitudinale Endteil 23B verzweigt in zwei Teile um eine zentrale Welle 26 abzustützen, und umfasst eine Nockenfolgerrolle 27, die den Antriebsnocken 3 am axial mittleren Teil der zentralen Welk 26 drehbar kontaktiert. Wie aus 5 zu ersehen ist, ist der andere longitudinale Endteil 23B so zwischen der Antriebsnockenwelle 2 und der oszillierenden Nockenwelle 12 angeordnet, dass er eine Bezugslinie H kreuzt, die eine gerade Linie ist, die eine Mitte a des Antriebsnockens 3 (Wellenmitte der Antriebsnockenwelle 2) und eine Mitte d des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B (Wellenmitte der oszillierenden Nockenwelle 12) verbindet.
Wie aus den 1 und 3 ersichtlich, ist der Nockenfolgerkörper 24 mit einem einerseitigen Verbindungswellenteil 28A und einem andersseitigen Verbindungswellenteil 28B ausgestattet, die koaxial zu der zentralen Welle 26 verlaufen und von beiden Enden des anderen longitudinalen Endteils 23B abstehen.
Basisendteile eines einerseitigen Verbindungsarms 29A und eines andersseitigen Verbindungsarms 29B sind oszillierbar an dem einerseitigen Verbindungswellenteil 28A und dem andersseitigen Verbindungswellenteil 28B gelagert. An distalen Enden des einerseitigen Verbindungsarms 29A und des andersseitigen Verbindungsarms 29B sind ein einerseitiger Verbindungsstift 30A und ein andersseitiger Verbindungsstift 30B vorgesehen.
Der Nockenfolger 13 ist über die Lagerwelle 25 oszillierbar an dem einerseitigen Steuerarmteil 17A und dem andersseitigen Steuerarmteil 17B gelagert, indem beide Enden der Lagerwelle 25 an der einerseitigen Lagerwellenbohrung 22A und der andersseitigen Lagerwellenbohrung 22B des einerseitigen Steuerarmteils 17A und des andersseitigen Steuerarmteils 17B der einerseitigen Steuerwelle 11A und der andersseitigen Steuerwelle 11B angebracht sind.
Der einerseitige oszillierende Nocken 14A umfasst in horizontaler Richtung links unten einen einerseitigen Basisteil 31A und rechts unten einen einerseitigen Hebelteil 32A. Der einerseitige oszillierende Nocken 14A umfasst weiterhin einen Körper 34A des einerseitigen oszillierenden Nockens, in dem eine einerseitige Bohrung 33A der oszillierenden Nockenwelle ausgebildet ist, durch welche die oszillierende Nockenwelle 12 eingeführt wird. Der einerseitige oszillierende Nocken 14A ist oszillierbar an der oszillierenden Nockenwelle 12 angeordnet, die durch die einerseitige Bohrung 33A der oszillierenden Nockenwelle eingeführt wird.
Der andersseitige oszillierende Nocken 14B umfasst in horizontaler Richtung links unten einen andersseitigen Basisteil 31B und rechts unten einen andersseitigen Hebelteil 32B. Der andersseitige oszillierende Nocken 14B umfasst weiterhin einen Körper 34B des andersseitigen oszillierenden Nockens mit einer andersseitigen Bohrung 33B der oszillierenden Nockenwelle, durch welche die oszillierende Nockenwelle 12 eingeführt wird. Der andersseitige oszillierende Nocken 14B ist oszillierbar an der oszillierenden Nockenwelle 12 angeordnet, die durch die andersseitige Bohrung 33B der oszillierenden Nockenwelle eingeführt wird. Der einerseitige oszillierende Nocken 14A und der andersseitige oszillierende Nocken 14B sind oszillierbar mit der oszillierenden Nockenwelle 12 verbunden, die in die einerseitige Bohrung 33A der oszillierenden Nockenwelle und die andersseitige Bohrung 33B der oszillierenden Nockenwelle eingeführt wird.
Ein einerseitiger Schwingarmteil 35A und ein andersseitiger Schwingarmteil 35B, die sich über die Nockenfolgerrolle 27 zu der dem Antriebsnocken 3 gegenüberliegenden Position erstrecken, sind in axialer Richtung der oszillierenden Nockenwelle 12 gesehen an dem Körper 34A des einerseitigen oszillierenden Nockens und dem Körper 34B des andersseitigen oszillierenden Nockens einstückig ausgebildet.
