DE102012021490B4

DE102012021490B4 - Verstellpumpe

Info

Publication number: DE102012021490B4
Application number: DE102012021490.1A
Authority: DE
Inventors: Hideaki Ohnishi; Koji Saga; Yasushi Watanabe
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2018-01-04
Anticipated expiration: 2032-11-01
Also published as: US9109596B2; DE102012021490A1; CN103174645B; JP5679958B2; CN103174645A; JP2013130089A; US20130164163A1

Abstract

Verstellpumpe, umfassend: einen rotierend angetriebenen Rotor (4); eine Mehrzahl von Flügeln (15), die an einem Außenumfang des Rotors (4) vorgesehen sind und in eine radial nach innen gerichtete Richtung und eine radial nach außen gerichtete Richtung bewegbar sind; einen Nockenring (5), auf dessen Innenseite der Rotor (4) und die Flügel (15) untergebracht sind, in dessen Innern eine Mehrzahl von Pumpenkammern (19) ausgebildet sind und der bewegt werden kann, um eine Exzentrizität des Nockenrings (5) in Bezug auf einen Drehmittelpunkt des Rotors (4) zu verändern; ein Gehäuse (1), umfassend: einen Ansaugabschnitt, der auf zumindest einer Seitenfläche des Nockenrings (5) ausgebildet ist und zu einer der Pumpenkammern (19) geöffnet ist, deren Volumen sich vergrößert, wenn sich der Nockenring (5) exzentrisch in eine Richtung in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Rotors (4) bewegt; und einen Ausstoßabschnitt, der zu einer der Pumpenkammern (19) geöffnet ist, deren Volumen sich verringert, wenn sich der Nockenring (5) exzentrisch in eine andere Richtung in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Rotors (4) bewegt; ein Vorspannelement zum Vorspannen des Nockenrings (5) in eine Richtung, zu der die Exzentrizität des Nockenrings (5) in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Rotors (4) an Größe zunimmt; eine erste Steuerungsölkammer (16) zum Bewegen des Nockenrings (5) zur anderen Richtung gegen eine Vorspannkraft des Vorspannelements, wenn ein Ausstoßdruck in die erste Steuerungsölkammer (16) eingeleitet wird; eine zweite Steuerungsölkammer (17) zum Aufbringen eines Hydraulikdrucks auf den Nockenring (5) in Zusammenarbeit mit der Vorspannkraft des Vorspannelements, wenn das Hydrauliköl in die zweite Steuerungsölkammer 17) eingeleitet wird; einen Umschaltmechanismus zum Umschalten zwischen einem Zustand, bei dem Hydrauliköl, dessen Druck sich verringert hat, als ein Ausstoßdruck in die zweite Steuerungsölkammer vom Ausstoßabschnitt eingeleitet wird, und einem anderen Zustand, bei dem das Hydraulikdruck aus der zweiten Steuerungsölkammer ausgestoßen wird; und einen Steuerungsmechanismus, der betätigt wird, bevor die Exzentrizität des Nockenrings (5) minimal wird, und der eine größere Menge an Hydrauliköl in die zweite Steuerungsölkammer (17) ausstößt, wenn der Ausstoßdruck größer wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(1) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verstellpumpe, z. B. für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs.
(2) Beschreibung des Standes der Technik
In jüngster Zeit besteht eine industrielle Nachfrage nach Verstellpumpen mit zweistufiger Charakteristik, so dass ein erforderlicher Ausstoßdruck auf einem ersten Ausstoßdruck in einem ersten Pumpendrehzahlbereich beibehalten wird, und der erforderlicher Ausstoßdruck auf einem zweiten Ausstoßdruck in einem zweiten Pumpendrehzahlbereich beibehalten wird, um das von der Ölpumpe ausgestoßene Öl bei einer Einrichtung mit unterschiedlichen erforderlichen Ausstoßdrücken, wie z. B. einem Gleitbereich des Motors und einer variabel gesteuerten Ventilvorrichtung, zu nutzen, die eine Arbeitscharakteristik eines Motorventils steuert.
Um die oben beschriebenen industrielle Nachfrage zu befriedigen, veranschaulicht eine erste japanische Patentanmeldung (tokuyou) mit der Nr. 2008-524500 , die am 10. Juli 2008 veröffentlicht wurde (die der internationalen Anmeldung mit der Nr. WO 2006/066405 A1 ), eine zuvor vorgeschlagene Verstellpumpe. Bei der zuvor vorgeschlagenen Verstellpumpe, bei der der Nockenring montiert ist, der zum Überwinden einer Vorspannkraft einer Feder geschwenkt wird, sind zwei Druckaufnahmekammern auf einer Außenumfangsseite des Nockenrings montiert, und der Ausstoßdruck wird auf die beiden Stufen gesteuert, indem der Ausstoßdruck selektiv auf die Druckaufnahmekammern einwirkt, um eine Exzentrizität des Nockenrings in Bezug auf einen Drehmittelpunkt eines Rotors zu modifizieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei der zuvor vorgeschlagenen Verstellpumpe ist der Nockenring jedoch mittels einer relativ großen Federkonstante vorgespannt. Daher wird eine gleichmäßige Schwingewirkung in eine Richtung, zu der eine Rundlaufeigenschaft des Nockenrings bis zu einem Anstieg des Ausstoßdrucks gering wird, der auf eine der Druckaufnahmekammern wirkt, verhindert. Folglich erhöht sich ein Ausstoßdruck unverhältnismäßig stark, wenn eine Pumpendrehzahl ansteigt, selbst wenn der Ausstoßdruck am ersten Ausstoßdruck oder am zweiten Ausstoßdruck beibehalten wird, und es besteht die Möglichkeit einer großen Abweichung der Ausstoßdruck-Charakteristik von einer erforderlichen Ausstoßdruck-Charakteristik. Zum Beispiel wird die unverhältnismäßig hohe Ausstoßmenge zu einem Zeitpunkt mit einer hohen Drehzahl der Pumpe abgegeben und daraus resultiert ein unwirtschaftlicher Energieverbrauch.
Das Dokument US 2010/0028171 A1 offenbart ein Pumpensystem mit einer Pumpe mit einer Steuerfunktion, die auf eine Zufuhr von unter Druck stehendem Arbeitsfluid reagiert und den Druck des Arbeitsfluids verringert. Die Steuerfunktion ist mit der Ausgabe der Pumpe durch ein Regelventil. Die Steuerfunktion erhält das unter Druck stehende Arbeitsfluid, um die Ausgabe der Pumpe in Antwort auf den Druck des zugeführten Arbeitsfluids abzusenken. Ein Regelventil verbindet selektiv das unter Druck stehende Arbeitsfluid und bewirkt eine Steuerung, um das unter Druck stehende Arbeitsfluid von der Pumpe aufzunehmen und das Ventil entgegen einer Voreinstellung Kraft in eine geschlossene Stellung zu bringen. Ein steuerbares Ventil ist betätigbar, um die Zufuhr des unter Druck stehenden Arbeitsfluids zu unterbrechen, um eine Öffnung zu steuern, um den Ausgabedruck der Pumpe zu ändern.
Das Dokument EP 2 253 847 A1 offenbart eine Schmiermittelflügelpumpe mit variabler Kapazität zur Schmierung von Verbrennungsmotoren. Vorgesehen sind radiale gleitende Flügel, die in Flügelschlitzen eines Rotorrings angeordnet sind. Die Flügel definieren Pumpenkammern dazwischen. Des Weiteren ist ein Kapazitätssteuerring ausgebildet, welcher die Flügel umgibt und um eine Drehachse drehbar gelagert ist, um dadurch das Volumen der Pumpenkammern zu variieren. Ferner sind erste und zweite hydraulische Steuerkammern ausgebildet, welche teilweise vom Kapazitätssteuerring definiert werden und dadurch den Kapazitätssteuerring in einer Richtung drehen. Dabei wirken die erste und die zweite Steuerkammer gegeneinander.
Das Dokument JP H04-171 288 A offenbart eine Flügelpumpe mit variabler Kapazität. Bei dieser ist ein Saugloch ausgebildet, durch welches Arbeitsöl angesaugt wird. Des Weiteren ist ein Ausgabeloch zum Ausgeben des Arbeitsöls vorgesehen. Ein Nockenring mit variabler Exzentrizität ist ausgebildet. Ein Rotor definiert zusammen mit dem Nockenring eine Arbeitskammer in Verbindung mit dem Saugloch und dem Ausgabeloch. Des Weiteren ist eine Mehrzahl von Flügeln ausgebildet, die in den Rotor eingepasst sind. Die Flügel sind in der Lage, in radialer Richtung des Rotors und in gleitendem Kontakt mit einer inneren Umfangsfläche des Nockenrings die Arbeitskammer in eine Mehrzahl von Kammern zu unterteilen. Ein Drucksensor detektiert den Ausgabedruck des Arbeitsöls, welches von der Arbeitskammer über das Ausgabeloch ausgegeben wird. Ein elektromagnetisches Ventil reguliert den hydraulischen Druck des zugeführten Arbeitsöls und gibt das eingestellte Arbeitsöl unter dem jeweiligen Druck auf der Grundlage eines Detektionsergebnisses des Drucksensors aus. Der Grad der Exzentrizität des Nockenrings wird gemäß dem gesteuerten hydraulischen Druck des Arbeitsöls variiert, wobei ein Entlastungsventil durch Zuführen des eingestellten hydraulischen Drucks entgegengesetzt betätigt wird und den ausgegebenen hydraulischen Druck ablässt, und zwar gemäß der Bewegung eines Kolbens, wenn der ausgegebene hydraulische Druck größer wird als ein Entlastungsdruck, der gemäß einem voreingestellten Wert für den zugeführten hydraulischen Druck eingestellt ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verstellpumpe bereitzustellen, die eine exzessive Erhöhung des Ausstoßdrucks unterdrücken kann, selbst wenn sich die Pumpendrehzahl erhöht, wenn eine Aufforderung zum Beibehalten des Ausstoßdrucks auf einem erwünschten Ausstoßdruck erfolgt. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1, 9 bzw. 18. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Verstellpumpe bereitgestellt, umfassend: einen rotierend angetriebenen Rotor; eine Mehrzahl von Flügeln, die an einem Außenumfang des Rotors vorgesehen sind und in eine radial nach innen gerichtete Richtung und eine radial nach außen gerichtete Richtung bewegbar sind; einen Nockenring, auf dessen Innenseite der Rotor und die Flügel untergebracht sind, in dessen Innern eine Mehrzahl von Pumpenkammern ausgebildet sind und der bewegt werden kann, um eine Exzentrizität des Nockenrings in Bezug auf einen Drehmittelpunkt des Rotors zu verändern; ein Gehäuse, umfassend: einen Ansaugabschnitt, der auf zumindest einer Seitenfläche des Nockenrings ausgebildet ist und zu einer der Pumpenkammern geöffnet ist, deren Volumen sich vergrößert, wenn sich der Nockenring exzentrisch in eine Richtung in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Rotors bewegt; und einen Ausstoßabschnitt, der zu einer der Pumpenkammern geöffnet ist, deren Volumen sich verringert, wenn sich der Nockenring exzentrisch in eine andere Richtung in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Rotors bewegt; ein Vorspannelement zum Vorspannen des Nockenrings in eine Richtung, zu der die Exzentrizität des Nockenrings in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Motors an Größe zunimmt; eine erste Steuerungsölkammer zum Bewegen des Nockenrings zur anderen Richtung gegen eine Vorspannkraft des Vorspannelements, wenn ein Ausstoßdruck in die erste Steuerungsölkammer eingeleitet wird; eine zweite Steuerungsölkammer zum Aufbringen eines Hydraulikdrucks auf den Nockenring in Zusammenarbeit mit der Vorspannkraft des Vorspannelements, wenn das Hydrauliköl in die zweites Steuerungsölkammer eingeleitet wird; einen Umschaltmechanismus zum Umschalten zwischen einem Zustand, bei dem Hydrauliköl, dessen Druck sich verringert hat, als ein Ausstoßdruck in die zweite Steuerungsölkammer vom Ausstoßabschnitt eingeleitet wird, und einem anderen Zustand, bei dem das Hydraulikdruck aus der zweiten Steuerungsölkammer ausgestoßen wird; und einen Steuerungsmechanismus, der betätigt wird, bevor die Exzentrizität des Nockenrings minimal wird, und der eine größere Menge an Hydrauliköl in die zweite Steuerungsölkammer ausstößt, wenn der Ausstoßdruck größer wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Verstellpumpe bereitgestellt, umfassend: einen rotierend angetriebenen Rotor; eine Mehrzahl von Flügel, die an einem Außenumfang des Rotors vorgesehen sind und in eine radial nach innen gerichtete Richtung und eine radial nach außen gerichtete Richtung bewegbar sind; einen Nockenring, auf dessen Innenseite der Rotor und die Flügel untergebracht sind, in dessen Innern eine Mehrzahl von Pumpenkammern ausgebildet sind und der bewegt werden kann, um eine Exzentrizität des Nockenrings in Bezug auf einen Drehmittelpunkt des Rotors zu verändern; ein Gehäuse, umfassend: einen Ansaugabschnitt, der auf zumindest einer Seitenfläche des Nockenrings ausgebildet ist und zu einer der Pumpenkammern geöffnet ist, deren Volumen sich vergrößert, wenn sich der Nockenring exzentrisch in eine Richtung in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Rotors bewegt; und einen Ausstoßabschnitt, der zu einer der Pumpenkammern geöffnet ist, deren Volumen sich verringert, wenn sich der Nockenring exzentrisch in eine andere Richtung in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Rotors bewegt; ein Vorspannelement zum Vorspannen des Nockenrings in einem Zustand, in dem in Vorspannelement eine Federlast gegeben wird, so dass die Exzentrizität des Nockenrings in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Rotors groß wird; eine erste Steuerungsölkammer zum Bewegen des Nockenrings in die andere Richtung gegen die Vorspannkraft des Vorspannelements, wenn ein Ausstoßdruck in die erste Steuerungsölkammer eingeleitet wird; eine zweite Steuerungsölkammer zum Aufbringen eines Hydraulikdrucks auf den Nockenring in Zusammenarbeit mit der Vorspannkraft des Vorspannelements, wenn das Hydrauliköl in die zweites Steuerungsölkammer eingeleitet wird; ein Umschaltelement zum Umschalten zwischen einem Zustand, bei dem Hydrauliköl vom Ausstoßabschnitt in die zweite Steuerungsölkammer über eine Blendenöffnung eingeleitet wird, auf einem anderen Zustand, bei dem Hydrauliköl in der zweiten Steuerungsölkammer abgesaugt wird; und einen Steuerungsmechanismus, umfassend: einen Ventilkörper mit einem Einleitungsanschluss, an dem der Ausstoßdruck eingeleitet wird, einen ersten Steuerungsanschluss, der mit der ersten Steuerungsölkammer verbunden ist, einen zweiten Steuerungsanschluss, der mit der zweiten Steuerungsölkammer verbunden ist, und einen Abflussanschluss, der mit einem Abflusskanal verbunden ist, ein Schieberventil, das im Ventilkörper gleitbeweglich angeordnet ist, um einen Verbindungszustand von jedem der Anschlüsse zu steuern; und eine Steuerfeder, die das Schieberventil mit einer Vorspannkraft vorspannt, die kleiner als die des Vorspannelements ist, wobei das Schieberventil den Ausstoßdruck aufnimmt, um im Ventilkörper gegen eine Vorspannkraft der Steuerfeder auf eine Anfangsposition zu gleiten, bei der das Schieberventil mittels der Steuerfeder vorgespannt ist, um sich maximal zu bewegen, ein Verbindungszustand zwischen dem Einleitungsanschluss und dem zweiten Steuerungsanschluss und einem weiteren Anschluss als den Einleitungsanschluss und den zweiten Steueranschluss begrenzt ist, und ein erster Zustand eintritt, bei dem der erste Steuerungsanschluss und der Abflussanschluss miteinander verbunden sind, und, wenn sich der Ausstoßdruck erhöht, der zweite Steuerungsanschluss mit dem Abflussanschluss verbunden ist, und ein zweiter Zustand eintritt, bei dem der Einleitungsanschluss und der erste Steuerungsanschluss miteinander verbunden sind.