Der einerseitige Schwingarmteil 35A umfasst ein Paar von einerseitigen Armen 37A und 37A in denen an ihren distalen Enden einerseitige Stiftbohrungen 36A und 36A gebildet sind. Der andersseitige Schwingarmteil 35B umfasst ein Paar von andersseitigen Armen 37B und 37B, in denen an ihren distalen Enden andersseitige Stiftbohrungen 36B und 36B gebildet sind.
Der einerseitige Verbindungsarm 29A ist zwischen dem Paar von einerseitigen Armen 37A und 37A angeordnet. Der einerseitige Verbindungsarm 29A wird verschiebbar mit den einerseitigen Armen 37A und 37A verbunden, indem beide Enden des einerseitigen Verbindungsstifts 30A, der den einerseitigen Verbindungsarm 29A durchdringt, in die einerseitigen Stiftbohrungen 36A und 36A eingeführt werden.
Der andersseitige Verbindungsarm 29B ist zwischen dem Paar von andersseitigen Armen 37B und 37B angeordnet. Der andersseitige Verbindungsarm 29B wird verschiebbar mit den andersseitigen Armen 37B und 37B verbunden, indem beide Enden des andersseitigen Verbindungsstifts 30B, der den andersseitigen Verbindungsarm 29B durchdringt, in die andersseitigen Stiftbohrungen 36B und 36B eingeführt werden.
Die zentrale Welle 26 der Nockenfolgerrolle 27 ist daher mit dem einerseitigen Schwingarmteil 35A und dem andersseitigen Schwingarmteil 35B über den einerseitigen Verbindungsarm 29A und den andersseitigen Verbindungsarm 29B verbunden, deren beide Längsenden mit der zentralen Welle 26 der Nockenfolgerrolle 27, dem einerseitigen Schwingarmteil 35A und dem andersseitigen Schwingarmteil 35B drehbar verbunden sind. Mit anderen Worten, der einerseitige Verbindungsarm 29A und der andersseitige Verbindungsarm 29B sind über den einerseitigen Verbindungsstift 30A und den andersseitigen Verbindungsstift 30B mit dem einerseitigen Schwingarmteil 35A und dem andersseitigen Schwingarmteil 35B verbunden.
Zwischen der oszillierenden Nockenwelle 12 und der andersseitigen Steuerwelle 11B als einer Steuerwelle ist ein Zahnradgetriebe 38 angeordnet, um die Antriebskraft von der oszillierenden Nockenwelle 12 auf die andersseitige Steuerwelle 11B zu übertragen.
Das Zahnradgetriebe 38 umfasst ein Antriebszahnrad 39, das einstückig am hinteren Ende der oszillierenden Nockenwelle 12 angebracht ist und ein Abtriebszahnrad 40, das im Eingriff mit dem Antriebszahnrad 39 steht und einstückig am andersseitigen Körper 16B der andersseitigen Steuerwelle 11B angebracht ist. Der Durchmesser des Abtriebszahnrads 40 ist so festgelegt, dass er größer als der Durchmesser des Antriebszahnrads 39 ist. Die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B sind demnach so ausgeführt, dass sie von der Drehbewegung der oszillierenden Nockenwelle 12 gedreht werden.
Der variable Ventiltrieb 10 öffnet und schließt das einerseitige Einlassventil 5A und das andersseitige Einlassventil 5B durch Übertragen der Oszillation des Nockenfolgers 13 auf den einerseitigen oszillierenden Nocken 14A und den andersseitigen oszillierenden Nocken 14B, unter Veränderung des Hubverlaufs des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B durch Relativbewegung der Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 bezüglich der Mitte d des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B. Genauer werden der einerseitige Steuerarmteil 17A und der andersseitige Steuerarmteil 17B durch das Antriebszahnrad 39 und das Antriebszahnrad 40 des Zahnradgetriebes 38 in Oszillation versetzt, wenn die oszillierende Nockenwelle 12 in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 gedreht wird. Dann ändert sich die Position der Nockenfolgerrolle 27 und die Stellungen des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B werden von dem einerseitigen Verbindungsarm 29A und dem andersseitigen Verbindungsarm 29B verändert. Dementsprechend werden die Hubverläufe des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B verändert.