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Verstellpumpe bereitgestellt, umfassend: einen eine Pumpe bildenden Körper, der drehbar angetrieben wird, um Volumen einer Mehrzahl von Hydraulikölkammern zu verändern, um Öl, das von einem Ansaugabschnitt eingeleitet wurde, unter Verwendung eines Ausstoßabschnittes auszustoßen; einen variablen Mechanismus zum Modifizieren von Volumenänderungsgrößen der zum Ausstoßabschnitt geöffneten Hydraulikölkammern gemäß einer Bewegung eines beweglichen Elements; ein Vorspannelement, zum Vorspannen des beweglichen Elementes in einem Zustand, bei dem eine Federlast im beweglichen Element in eine Richtung verleiht wird, zu der die Volumenänderungsgröße von einer der zum Ausstoßabschnitt geöffneten Hydraulikkammern groß wird; eine erste Steuerungsölkammer, in die der Ausstoßdruck eingeleitet wird, um eine Kraft in eine Richtung gegen eine Vorspannkraft des Vorspannelements auf den variablen Mechanismus aufzubringen; eine zweite Steuerungsölkammer, in die Hydrauliköl eingeleitet wird, um eine Kraft in die gleiche Richtung wie die Vorspannkraft des Vorspannelements auf den variablen Mechanismus aufzubringen; einen Umschaltmechanismus zum Umschalten zwischen einem Zustand, bei dem Druck reduziert des Hydrauliköl als Ausstoßdruck vom Ausstoßabschnitt in die zweite Steuerungsölkammer eingeleitet wird, und einem anderen Zustand, bei dem Hydrauliköl in der zweiten Steuerungsölkammer abgesaugt wird; und einen Steuerungsmechanismus, der betätigt wird, bevor sich die Volumenänderungsgröße der Hydraulikölkammer mittels des variablen Mechanismus auf ein Minimum verringert hat, und Hydrauliköl in der zweiten Steuerungsölkammer in größerer Menge absaugt, wenn der Ausstoßdruck größer wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigt:
1 eine perspektivische Explosionsansicht einer Verstellpumpe eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine Draufsicht der in 1 dargestellten Verstellpumpe, wenn eine Pumpenabdeckung entfernt ist,
3 eine Draufsicht der in 1 dargestellten Verstellpumpe, wenn ein Steuergehäuse der gleichen Verstellpumpe angebracht ist,
4 eine Querschnittsansicht des Steuergehäuses der längs einer Linie von A bis A in 3 ausgeschnittenen Verstellpumpe,
5 eine Draufsicht eines Pumpengehäuses der Verstellpumpe des in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels,
6 eine Hinteransicht der Pumpenabdeckung der Verstellpumpe des in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels,
7 eine Längsschnittansicht eines Steuerventils der Verstellpumpe des in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels,
8 eine Längsschnittansicht eines elektromagnetischen Umschaltventils der Verstellpumpe des in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels,
9 eine beispielhafte Ansicht zur Veranschaulichung einer Funktion der Verstellpumpe im ersten Ausführungsbeispiel in einem Anfangsstadium eines Motorstarts,
10 eine beispielhafte Ansicht zur Veranschaulichung einer Funktion der Verstellpumpe im ersten Ausführungsbeispiel zum Zeitpunkt einer normal verwendeten Drehzahl des Motors der Verstellpumpe im ersten Ausführungsbeispiel,
11 eine beispielhafte Ansicht zur Veranschaulichung einer Funktion der Verstellpumpe im ersten Ausführungsbeispiel zum Zeitpunkt einer hohen Drehzahl des Motors der Verstellpumpe im ersten Ausführungsbeispiel,
12 eine Kennlinie, die eine Beziehung zwischen einem Ausstoß-Hydraulikdruck und einer Motordrehzahl (oder einer Pumpendrehzahl) der Verstellpumpe im ersten Ausführungsbeispiel kennzeichnet,
13 eine Längsschnittansicht des Steuerventils der Verstellpumpe in einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der ein wesentlicher Teil der Verstellpumpe im zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt ist,
14A und 14B zeigen Teil Schnittansicht in des elektromagnetischen Umschaltventils im zweiten Ausführungsbeispiel, wenn das Ventil offen ist bzw. Wenn das Ventil geschlossen ist,
15A, 15B und 15C sind beispielhafte Ansichten zur Veranschaulichung der Funktionen der Verstellpumpe im zweiten Ausführungsbeispiel im Anfangsstadium des Motorstarts, im Stadium bei. Verwendung einer normalen Drehzahl und zum Zeitpunkt der hohen Motordrehzahl;
16 eine beispielhafte Ansicht zur Veranschaulichung der Funktion der Verstellpumpe in einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zum Zeitpunkt des Anfangsstadiums des Motorstarts;
17 eine beispielhafte Ansicht zur Veranschaulichung der Funktion der Verstellpumpe zum Zeitpunkt der Verwendung einer normalen Drehzahl im Fall des dritten Ausführungsbeispiels, und
18 eine weitere beispielhafte Ansicht zur Veranschaulichung der Funktion der Verstellpumpe im dritten Ausführungsbeispiel zum Zeitpunkt der hohen Motordrehzahl.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Verstellpumpe basierend auf den begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Die Erfindung ist in jedem der bevorzugten Ausführungsbeispiele auf die Verstellpumpe anwendbar, die Gleitbereichen eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors Schmieröl zuführt und einen Hydraulikdruck als Arbeitsquelle eines variabel betätigten Ventilmechanismus zuführt, durch den ein Ventiltiming eines Motorventils variabel erfolgt.
(Erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel)
Die Verstellpumpe ist in einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel auf eine Verstellpumpe eines Flügeltyps anwendbar. Die Verstellpumpe ist auf einem vorderen Endabschnitt eines Zylinderblocks des Verbrennungsmotors montiert. Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst die Verstellpumpe hauptsächlich: ein Pumpengehäuse 1 mit einer einseitig beschlossen zylindrischen Form, ein Pumpengehäuse 1 mit einer Endöffnung, die mit einer Pumpenabdeckung 2 geschlossen ist; eine Antriebswelle 3, die im Wesentlichen durch einen Mittelabschnitt des Pumpengehäuses 1 durchgeführt ist und durch eine Motorkurbelwelle des nicht dargestellten Motors rotierend angetrieben wird; einen Rotor 4, der in einem Innenbereich des Pumpengehäuses 1 drehbar untergebracht ist, wobei der Rotor 4 einen Mittelabschnitt aufweist, der mit der Antriebswelle 3 verbunden ist; einen Nockenring 5, der ein bewegliches Element ist, wobei der Nockenring auf einer Außenumfangsseite des Rotors 4 schwenkbar angeordnet ist; ein Steuergehäuse 6, das auf einer Außenfläche des Pumpengehäuses 2 starr angeordnet ist; ein Steuerventil 7, das ein Steuerungsmechanismus zum Steuern eines Umschaltens einer Hydraulikdruckzufuhr ist; und ein elektromagnetisches Umschaltventil 8, das ein Umschaltmechanismus ist, wobei sowohl das Steuerventil 7 als auch das elektromagnetische Umschaltventil 8 angeordnet sind, um den Nockenring 5 zu schwenken, und im Steuergehäuse 6 montiert sind.
Das Pumpengehäuse 1, die Pumpenabdeckung 2 und das Steuergehäuse 6 sind mittels sechs Schrauben 9 einstückig verbunden, wenn diese Elemente am Zylinderblock des Motors montiert sind, wie dies in 4 dargestellt ist. Hierbei legen Schrauben 9 sind durch Schraubendurchgangslöcher hindurchgeführt, die jeweils im Pumpengehäuse 1, Steuergehäuse 6 und in der Pumpenabdeckung 2 ausgebildet sind, so dass Spitzenbereiche 9a dieser Schrauben in entsprechende Gewindelöcher eingeschraubt und befestigt werden, die im Zylinderblock ausgebildet sind.
Darüber hinaus ist das Pumpengehäuse 1 einstückig aus einem Aluminiumlegierungsmaterial ausgebildet. Wie in 5 dargestellt, bewegt sich eine Seitenfläche in einer Achsenrichtung des Nockenrings 5 gleit- bzw. verschiebbar auf einer Bodenfläche eine Ausnehmung, die eine Pumpengehäusekammer 1S bildet, so dass für die Bodenfläche mit hoher Präzision z. B. eine Ebenheit, eine Oberflächenrauhigkeit, usw. maschinell hergestellt wird und ein Bereich der Gleitbewegung durch eine maschinelle Bearbeitung ausgebildet wird.