Wie aus den 5 und 7(A) zu ersehen ist, wird bei dem variablen Ventiltrieb 10 ein Winkel zwischen einer ersten geraden Linie L1, welche die Mitte a des Antriebsnockens 3 und die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 verbindet, und einer zweiten geraden Linie L2, welche die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 und die Mitte c des einerseitigen Verbindungsstifts 30A und des andersseitigen Verbindungsstifts 30B verbindet, vergrößert, wenn die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B in einer solchen Richtung gedreht werden, dass die Hubmaße des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B erhöht werden, während das einerseitige Einlassventil 5A und das andersseitige Einlassventil 5B nicht abgehoben sind.
Wie aus den 5 und 7A zu ersehen ist, beträgt bei dem variablen Ventiltrieb 10 der Winkel zwischen der ersten geraden Linie L1, welche die Mitte a des Antriebsnockens 3 und die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 verbindet, und der zweiten geraden Linie L2, welche die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 und die Mitte c des einerseitigen Verbindungsstifts 30A und des andersseitigen Verbindungsstifts 30B verbindet, etwa 180 Grad, wenn die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B so angeordnet sind, dass die Hubmaße des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B maximal sind.
Wie aus den 5 und 7A zu ersehen ist, werden bei dem variablen Ventiltrieb 10 die Hubmaße des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B reduziert, wenn die Drehrichtung des Antriebsnockens 3 und die Drehrichtung des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B beim Anheben des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B so eingestellt sind, dass sie gleich sind, während die Mitte c des einerseitigen Verbindungsstifts 30A und des andersseitigen Verbindungsstifts 30B der Mitte a des Antriebsnockens 3 über eine dritte gerade Linie L3 gegenüberliegend angeordnet ist, welche die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 und die Mitte d des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B verbindet, und die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B in der zur Drehrichtung des Antriebsnockens 3 entgegengesetzten Richtung gedreht werden.
Als Nächstes wird nachfolgend die Funktionsweise des variablen Ventiltriebs 10 bei großem Hub und bei kleinem Hub des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B erläutert.
Wie aus 7A zu ersehen ist, ist bei großem Hub und im Nichtbetätigungsmodus des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B ein Winkel der Nockenfolgerrolle 27 auf eine Bezugslinie H bezogen β1, wenn ein Winkel des einerseitigen Steuerarmteils 17A und des andersseitigen Steuerarmteils 17B auf die Bezugslinie H bezogen α1 ist. Zu diesem Zeitpunkt stehen der einerseitige oszillierende Nocken 14A und der andersseitige oszillierende Nocken 14B mit der einerseitigen Rolle 8A und der andersseitigen Rolle 8B des einerseitigen Rollen-Kipphebels 6A und des andersseitigen Rollen-Kipphebels 6B in Kontakt an einem Abschnitt nahe einer Grenze zu dem einerseitigen Hebelteil 32A und dem andersseitigen Hebelteil 32B des einerseitigen Basisteils 31A und des andersseitigen Basisteils 31B. Ein Winkel θ1 zwischen der ersten geraden Linie L1, welche die Mitte a des Antriebsnockens 3 und die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 verbindet, und der zweiten geraden Linie L2, welche die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 und die Mitte c des einerseitigen Verbindungsstifts 30A und des andersseitigen Verbindungsstifts 30B verbindet, beträgt etwa 180 Grad.
Wie aus 7B zu ersehen ist, werden das einerseitige Einlassventil 5A und das andersseitige Einlassventil 5B von dem einerseitigen Hebelteil 32A und dem andersseitigen Hebelteil 32B des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B geschoben und um einen vorgegebenen Abstand D1 (großer Hub) großflächig abgehoben, wenn der Antriebsnocken 3 gedreht wird und die Antriebskraft durch die Nockenfolgerrolle 27, den einerseitigen Verbindungsarm 29A und den andersseitigen Verbindungsarm 29B übertragen wird auf den einerseitigen Schwingarmteil 35A und den andersseitigen Schwingarmteil 35B des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B. Zu diesem Zeitpunkt kann der Hub des Antriebsnockens 3 wirksam in die Bewegung des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B umgewandelt werden, weil der Winkel θ1 zwischen der ersten geraden Linie L1 und der zweiten gerade Linie L2 etwa 180 Grad beträgt. Mit anderen Worten, die Hubmaße des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B können leicht bereitgestellt werden, was zur Verbesserung der Maximalleistung des Verbrennungsmotors 1 beiträgt.
Andererseits wird, wie in 8A gezeigt, bei kleinem Hub und im Nichtbetätigungsmodus des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B der Winkel des einerseitigen Steuerarmteils 17A und des andersseitigen Steuerarmteils 17B auf die Bezugslinie H bezogen von α1 auf α2 verkleinert und der Winkel der Nockenfolgerrolle 27 bezogen auf die Bezugslinie H wird von β1 zu β2. Zu diesem Zeitpunkt stehen der einerseitige oszillierende Nocken 14A und der andersseitige oszillierende Nocken 14B mit der einerseitigen Rolle 8A und der andersseitigen Rolle 8B des einerseitigen Rollen-Kipphebels 6A und des andersseitigen Rollen-Kipphebels 6B in Kontakt an einem Abschnitt, der von dem einerseitigen Hebelteil 32A und dem andersseitigen Hebelteil 32B des einerseitigen Basisteils 31A und des andersseitigen Basisteils 31B entfernt liegt. Ein Winkel θ2 zwischen der ersten geraden Linie L1, welche die Mitte a des Antriebsnockens 3 und die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 verbindet, und der zweiten geraden Linie L2, welche die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 und die Mitte c des einerseitigen Verbindungsstifts 30A und des andersseitigen Verbindungsstifts 30B verbindet, ist kleiner als der Winkel θ1. Daher wird der Drehradius der Mitte b der Nockenfolgerrolle 27, der auf der Mitte d des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B zentriert ist, vergrößert und die Oszillationsbeträge des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B werden verringert. Dementsprechend werden die Reibung und die Trägheitskraft des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B unterdrückt und der Kraftstoffverbrauch wird verbessert.
Wie aus 8B zu ersehen ist, ist ein Abschnitt, an dem der einerseitige Basisteil 31A und der andersseitige Basisteil 31B des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B mit der einerseitigen Rolle 8A und der andersseitigen Rolle 8B des einerseitigen Rollen-Kipphebels 6A und des andersseitigen Rollen-Kipphebels 6B in Kontakt stehen, lang, wenn die Antriebskraft des Antriebsnockens 3 durch die Nockenfolgerrolle 27, den einerseitigen Verbindungsarm 29A und den andersseitigen Verbindungsarm 29B auf den einerseitigen Schwingarmteil 35A und den andersseitigen Schwingarmteil 35B des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B übertragen wird. Daher werden die Hubmaße minimal (kleiner Hub), wenn das einerseitige Einlassventil 5A und das andersseitige Einlassventil 5B nur um eine Distanz D2 bewegt werden, die geringer ist als die Distanz D1.
Bei dem Modus mit großem Hub dem Modus mit kleinem Hub wird der Winkel β zwischen der Bezugslinie H und der ersten geraden Linie L1, welche die Mitte a des Antriebsnockens 3 und die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 verbindet (der Drehwinkel der Nockenfolgerrolle 27), verändert. Genauer wird der Winkel β zwischen der Bezugslinie H und der ersten geraden Linie L1 mit der Abnahme des Hubmaßes vergrößert (β2 > β1) und dadurch werden die Steuerzeitpunkte vorverschoben.
Gemäß 9 werden dementsprechend das einerseitige Einlassventil 5A und das andersseitige Einlassventil 51B mit abnehmendem Hubmaß früher geschlossen (wie mittels einer gestrichelten Linie S gezeigt). Mit anderen Worten, der Zeitpunkt des Schließens des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B ist im Vergleich zu einer herkömmlichen Zeitfestlegung in Vorverstellrichtung bewegbar. Aufgrund eines solchen Millerzyklus-Effekt [„mirror cycle effect” im engl. Text, d. Ü.] kann der Pumpverlust des Verbrennungsmotors 1 reduziert werden und der Kraftstoffverbrauch kann verbessert werden.