Das Pumpengehäuse 1 umfasst eine Lageröffnung 1d, die im Wesentlichen durch eine Mittelposition einer Bodenfläche der Pumpengehäusekammer 1S hindurchgeführt ist, die eine Arbeitskammer bereitstellt, wie dies in 2, 4 und 5 dargestellt ist. Die Lageröffnung 1d stützt einen Endabschnitt der Antriebswelle 3 axial ab. Das Pumpengehäuse 1 umfasst ein Stiftloch 1c mit Boden, durch das ein Schwenkstift 10, der einen als Drehpunkt dienenden Haltestift für den Nockenring in 5 bereitstellt, eingefügt und auf eine vorgegebene Position einer Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses 1 eingeschraubt ist. Eine erste Dichtungsfläche 1a, die in einer bogenförmigen Ausnehmungsform auf einer Innenumfangsseite einer vertikal niedrigeren Position als eine gerade Linie M (nachfolgend Nockenring-Referenzlinie bezeichnet) vorgesehen ist, die eine Verbindung zwischen einem Achsenmittelpunkt des Schwenkstifts 10 und einem Mittelpunkt des Pumpengehäuses 1 (Achsenmittelpunkt der Antriebswelle 3) herstellt. Andererseits ist eine zweite Dichtungsfläche 1b in einer bogenförmigen Ausnehmungsform auf einer Innenumfangsseite einer vertikal höheren Position als die Nockenring-Referenzlinie M des Pumpengehäuses 1 ausgebildet.
Ein erstes Dichtelement 13, das in eine auf dem Nockenring 5 ausgebildete Dichtungsnut 5b (was später beschrieben wird) eingepasst ist, steht immer (oder gewöhnlich) verschiebbar mit einer ersten Dichtfläche 1a in Berührung, um eine erste Steuerkammer 16 abzudichten, was später beschrieben wird. Ein erster Dichtungsmechanismus wird durch die erste Dichtungsfläche 1a und das erste Dichtelement 13 gebildet.
Ein zweites Dichtelement 14, das in eine auf dem Nockenring 5 ausgebildete Dichtungsnut 5c (was später beschrieben wird) eingepasst ist, steht immer mit einer zweiten Dichtfläche 1b in Berührung, um eine zweite Steuerkammer 17 abzudichten, was später beschrieben wird. Ein zweiter Dichtungsmechanismus wird durch die zweite Dichtungsfläche 1c und das zweite Dichtelement 14 gebildet
Darüber hinaus sind die erste Dichtungsfläche 1a und die zweite Dichtungsfläche 1b in bogenförmigen Flächenformen ausgebildet, die gemäße Radien R1 und R1 gebildet sind, die jeweils eine vorgegebene Länge mit dem Stiftloch 1c als Mittelpunkt aufweisen. Die Längen der Radien R1 und R2 sind so festgelegt, dass die ersten und zweiten Dichtelemente 13, 14 immer einen Bereich berühren, in dem sich der Nockenring exzentrisch schwenkt. Darüber hinaus sind die Längen der Radien R1 und R2 so festgelegt, dass die ersten und zweiten Dichtelemente 13, 14 immer einen Bereich berühren, in dem sich der Nockenring 5 exzentrisch schwenkt. Ferner ist der Radius R1 der ersten Dichtungsfläche 1a länger als der Radius R2 der zweiten Dichtungsfläche 1b festgelegt, so dass ein Volumen der ersten Steuerungsölkammer 16 größer als das der zweiten Steuerungsölkammer 17 ist.
Darüber hinaus ist ein Ansauganschluss 11 auf der Bodenfläche des Pumpengehäuses 1 ausgebildet, wobei der Ansauganschluss 11 ein Ansaugabschnitt mit einer halbmondförmigen Ausnehmungsform auf einer linken Seitenposition der Antriebswelle 3 ist, wie dies in 5 dargestellt ist. Ferner ist ein Ausstoßanschluss 12, der ein Ausstoßabschnitt mit einer im Wesentlichen kreissegmentartigen Ausnehmungsform ist, auf einer rechten Seite der Antriebswelle 3 (d. h. an einer Position gegenüber des Ansauganschlusses 11 in der radialen Richtung) ausgebildet ist. Der Ausstoßanschluss 12 ist im Wesentlichen gegenüber dem Ansauganschluss 11 angeordnet. Hierbei sei angemerkt, dass die spezifischen Strukturen des Ausstoßanschlusses 12 und des Ansauganschlusses 11 später beschrieben werden.
Ein vom Ausstoßanschluss 12 ausgestoßenes Schmieröl wird der Lageröffnung 1d der Pumpengehäusekammer 1S für die Antriebswelle 3 über eine Ölzufuhrnut 23 zugeführt, die im Wesentlichen in einer L-Buchstabenform ausgebildet ist und das Schmieröl wird von einer Öffnung der Ölzufuhrnut 23 beiden Seitenflächen des Rotors 4 und einer Seitenfläche jedes Flügels 15 zugeführt, um einen Schmiereffekt zu gewährleisten. Hierbei sei angemerkt, dass die Ölzufuhrnut 23 so ausgebildet ist, dass sie nicht mit einer radial nach innen oder radial nach außen gerichteten Bewegungsrichtung jedes Flügels 15 übereinstimmt und dies keinen zu verhindernden Ausfall jedes Flügels in die Ölzufuhrnut 23 verursacht, wenn sich jeder Flügel 15 in die radial nach innen oder nach außen gerichtete Richtung bewegt.
Die Pumpenabdeckung 2 ist im Wesentlichen in einer Plattenform aus einem Aluminiumlegierungsmaterial ausgebildet. Wie in 1, 2 und 6 dargestellt, ist eine Lageröffnung 2a durch eine im Wesentlichen mittige Position der Pumpenabdeckung 2 hindurchgeführt, um den anderen Endabschnitt der Antriebswelle 3 abzustützen und eine Mehrzahl von Ausbuchtungsabschnitten zum Bilden von Schrauben-Durchgangslöcher sind an einem Außenumfangsabschnitt der Pumpenabdeckung 2 einstückig ausgebildet. Außerdem ist es möglich, die Ansaugöffnung, einen Ausstoßauslassabschnitt und einen Ölbehälterabschnitt auf einer Innenseitenfläche der Pumpenabdeckung 2 auf die gleiche Weise wie die Bodenfläche der oben beschriebenen Pumpengehäusekammer 1S auszubilden, obwohl die Pumpenabdeckung 2 in diesem Ausführungsbeispiel mit einer im Wesentlichen ebenen Oberflächenform ausgebildet ist. Darüber hinaus ist diese Pumpenabdeckung 2 mit dem Pumpengehäuse 1 mittels einer Mehrzahl von Schrauben 9 verbunden, wobei eine Positionierung der Pumpenabdeckung 2 in Umfangsrichtung über eine Mehrzahl von nicht dargestellten Positionierungsstiften erfolgt.
Die Antriebswelle 3 ist ausgelegt, um den Rotor 4 in eine mit einem Pfeil markierte Richtung (eine Richtung im Gegenuhrzeigersinn) mittels einer Rotationskraft zu drehen, die von einer Motorkurbelwelle auf einen aus dem Pumpengehäuse 1 vorragenden Spitzenbereich 3a über ein Zahnrad übertragen wird, so dass eine linke Seitenhälfte in 2 mit der Antriebswelle 3 als Mittelpunkt einen Ansaugbereich bereitstellt, und eine rechte Seitenhälfte in 2 einen Ausstoßbereich bereitstellt.
Der Rotor 4 umfasst neun Flügel 15 aus Blech, die verschiebbar in jeweils entsprechenden neun Schlitzen 4a gehalten werden, die von einer inneren Mittelpunktseite des Rotors 4 radial zu einer Auswärtsrichtung so ausgebildet sind, dass sie in den neun Schlitzen 4a vertikal verschiebbar sind, wie dies in 1 und 2 dargestellt ist. Darüber hinaus sind Gegendruckkammern 24 mit jeweils einer im Wesentlichen kreisförmigen Querschnittsform an Basisendbereichen der jeweiligen Schlitze 4a ausgebildet, um einen in den Ausstoßanschluss 12 ausgestoßenen Ausstoß-Hydraulikdruck einzuleiten. Dieser Druck in den jeweiligen Gegendruckkammern 24 und eine Zentrifugalkraft zusammen mit einer Drehung des Rotors 4 bewirken, dass der Flügel 15 nach außen in eine äußere Richtung gedrückt wird.