Da sich der Drehwinkel der Nockenfolgerrolle 27 gemäß der Änderung des Drehwinkels α der einerseitigen Steuerwelle 11A und der andersseitigen Steuerwelle 11B linear ändert, ändern sich die Ventilsteuerzeiten linear gemäß der Drehbewegung der einerseitigen Steuerwelle 11A und der andersseitigen Steuerwelle 11B, indem die Antriebsnockenwelle 2 koaxial zu der einerseitigen Steuerwelle 11A und der andersseitigen Steuerwelle 11B angeordnet wird. Auf diese Weise können die Ventilsteuerzeiten präzise gesteuert werden.
Der Abstand zwischen der Achse der Antriebsnockenwelle 2 und der Achse der oszillierenden Nockenwelle 12 kann verkürzt werden und der variable Ventiltrieb 10 kann verkleinert werden, da der einerseitige Hebelteil 32A und der andersseitige Hebelteil 32B des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B in Richtung der dem Antriebsnocken 3 gegenüberliegenden Seite vorstehen und der Bewegungsbereich der Nockenfolgerrolle 27 derart vorgesehen ist, dass er die Bezugslinie H nicht kreuzt, welche die Mitte a des Antriebsnockens 3 und die Mitte d des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B verbindet.
Als Nächstes wird die zuvor beschriebene Ausgestaltung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß jedem Aspekt der Erfindung erläutert.
Bei der Erfindung sind gemäß einem ersten Aspekt die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B die den hohlen einerseitigen Körper 16A und den hohlen andersseitigen Körper 16B aufweisen, sowie den einerseitigen Steuerarmteil 17A und den andersseitigen Steuerarmteil 17B, die sich von dem einerseitigen Körper 16A und dem andersseitigen Körper 16B radial in Richtung der Außenseite erstrecken, drehbar auf der äußeren Umfangsfläche der Antriebsnockenwelle 2 gelagert. Der Nockenfolger 13 ist über die Lagerwelle 25 oszillierbar an dem einerseitigen Steuerarmteil 17A und dem andersseitigen Steuerarmteil 17B gelagert und an dem einerseitigen oszillierenden Nocken 14A und dem andersseitigen oszillierenden Nocken 14B sind der einerseitige Schwingarmteil 35A und der andersseitige Schwingarmteil 35B, die sich über die Nockenfolgerrolle 27 zu der dem Antriebsnocken 3 gegenüberliegenden Position erstrecken, vorgesehen. Die zentrale Welle 26 der Nockenfolgerrolle 27 ist mit dem einerseitigen Schwingarmteil 35A und dem andersseitigen Schwingarmteil 35B über den einerseitigen Verbindungsarm 29A und den andersseitigen Verbindungsarm 29B verbunden, deren beide Längsenden mit der zentralen Welle 26 der Nockenfolgerrolle 27, dem einerseitigen Schwingarmteil 35A und dem andersseitigen Schwingarmteil 35B drehbar verbunden sind.
Folglich wird die Oszillation der Nockenfolgerrolle 27, die an dem Nockenfolger 13 gelagert ist, über den einerseitigen Verbindungsarm 29A und den andersseitigen Verbindungsarm 29B auf den einerseitigen Verbindungsstift 30A und den andersseitigen Verbindungsstift 30B übertragen, die an dem einerseitigen oszillierenden Nocken 14A und dem andersseitigen oszillierenden Nocken 14B montiert sind. Auf diese Weise können der einerseitige oszillierende Nocken 14A und der andersseitige oszillierende Nocken 14B in Oszillation versetzt werden. Wenn die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B gedreht werden und die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 relativ zu der Mitte d des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B bewegt wird, werden der einerseitige oszillierende Nocken 14A und der andersseitige oszillierende Nocken 14B über den einerseitigen Verbindungsarm 29A und den andersseitigen Verbindungsarm 29B in Oszillation versetzt. Auf diese Weise sind die Hubverläufe des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B veränderbar. Folglich kann die Oszillationskraft von dem Nockenfolger 13 auf den einerseitigen oszillierenden Nocken 14A und den andersseitigen oszillierende Nocken 14B übertragen werden und der Mechanismus zur Veränderung der Hubverläufe des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B kann vereinfacht werden. Ferner kann die Vorrichtung verkleinert werden und dadurch kann die Montagefähigkeit des variablen Ventiltriebs 10 in dem Verbrennungsmotor 1 verbessert werden.