Jeder Flügel 15 weist eine innere Basiskopfkante auf, die mit einer Außenumfangsfläche eines Paars von vorderen und hinteren Flügelringen 18, 18 verschiebbar in Berührung stehen. Eine Mehrzahl von Pumpenkammern 19 sind flüssigkeitsdicht zwischen benachbarten Flügeln 15 und einer Innenumfangsfläche 5a des Nockenrings 5, der Innenumfangsfläche des Rotors 4, der Pumpengehäusekammer 1S und einer Innenfläche der Pumpenabdeckung 2 abgeteilt. Jeder Flügelring 18 wird zusammen mit der Drehung radial nach außen zur Außenrichtung gedrückt. Selbst wenn eine Motordrehzahl niedrig ist und die Zentrifugalkraft und der Druck in der Gegendruckkammer niedrig ist, steht jeder Spitzenabschnitt der Flügel 15 mit der Innenumfangsfläche des Nockenrings 5 in Berührung, so dass jede Pumpenkammer 19 flüssigkeitsdicht abgeteilt ist.
Der Nockenring 5 ist einstückig in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet und aus einem einfach bearbeiteten gesinterten Metall hergestellt. Ein ausgesparter Schwenkabschnitt 5d ist auf einer rechten äußeren Position der Außenumfangsseite in 2 oberhalb der Nockenring-Referenzlinie M ausgebildet. Ein darin eingeführter und vom Schwenkabschnitt 5d positionierter Schwenkstift 10 ist in den ausgesparten Schwenkabschnitt 5d eingefügt, um einen exzentrischen Schwenkdrehpunkt bereitzustellen.
Ferner ist eine Verbindungsöffnung 25, die mit einem Ausstoßauslass 12a verbunden ist, der durch einen Mittelpunkt eines bogenförmigen Ausbuchtungsabschnitt 5e an einer Position des Nockenrings 5 hindurchgeführt, die niedriger als die Nockenring-Referenzlinie M ist. Darüber hinaus ist ein im Wesentlichen dreieckig geformter erster Vorsprungsabschnitt 5g, der das erste Dichtelement 13 über die erste Dichtungsnut 5b hält, an der Position des Nockenrings 5 vorgesehen, die niedriger als die Nockenring-Referenzlinie M ist. Darüber hinaus ist ein im Wesentlichen dreieckig geformter zweiter Vorsprungsbereich 5h zum Halten des zweiten Dichtelements 14 über die zweite Dichtungsnut 5c an einer von der Nockenring-Referenzlinie M aus oberen bzw. höheren Position vorgesehen.
Hierbei sei angemerkt, dass die Antriebswelle 3, der Rotor 4, die Flügel 15, die Flügelringe 18 einen eine Pumpe bildenden Körper definieren.
Eine erste Steuerungsölkammer 16 ist auf einer niedrigeren Seite als die Nockenring-Referenzlinie M ausgebildet und eine zweite Steuerungsölkammer 17 ist auf einer höheren Seite als die Nockenring-Referenzlinie M mit der Nockenring-Referenzlinie M als Mittelpunkt ausgebildet. Die erste Steuerungsölkammer 16 ist zwischen einer Außenumfangsfläche des ersten Vorsprungsabschnitts 5g und dem Pumpengehäuse 1 angeordnet. Die zweite Steuerungsölkammer 17 ist zwischen der Außenumfangsfläche des zweiten Vorsprungsabschnitts 5h und dem Pumpengehäuse 1 angeordnet.
Die erste Steuerungsölkammer 16 drückt den Nockenring 5 unter Druck in eine Richtung, an der sich eine Exzentrizität gegen eine Federkraft einer Schraubenfeder 28 verringert, was später gemäß dem zur Innenseite der ersten Steuerungsölkammer 16 zugeführten Hydraulikdruck beschrieben wird. Ferner ist die erste Steuerungsölkammer 16 mit dem Ausstoßanschluss 12 über ein Steuerventil 7 verbunden oder nicht verbunden (die Verbindung ist unterbrochen). Die erste Steuerungsölkammer 16 ist immer flüssigkeitsdicht mittels des ersten Dichtungsmechanismus abgedichtet, selbst wenn sich der Nockenring 5 schwenkt.
Die zweite Steuerungsölkammer 17 drückt den Nockenring 5 mit Unterstützung der Federkraft der Schraubenfeder 28 gemäß dem zu deren Innenseite zugeführten Hydraulikdruck der Richtung, an der sich die Exzentrizität des Nockenrings 5 vergrößert. Der Hydraulikdruck der zweiten Steuerungsölkammer wird über ein elektromagnetisches Umschaltventil 8 und das Steuerventil 7 zugeführt oder ausgestoßen.
Darüber hinaus ist ein Abstand R1 vom exzentrischen Schwenkmittelpunkt bis zum ersten Dichtelement 13 größer festgelegt als ein Abstand R2 vom exzentrischen Schwenkmittelpunkt bis zum zweiten Dichtelement 14. Folglich ist ein Bereich einer ersten Druckaufnahmefläche 20, die eine Außenfläche des Nockenrings 5 an der Seite der ersten Steuerungsölkammer 16 ist, größer als ein Bereich einer zweiten Druckaufnahmefläche 21 festgelegt, die die Außenfläche des Nockenrings 5 zur Seite der zweiten Steuerungsölkammer 17 ist.
Daher wird eine Druckkraft auf den Nockenring 5 gemäß dem Hydraulikdruck in der ersten Steuerungsölkammer 16 gemäß einem entgegengesetzten Hydraulikdruck in der zweiten Steuerungsölkammer 17 geringfügig aufgehoben. Folglich bewirkt der ausgestoßene Hydraulikdruck, dass sich der Nockenring 5 mit dem Schwenkstift 10 als Drehpunkt im Uhrzeigersinn schwenkt, so dass eine Kraft zur Verringerung der Exzentrizität durch das Schwenken im Uhrzeigersinn mit dem Schwenkstift 10 als Drehpunkt gering wird. Demgegenüber kann die Federkraft der Schraubenfeder 28 zum Vorspannen des Nockenrings 5 im Gegenuhrzeigersinn, was später beschrieben wird, folglich klein eingestellt werden.
Jedes der ersten und zweiten Dichtelemente 13, 14 ist längs einer Achsenrichtung des Nockenrings 5 verlängert und ist beispielsweise aus einem synthetischen Harzmaterial mit einer geringen Abnutzungseigenschaft hergestellt. Jedes der ersten und zweiten Dichtelemente 13, 14 wird in den Dichtungsnuten 5b, 5c gehalten, die auf der Außenumfangsfläche der ersten und zweiten Vorsprungsabschnitte 5g, 5h ausgebildet sind und wird zur Vorwärtsrichtung, d. h. zur jeder Dichtungsfläche 1a, 1b, gemäß einer elastischen Kraft von elastischen Elementen 13a, 14a gedrückt, die aus Gummi hergestellt und auf den Bodenseiten der Dichtungsnuten 5b, 5c befestigt sind. Demzufolge wird eine vorteilhafte Flüssigkeitsdichtheit der ersten und zweiten Steuerungsölkammern 16, 17 sichergestellt.
Der Ansauganschluss 11 ist zu einem Bereich geöffnet, in dem sich ein Volumen jeder Pumpenkammer 19 ausdehnt, wie dies in 2 und 5 dargestellt ist, und ein zusammen mit einem Pumpenbetrieb durch den Pumpen bildenden Körper erzeugter Unterdruck bewirkt, dass das Schmieröl in einer Ölwanne 60 über einen Ansaugeinlass 11a eingeleitet wird, der im Wesentlichen am Mittelpunkt des Ansauganschlusses 11 ausgebildet ist.
Zudem ist ein Einleitungsabschnitt 11b durchgehend an einer im Wesentlichen mittigen Position einer Außenumfangsseite dieses Ansauganschluss 11 ausgebildet. Dieser Einleitungsabschnitt 11b erstreckt sich nach oben zu einem Federgehäuseabschnitt 27, was später beschrieben wird. Dieser Einleitungsabschnitt 11b ist mit einem Ansaugloch 11a verbunden. Dieses Ansaugloch 11a ist zusammen mit dem Einleitungsabschnitt 11b mit einer Niederdruckkammer 22 verbunden. Darüber hinaus führt das Ansaugloch 11a aus der Ölwanne 60 abgesaugtes Öl über einen Ansaugdurchgang des Ansauganschlusses 11 gemäß einem Unterdruck zu, der entsprechend eines Pumpenbetriebs des Pumpen bildenden Körpers erzeugt und jeder Pumpenkammer 19 zugeführt wird, deren Volumen sich ausdehnt. Daher bilden der Ansauganschluss 11, der Ansaugeinlass 11a, der Einleitungsabschnitt 11b und die Niederdruckkammer 22 als Ganzes einen Unterdruckabschnitt.
Andererseits ist der Ausstoßanschluss 12 zu einem Bereich geöffnet, in dem sich ein Volumen jeder Pumpenkammer 19 zusammen mit dem Pumpenbetrieb mittels des Pumpen bildenden Körpers verringert. Ein an der unteren Endseite des Ausstoßanschlusses 12 ausgebildeter Ausstoßauslass 12a ist mit jedem Gleitbereich des Motors und einer variabel betätigten Ventilvorrichtung, wie zum Beispiel einer Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung, über einen in 9 dargestellten Ansaugdurchgang 31 (eine Hauptölleitung) verbunden.
Der Nockenring 5 weist einen einstückig ausgebildet Armen 26 auf, der radial nach außen an einer Position der Außenumfangsfläche des zylindrischen Hauptkörpers des Nockenrings 5 vorragt, die dem ausgesparten Schwenkabschnitt 5d gegenüberliegt. Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst dieser Arm 26: einen Arm-Hauptkörper 26a mit einer rechteckigen Plattenform, wobei sich der Arm-Hauptkörper zu der im Wesentlichen mittigen Position in der Axialrichtung von der vorderen Kopfseite des zylindrischen Hauptkörpers des Nockenrings 5 zur im Wesentlichen mittigen Position des Nockenrings 5 erstreckt; und einen Ausbuchtungsabschnitt 26c, der auf einer Oberseite eines Spitzenabschnitts 26b des Arm-Hauptkörpers 26a einstückig ausgebildet ist.
Eine Unterseite des Arm-Hauptkörpers 26a gegenüber dem Ausbuchtungsabschnitt 26c des Spitzenendabschnitts 26b ist in einer ebenen Form ausgebildet und andererseits ist eine Oberseite des Ausbuchtungsabschnitts 26c in einer gekrümmten Flächenform mit kleinem Krümmungsradius ausgebildet.
Ferner ist eine Federgehäusekammer 27 an einer Position gegenüber dem Stiftloch 1c des Pumpengehäuses 1, d. h. an einer oberen Position des Arms 26 ausgebildet.
Die Federgehäusekammer 27 ist mit einer ebenen rechteckigen Oberflächenform ausgebildet, die sich längs einer Achsenrichtung des Pumpengehäuses 1 erstreckt und eine Schraubenfeder 28 ist in einem Innenbereich der Federgehäusekammer 27 untergebracht. Die Schraubenfeder 28, die ein Vorspannelement ist, ist in einem Innenbereich der Federgehäusekammer 27 untergebracht. Die Schraubenfeder 28, die ein Vorspannelement ist, das den Nockenring 5 über den Arm 26 im Gegenuhrzeigersinn, nämlich in die Richtung vorspannt, zu der die Exzentrizität zwischen einem Drehmittelpunkt des Rotors 4 und einem Mittelpunkt einer Innenumfangsfläche des Nockenrings 5 größer wird. Hierbei sei angemerkt, dass die Federgehäusekammer 27 mit der Niederdruckkammer 22 über den Einleitungsabschnitt 1b und den Ansauganschluss 11 verbunden ist.
Eine obere Kopfseite der Schraubenfeder 28 steht mit einer Bodenfläche der Federgehäusekammer 27 elastisch in Berührung und andererseits steht die untere Kopfseite der Schraubenfeder 28 mit dem Ausbuchtungsabschnitt 26c des Arms 26 elastisch in Berührung. Eine vorgegebene Federlast W in der Federgehäusekammer 27 wird der Schraubenfeder 28 in der Federgehäusekammer 27 verliehen und die Schraubenfeder 28 wird in eine Richtung vorgespannt, in der sich die Exzentrizität zwischen dem Drehmittelpunkt des Rotors 4 im Nockenring 5 und dem Mittelpunkt der Innenumfangsfläche des Nockenrings 5 erhöht, während die obere Kopfseite der Schraubenfeder 28 mit dem Ausbuchtungsabschnitt 26c des Arm-Hauptkörpers 26a normal in Berührung steht.
Dies bedeutet, dass die Schraubenfeder 28 den Nockenring 5 ständig über den Arm 26 in die Richtung vorspannt, an der der Nockenring 5 zur unteren Richtung, nämlich in die Richtung exzentrisch wird, zu der sich das Volumen jeder Pumpenkammer 19 in einem Zustand vergrößert, bei dem die Federlast W gegeben ist. Die Federlast W ist eine Last, bei der sich der Nockenring 5 nur mit dem in die erste Steuerungsölkammer 16 eingeleiteten Hydraulikdruck zu bewegen beginnt, wenn der Hydraulikdruck einen erforderlichen Hydraulikdruck P1 anzeigt.
Darüber hinaus ist eine ebene Begrenzungsfläche 29, die eine maximale Schwenkposition des Arms 26 im Uhrzeigersinn des Arms 26 begrenzt, wenn die Unterseite des Spitzenbereichs 26b des Arms 26 mit der Begrenzungsfläche 29 in Berührung steht, an einer Position gegenüber der Federgehäusekammer 27 in deren Axialrichtung angeordnet.
Zudem ist eine Ausstoßdruck-Einleitungsöffnung 30 durch die Pumpenabdeckung 2 an einer Position der Pumpenabdeckung 2 hindurchgeführt, die der Verbindungsöffnung 25 des Nockenrings 5, wie in 6 dargestellt, gegenüberliegt, und eine erste Steuerungsöffnung 31 und eine zweite Steuerungsöffnung 32 sind jeweils durch Positionen der Pumpenabdeckung 2 hindurchgeführt, die den ersten bzw. zweiten Steuerungsölkammern 16, 17 gegenüberliegen.
Die Ausstoßdruck-Einleitungsöffnung 30 weist ein Ende auf, das zu einer Außenseitenfläche 2b der Pumpenabdeckung 2 geöffnet ist und mit einem Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 des Steuerventils verbunden ist, was später beschrieben wird.
Die erste Steuerungsöffnung 31 weist ein Ende auf, das zur Außenseitenfläche 2b der Pumpenabdeckung 2 geöffnet ist und mit einem ersten Vorsteuerungsanschluss 46 des Steuerventils 7 verbunden ist, was später über eine erste Ölführungsnut 31a erläutert wird, die sich in Blickrichtung von 6 in Aufwärtsrichtung erstreckt und mit einem ersten Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 des elektromagnetischen Umschaltventils 8 verbunden ist, was später über eine erste Elektromagnetölnut 31b beschrieben wird, die sich in Blickrichtung von 6 in eine linke Aufwärtsrichtung erstreckt.
Das in 1 und 7 dargestellte Steuerventil 7 umfasst: einen ersten Ventilkörper 40 in einer abgedeckten zylindrischen Form, bei der ein Bodenbereich geschlossen ist, wobei der erste Ventilkörper 40 in vertikaler Richtung vorgesehen ist und einstückig an einer Außenfläche eines Seitenabschnitts des Steuergehäuses 6 vorgesehen ist; ein erstes Schieberventil 42, das in einem ersten Ventilloch 41 vertikal verschiebbar ist, das in einem Innenbereich des ersten Ventilkörpers 40 ausgebildet ist; eine erste Ventilfeder 44, die das erste Schieberventil 42 in die untere Richtung vorspannt, wobei die erste Ventilfeder 44 elastisch zwischen einem Kolben 43, der ein oberes Ende der Öffnung des ersten Ventillochs 41 verschließt, und dem ersten Schieberventil 42 elastisch eingeschoben ist.
Der erste Ventilkörper 40 umfasst: einen Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45, der durch den unteren Endabschnitt einer Seitenwand des Steuergehäuses 6 entlang einer horizontalen Richtung hindurchgeführt ist. Der Hydraulikdruck Einleitungsanschluss 25 steht mit der Ausstoßdruck-Einleitungsöffnung 30 und einem Spitzenbereich 41a mit kleinem Durchmesser des ersten Ventillochs 41 in Verbindung. Eine Außenseite des Hydraulikdruck-Einleitungsanschlusses 45 ist mit einer Form mit großem Durchmesser ausgebildet und dessen Innenseite ist mit einer Form mit kleinem Durchmesser ausgebildet, die mit dem oben beschriebenen Spitzenabschnitt 41a mit kleinem Durchmesser aus einer rechtwinkligen Richtung verbunden ist.