Bei der Erfindung sind gemäß einem zweiten Aspekt der einerseitige Verbindungsarm 29A und der andersseitige Verbindungsarm 29B über den einerseitigen Verbindungsstift 30A und den andersseitigen Verbindungsstift 30B mit dem einerseitigen Schwingarmteil 35A und dem andersseitigen Schwingarmteil 35B verbunden. Wenn die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B in einer solchen Richtung gedreht werden, dass die Hubmaße des einerseitigen Einlassventils 5B und des andersseitigen Einlassventils 5A erhöht werden, während das einerseitige Einlassventil 5A und das andersseitige Einlassventil 5B nicht angehoben sind, wird der Winkel θ1 zwischen der ersten geraden Linie L1, welche die Mitte a des Antriebsnockens 3 und die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 verbindet, und der zweiten geraden Linie L2, welche die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 und die Mitte c des einerseitigen Verbindungsstifts 30A und des andersseitigen Verbindungsstifts 30B verbindet, vergrößert.
Mit zunehmenden Hubmaßen des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B wird folglich der Winkel θ1 zwischen der ersten geraden Linie L1, welche die Mitte a des Antriebsnockens 3 und die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 verbindet, und der zweiten geraden Linie L2, welche die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 und die Mitte c des einerseitigen Verbindungsstifts 30A und des andersseitigen Verbindungsstifts 30B verbindet, vergrößert, und dementsprechend kann der Oszillationsbetrag, der von dem Antriebsnocken 3 auf den einerseitigen oszillierenden Nocken 14A und den andersseitigen oszillierende Nocken 14B übertragen wird, erhöht werden. Folglich können der einerseitige oszillierende Nocken 14A und der andersseitige oszillierende Nocken 14B verkleinert werden und die Montagefähigkeit des variabien Ventiltriebs 10 in dem Verbrennungsmotor 1 kann verbessert werden.
Bei der Erfindung beträgt gemäß einem dritten Aspekt der Winkel θ1 zwischen der ersten geraden Linie L1, welche die Mitte a des Antriebsnockens 3 und die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 verbindet, und der zweiten geraden Linie L2, welche die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 und die Mitte c des einerseitigen Verbindungsstifts 30A und des andersseitigen Verbindungsstifts 30B verbindet, etwa 180 Grad, wenn die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B so angeordnet sind, dass die Hubmaße des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B maximal sind.
Daher kann der Oszillationsbetrag, der von dem Antriebsnocken 3 auf den einerseitigen Schwingarmteil 35A und den andersseitigen Schwingarmteil 35B übertragen wird, maximal sein, wenn die Hubmaße des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B maximal sind.
Bei der Erfindung sind gemäß einem vierten Aspekt die äußeren Umfangsflächen der einerseitigen Steuerwelle 11A und der andersseitigen Steuerwelle 11B von dem einerseitigen Lagerteil 21A und dem andersseitigen Lagerteil 21B des einerseitigen Nockengehäuses 20A und des andersseitigen Nockengehäuses 20B drehbar gestützt und die Antriebsnockenwelle 2 ist über das einerseitige Wälzlager 18A und das andersseitige Wälzlager 18B drehbar auf den inneren Umfangsflächen der einerseitigen Steuerwelle 11A und der andersseitigen Steuerwelle 11B gelagert.
Folglich kann der variable Ventiltrieb 10 verkleinert werden, indem die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B koaxial zu der Antriebsnockenwelle 2 angeordnet werden, während die Antriebsnockenwelle 2 über das einerseitige Wälzlager 18A und das andersseitige Wälzlager 18B und die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B drehbar an dem einerseitigen Nockengehäuse 20A und dem andersseitigen Nockengehäuse 20B lagerbar ist. Obwohl die Antriebsnockenwelle 2 koaxial zu der einerseitigen Steuerwelle 11A und der andersseitigen Steuerwelle 11B bereitgestellt werden kann, ist die Antriebsnockenwelle 2 nur über das einerseitige Wälzlager 18A und das andersseitige Wälzlager 18B abgestützt und steht nicht mit dem einerseitigen Nockengehäuse 20A und dem andersseitigen Nockengehäuse 20B in Kontakt. Auf diese Weise kann der Reibungsverlust der Antriebsnockenwelle 2 reduziert werden.