Darüber hinaus ist der erste Vorsteuerungsanschluss 46, der eine Verbindung zwischen der ersten Ölführungsnut 31a und dem ersten Ventilloch 41 herstellt, durch die obere Position des Hydraulikdruck-Einleitungsanschlusses 45 hindurchgeführt und ein zweiter Vorsteuerungsanschluss 47, der eine Verbindung zwischen einer zweiten Ölführungsnut 32a und dem ersten Ventilloch 41 herstellt, ist durch die obere Position des ersten Vorsteuerungsanschlusses 46 hindurchgeführt.
Ferner ist ein erster Abflussanschluss 48 mit kleinem Durchmesser durch eine im Wesentlichen mittige Position der Umfangswand des ersten Ventilkörpers 40 in dessen Achsenrichtung hindurchgeführt und ein Entlüftungsloch 49 mit kleinem Durchmesser, das zur Atmosphäre geöffnet ist, ist durch eine obere Position in der Achsenrichtung der Umfangswand hindurchgeführt. Hierbei sei angemerkt, dass das Entlüftungsloch 49 vorgesehen ist, um eine gleichmäßige Gleit- bzw. Verschiebecharakteristik des ersten Schieberventils 42 sicherzustellen, und an einer höheren Position als die ersten und zweiten Steuerungsölkammern 16, 17 angeordnet ist, um ein Einströmen von Luft zu den jeweiligen Steuerungsölkammern 16, 17 zu unterdrücken.
Das erste Schieberventil 42 umfasst einen ersten Ventilkörper 42a und einen zweiten Ventilkörper 42b an oberen und unteren Positionen des ersten Schieberventils 42 mit einer ringförmigen Nut 42c, die im Wesentlichen an einer Mitte der Außenumfangswand in der Achsenrichtung des ersten Schieberventils 42 als Mittelpunkt ausgebildet ist. Diese ersten und zweiten Ventilkörper 42a, 42b dienen zur Veränderung einer Öffnungsfläche des Hydraulikdruck-Einleitungsanschlusses 45. Hierbei sei angemerkt, dass dieses erste Schieberventil 42 den Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 vorspannt, um gemäß der Federkraft der ersten Ventilfeder 44 geschlossen zu sein.
Ferner sei angemerkt, dass der erste Abflussanschluss 48 mit der Ölwanne 60 über einen in 9 dargestellten Abflusskanal 61 verbunden ist.
[Grundfunktionsweise des Steuerventils 7]
Eine Grundfunktionsweise des Steuerventils 7 wird nachfolgend erläutert.
(Erster Zustand)
In einem Fall, bei dem der Hydraulikdruck nicht in den Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 eingeleitet wird, oder in einem Fall, bei dem der Hydraulikdruck geringer als Pk in 12 ist, bewegt sich das erste Schieberventil 42 entsprechend der Federkraft der ersten Ventilfeder 44 maximal in die rechte Richtung (untere Richtung), um das offene Ende des Hydraulikdruck-Einleitungsanschlusses 45 zu schließen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Verbindung des ersten Vorsteuerungsanschlusses 46 gemäß dem Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 und dem ersten Ventilkörper 42a unterbrochen und der erste Vorsteuerungsanschluss 46 ist mit dem ersten Abflussanschluss 48 verbunden und das offene Ende des zweiten Vorsteuerungsanschlusses 47 ist durch den zweiten Ventilkörper 42b geschlossen.
(Zweiter Zustand)
Wenn der Hydraulikdruck in den Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 eingeleitet wird und sich auf Pk in 12 erhöht, bewegt sich das erste Schieberventil 42 um eine vorgegebene Distanz gegen die Federkraft der ersten Ventilfeder 44 in Rückwärtsrichtung, wie dies in 10 dargestellt ist. Dies bewirkt, dass der Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 mit dem ersten Vorsteuerungsanschluss 46 verbunden wird und die Verbindung zwischen dem ersten Vorsteuerungsanschluss 46 und dem ersten Abflussanschluss 48 unterbrochen wird. Darüber hinaus wird ein Schließzustand des zweiten Vorsteuerungsanschlusses 47 durch den zweiten Ventilkörper 42b beibehalten.
Der Hydraulikdruck im Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 zeigt in diesem Zustand Pf in 12 an, was später beschrieben wird. Außerdem sind eine Federlast und eine Federkonstante der ersten Ventilfeder 44, eine Länge des ersten Schieberventils 42 und eine Anordnungsposition jedes Anschlusses 46 bis 48 eingestellt, um einen Übergang auf einen dritten Zustand zu ermöglichen.
(Dritter Zustand)
Wenn sich der in den Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 eingeleitete Hydraulikdruck weiter auf Ps in 12 erhöht, was später beschrieben wird, bewegt sich das erste Schieberventil 42 gegen die Federkraft der ersten Ventilfeder 44 maximal in die Rückwärtsrichtung, wie dies in 11 dargestellt ist. Somit wird der Verbindungszustand zwischen dem Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 und dem ersten Vorsteuerungsanschluss 46 beibehalten und die Verbindung zwischen dem zweiten Vorsteuerungsanschluss 47 und dem ersten Abflussanschluss 48 über eine erste ringförmige Nut 42c hergestellt.
Das in 1 und 8 dargestellte elektromagnetische Umschaltventil 8 umfasst: einen zweiten Ventilkörper 50 in einer abgedeckten zylindrischen Form, bei dem dessen oberer Teil geschlossen ist, wobei der zweite Ventilkörper 50 einstückig in dessen vertikaler Richtung am anderen Seitenabschnitt des Steuergehäuses 6 ausgebildet ist; ein zweites Schieberventil 52, das vertikal verschiebbar in einem zweiten Ventilloch 51 auf einer Innenseite des zweiten Ventilkörpers 50 ausgebildet ist; einen Elektromagnetabschnitt 53 der an einem unteren Endabschnitt des zweiten Ventillochs 51 montiert ist; und eine zweite Ventilfeder 54, die zwischen einer Innenfläche einer oberen Wand 50a des zweiten Ventilkörpers 50 und einer unteren Endfläche des zweiten Schieberventils 52 elastisch eingefügt ist, um das zweite Schieberventil 52 in eine Richtung zum Elektromagnetabschnitt 53 vorzuspannen.
Ein erster Elektromagnetsteuerungsanschluss 55, der ein zweiter Ausstoßanschluss ist, um den Spitzenbereich der ersten Elektromagnetölnut 31b mit dem zweiten Ventilloch 51 zu verbinden, ist, im zweiten Ventilkörper 50) durch einen unteren Endabschnitt einer Seitenwand des Steuergehäuses 6 hindurchgeführt. An einer höheren Position als der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55, ist ein zweiter Elektromagnetsteuerungsanschluss 56, der den Spitzenabschnitt der zweiten Elektromagnetölnut 32b und die zweite Ventilöffnung 51 verbindet, parallel zum ersten Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 hindurchgeführt. Eine Kanalquerschnittsfläche des ersten Elektromagnetsteuerungsanschlusses 55 und des zweiten Elektromagnetsteuerungsanschlusses 56 ist relativ klein festgelegt, um eine feste Blendenöffnung (Blende) zu bilden, so dass dem durch jeden der beiden Anschlüsse 55, 56 strömende Öl ein Strömungswiderstand verliehen wird.
Zudem ist ein zweiter Abflussanschluss 57 mit kleinem Durchmesser durch einen im Wesentlichen obere Position des zweiten Ventilkörpers 50 hindurchgeführt und ein zur Atmosphäre geöffnetes Entlüftungsloch 58 mit kleinem Durchmesser ist an einem im Wesentlichen mittigen Abschnitt einer oberen Wand 50a des zweiten Ventilkörpers 50 hindurchgeführt. Dieses Entlüftungsloch 58 dient dazu, um die Gleitcharakteristik des zweiten Schieberventils 52 sicherzustellen und ist an der Position ausgebildet die höher als die der ersten und zweiten Steuerungsölkammern 16, 17 ist, um das Einströmen von Luft in die jeweiligen Steuerungsölkammern 16, 17 zu unterdrücken. Der zweite Abflussanschluss 57 ist mit der Ölwanne 60 über den Abflusskanal 61 verbunden.