Bei der Erfindung ist gemäß einem fünften Aspekt der Antriebsnocken 3 separat von der Antriebsnockenwelle 2 ausgebildet.
Wenn in dem mehrschichtigen Verbrennungsmotor 1 die hohle einerseitige Steuerwelle 11A und die hohle andersseitige Steuerwelle 11B in einem Abschnitt angeordnet sind, der in Axialrichtung der Antriebsnockenwelle 2 zwischen zwei Antriebsnocken 3 und 3 liegt, können daher die einerseitige Steuerwelle 11A, die andersseitige Steuerwelle 11B, und die Antriebsnocken 3 alternierend an der Antriebsnockenwelle 2 montiert werden. Die Montagefähigkeit der einerseitigen Steuerwelle 11A und der andersseitigen Steuerwelle 11B an der Antriebsnockenwelle 2 kann verbessert werden.
Bei der Erfindung ist gemäß einem sechsten Aspekt das Ventil bereitgestellt durch das einerseitige Einlassventil 5A und das andersseitige Einlassventil 5B. Wenn die Drehrichtung des Antriebsnockens 3 und die Drehrichtung des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B beim Anheben des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B so eingestellt sind, dass sie gleich sind und die Mitte c des einerseitigen Verbindungsstifts 38A und des andersseitigen Verbindungsstifts 30B der Mitte a des Antriebsnockens 3 über eine dritte gerade Linie L3 gegenüberliegend angeordnet ist, welche die Mitte b der Nockenfolgerrolle 27 und die Mitte d des einerseitigen oszillierenden Nockens 14A und des andersseitigen oszillierenden Nockens 14B verbindet, um die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B in der zur Drehrichtung des Antriebsnockens 3 entgegengesetzten Richtung zu drehen, nehmen die Hubmaße des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B ab.
Mit der Abnahme der Hubmaße des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B kann der Zeitpunkt des Schließens des einerseitigen Einlassventils 5A und des andersseitigen Einlassventils 5B vorgeschoben werden. Daher kann aufgrund der Wirkung des Miller-Kreisprozesses [„mirror cycle effect” im engl. Text, d. Ü.] des Verbrennungsmotors 1 der Pumpverlust reduziert werden.
Bei der Erfindung ist gemäß einem siebten Aspekt das Zahnradgetriebe 38 zum Übertragen der Antriebskraft von der oszillierenden Nockenwelle 12 auf die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B zwischen der oszillierenden Nockenwelle 12 und der einerseitigen Steuerwelle 11A und der andersseitigen Steuerwelle 11B angeordnet. Die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B werden von der Drehbewegung der oszillierenden Nockenwelle 12 in Drehung versetzt.
Da die Antriebskraft von der oszillierenden Nockenwelle 12 auf die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B übertragen wird, ist eine Antriebswelle, die eigens dafür vorgesehen ist, die einerseitige Steuerwelle 11A und die andersseitige Steuerwelle 11B in Drehung zu versetzen, nicht erforderlich. Auf diese Weise kann der variable Ventilmechanismus 10 verkleinert werden und die Kosten können reduziert werden.
Der erfindungsgemäße variable Ventiltrieb kann bei Verbrennungsmotoren verschiedener Fahrzeuge eingesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4362249 [0003, 0005]
JP 4026634 [0004, 0005]

Claims

Variabler Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors zum Öffnen und Schließen eines Ventils durch Übertragen des Oszillieren eines Nockenfolgers auf einen oszillierenden Nocken und Veränderung des Hubverlaufs des Ventils durch Relativbewegung einer Mitte einer Nockenfolgerrolle bezüglich einer Mitte des oszillierenden Nockens, Folgendes umfassend: eine Antriebsnockenwelle mit einem Antriebsnocken, wobei der oszillierende Nocken einen Basisteil und einen Hebelteil an einer oszillierenden Nockenwelle umfasst, die parallel zu der Antriebsnockenwelle angeordnet ist, so dass sie oszillierbar ist, wobei der Nockenfolger ein oszillierbar mit einer Lagerwelle verbundenes Längsende umfasst und ein anderes Längsende mit der Nockenfolgerrolle, die den Antriebsnocken kontaktiert, wobei der Nockenfolger zwischen der Antriebsnockenwelle und der oszillierenden Nockenwelle angeordnet ist, um eine gerade Linie zu kreuzen, die eine Mitte des Antriebsnockens und eine Mitte des oszillierenden Nockens verbindet, bei der eine Steuerwelle, die einen Hohlkörper aufweist und einen Steuerarmteil, der sich von dem Körper in radialer Richtung zur Außenseite hin erstreckt, drehbar auf einer äußeren Umfangsfläche der Antriebsnockenwelle gelagert ist, bei der der Nockenfolger über die Lagerwelle oszillierbar an dem Steuerarmteil angeordnet ist, bei der an dem oszillierenden Nocken ein Schwingarmteil vorgesehen ist, der sich über die Nockenfolgerrolle zu einer dem Antriebsnocken gegenüberliegenden Position erstreckt und bei der eine zentrale Welle der Nockenfolgerrolle und der Schwingarmteil über einen Verbindungsarm miteinander verbunden sind, dessen beide Längsenden mit der zentralen Welle der Nockenfolgerrolle und dem Schwingarmteil drehbar verbunden sind.
Variabler Ventiltrieb des Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, bei dem ein Winkel zwischen einer geraden Linie, welche eine Mitte des Antriebsnockens und eine Mitte der Nockenfolgerrolle verbindet, und einer geraden Linie, welche die Mitte der Nockenfolgerrolle und die Mitte des Verbindungsstifts verbindet, vergrößert wird, wenn die Steuerwelle in einer solchen Richtung gedreht wird, dass ein Hubmaß des Ventils erhöht wird, während der Verbindungsarm über den Verbindungsstift mit dem Schwingarm verbunden ist und das Ventil nicht angehoben ist.
Variabler Ventiltrieb des Verbrennungsmotors nach Anspruch 2, bei dem der Winkel zwischen der geraden Linie, welche die Mitte des Antriebsnockens und die Mitte der Nockenfolgerrolle verbindet, und der geraden Linie, welche die Mitte der Nockenfolgerrolle und die Mitte des Verbindungsstifts verbindet, etwa 180 Grad beträgt, wenn die Steuerwelle so angeordnet ist, dass das Hubmaß des Ventils maximal ist.
Variabler Ventiltrieb des Verbrennungsmotors nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine äußere Umfangsfläche der Steuerwelle über ein Lagerteil eines Nockengehäuses drehbar gelagert ist und die Antriebsnockenwelle über ein Wälzlager an einer Innenumfangsfläche der Steuerwelle drehbar gelagert ist.
Variabler Ventiltrieb des Verbrennungsmotors nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Antriebsnocken separat von der Antriebsnockenwelle ausgebildet ist.
Variabler Ventiltrieb des Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, bei dem das Ventil ein Einlassventil ist, und ein Hubmaß des Ventils geringer wird, wenn eine Drehrichtung des Antriebsnockens und eine Drehrichtung des oszillierenden Nockens beim Anheben des Ventils so eingestellt sind, dass sie gleich sind, während eine Mitte des Verbindungsstifts auf einer der Mitte des Antriebsnockens über eine gerade Linie gegenüberliegend angeordnet ist, welche eine Mitte der Nockenfolgerrolle und eine Mitte des oszillierenden Nockens verbindet, und die Steuerwelle in einer zur Drehrichtung des Antriebsnockens entgegengesetzten Richtung gedreht wird.
Variabler Ventiltrieb des Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, ferner ein Zahnradgetriebe zum Übertragen einer Antriebskraft von der oszillierenden Nockenwelle auf die Steuerwelle umfassend, wobei das Zahnradgetriebe zwischen der oszillierenden Nockenwelle und der Steuerwelle angeordnet ist und wobei die Steuerwelle durch die Drehbewegung der oszillierenden Nockenwelle in Drehung versetzt wird.