Der erste Ventilkörper 52a und der zweite Ventilkörper 52b sind ausgebildet, um eine Öffnungsfläche jedes Anschlusses 55 bis 57 gemäß einer Verschiebungsposition dieser Ventilkörper auf obere und untere Positionen des zweiten Schieberventils 52 mit der zweiten ringförmigen Nut 52c zu variieren, die an der im Wesentlichen mittigen Position der Außenumfangsfläche in der Achsenrichtung des zweiten Ventilkörpers 50 ausgebildet ist. Dieses zweite Schieberventil 52 spannt eine Schubstange 53a eines Elektromagnetabschnitts 53 gemäß der Federkraft der zweiten Ventilfeder 54 zu einer maximal tieferen Position vor, wobei die Schubstange 53a in die nach unten gerichtete Richtung drückt. Folglich ist der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 mit dem zweiten Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 über die zweite ringförmige Nut 52c verbunden.
Der Elektromagnetabschnitt 53 ist, wie in 1 dargestellt, mit dem zweiten Ventilkörper 50 durch eine Schraube 59 über einen Halter 53b verbunden, der an einem oberen Ende des Außenumfangs montiert ist, und eine elektromagnetische Spule, ein stationärer Eisenkern und ein gleitbeweglicher Eisenkern sind im Innern des Elektromagnetabschnitts 53 untergebracht. Die Schubstange 53a ist mit einem Spitzenabschnitt des oben beschriebenen beweglichen Eisenkerns verbunden. (Grundfunktionsweise des elektromagnetischen Umschaltventils) Wenn folglich ein Steuerstrom von einer nicht dargestellten elektromagnetischen Steuereinheit der elektromagnetische Spule des Elektromagnetabschnitts 53 zugeführt wird, wird der stationäre Eisenkern erregt, so dass, wie in 8 bis 10 dargestellt, die Schubstange 53a das zweite Schieberventil 52 gegen die Federkraft der zweiten Ventilfeder 54 in die maximal obere Position verschiebt. Daher schließt der erste Ventilkörper 52a das Öffnungsende des ersten Elektromagnetsteuerungsanschlusses 55, um die Verbindung mit dem zweiten Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 zu unterbrechen und der zweite Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 und der zweite Abflussanschluss 57 werden über die zweite ringförmige Nut 52c miteinander verbunden.
Wenn die Zufuhr des Steuerstroms zur elektromagnetischen Spule des Elektromagnetsabschnitts 53 unterbrochen wird, wird das zweite Schieberventil 52, wie in 11 dargestellt, in eine maximal rechte Position (eine maximal untere Position) gemäß der Federkraft der zweiten Ventilfeder 54 bewegt. Folglich sind der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 und der zweite Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 über die zweite ringförmige Nut 52c miteinander verbunden.
Danach wird der Ausstoßdruck vom Ausstoßanschluss 12 durch das Steuerventil 7 und das elektromagnetische Umschaltventil 8 umschaltbar in die erste Steuerungsölkammer 16 und die zweite Steuerungsölkammer 17 eingeleitet. In einem Fall, bei dem der Ausstoßdruck nur auf die erste Steuerungsölkammer 16 einwirkt, verringert sich der Druck der auf eine erste Druckaufnahmefläche 20 des Nockenrings 5 in der Richtung einwirkt, zu der sich die Exzentrizität des Nockenrings 5 verringert. Wenn dieser Druck größer als die Federlast W der Schraubenfeder 28 wird, beginnt der Nockenring eine Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn in 2 mit dem Schwenkstift 10 als Mittelpunkt.
In einem Fall, bei dem der Ausstoßdruck auf die zweite Steuerungsölkammer 17 zusätzlich zur ersten Steuerungsölkammer 16 einwirkt, wirkt der Druck auf eine zweite Druckaufnahmefläche 21 des Nockenrings 5 in die Richtung ein, zu der sich die Exzentrizität des Nockenrings vergrößert; da ein Abstand vom Schwenkstift 10 zu jeder der Dichtungsflächen 1a, 1b eine Beziehung R1 > R2 (siehe 2) aufweist und die Fläche der ersten Druckaufnahmefläche 20 größer als die der zweiten Druckaufnahmefläche 21 ist. Wenn der Ausstoßdruck der ersten Steuerungsölkammer 16 da her größer als die Federlast W der Schraubenfeder 28 wird, beginnt der Nockenring 5 die Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn mit dem Schwenkstift 10 als Mittelpunkt. Hierbei wird der Hydraulikdruck größer als in einem Fall, bei dem der Ausstoßdruck nur auf die erste Steuerungsölkammer 16 einwirkt.
Daher können zwei Arten von Arbeitsdruckeigenschaften (ein hoher Arbeitsdruck und ein niedriger Arbeitsdruck) gemäß dem Umschalten zwischen Einleiten oder Nichteinleiten des Ausstoßdrucks in die zweite Steuerungsölkammer 17 erreicht werden.
[Erforderlicher Hydraulikdruck des Motors als Referenz einer Ausstoßdrucksteuerung der Verstellpumpe]
Vor dem Eintritt in eine Erläuterung der Funktionsweise der Verstellpumpe wird zuerst der erforderliche Hydraulikdruck des Verbrennungsmotors, der die Referenz für die Ausstoßdrucksteuerung der Verstellpumpe liefert, basierend auf 12 beschrieben.
In 1 kennzeichnet P1 einen ersten erforderlichen Hydraulikdruck entsprechend dem erforderlichen Hydraulikdruck der Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung, P2 in 12 kennzeichnet einen zweiten erforderlichen Hydraulikdruck in einem Fall, bei dem eine Ölstrom zum kühlen eines Kolbens des Motors verwendet wird, und P3 kennzeichnet einen dritten erforderlichen Hydraulikdruck, der zur Schmierung eines Kurbelzapfens der Motorkurbelwelle erforderlich ist, wenn die Mutterdrehzahl hoch ist. Eine strichpunktierte Linie E in 12, die diese drei Punkte P1 bis P3 verbindet, repräsentiert einen idealen erforderlichen Hydraulikdruck (Ausstoßdruck) P gemäß der Motordrehzahl des Verbrennungsmotors.
Hierbei sei angemerkt, dass eine durchgezogene Linie in 12 eine Hydraulikdruckkennlinie gemäß der Verstellpumpe im ersten Ausführungsbeispiel kennzeichnet und eine gestrichelte Linie in 12 die Hydraulikdruckkennlinie eines Vergleichsbeispiels der Verstellpumpe kennzeichnet, die im HINTERGRUND DER ERFINDUNG beschrieben wurde. Hierbei sei ferner angemerkt, dass Pf den Arbeits-Hydraulikdruck in einem niedrigen Arbeitsdruckzustand, beispielsweise zum Zeitpunkt des Motorstarts kennzeichnet, Ps in 12 den Arbeitsdruck im hohen Arbeitsdruckzustand im hohen Motor-Drehzahlbereich kennzeichnet und Pt in 12 einen Eingang- bzw. Anfangsdruck kennzeichnet, wenn auf die hohe Arbeitsdruckseite umgeschaltet wird, wenn eine vorgegebene Motordrehzahl eine vorgegebene Motor-Öltemperatur und eine vorgegebene Motorlast eintritt.
Im Vergleichsbeispiel der Verstellpumpe hat die Exzentrizität des Nockenrings auch nach dem Hydraulikdruck den Hydraulikdruck Pf erreicht, um die Anstiege der Ausstoßmenge und des Ausstoßdrucks zusammen mit dem Anstieg der Motordrehzahl (Pumpendrehzahl) zu unterdrücken. Jedoch ist der Ausstoßdruck aufgrund eines Einflusses der Federkonstante der Schraubenfeder, die die auf den Nockenring einwirkt, rapide angestiegen. Dieser Zustand ist der gleiche nachdem auf den hohen Arbeitsdruck umgeschaltet wurde und der Hydraulikdruck Ps erreicht hat.
Demgegenüber wird im Fall der Verstellpumpe im ersten Ausführungsbeispiel die Federlast der ersten Ventilfeder 44 des Steuerventils 7 gemäß der Beziehung zwischen der Bewegung des ersten Schieberventils 42 und dem Pumpenausstoßdruck vom Ausstoßanschluss 12 festgelegt, wie dies oben beschrieben wurde. Die Federlast W der Schraubenfeder 28 und die Größe des Volumens von jeder der ersten und zweiten Steuerungsölkammern 16, 17 werden so festgelegt, dass der Arbeitsdruck in einem Zustand, bei dem der Ausstoßdruck nicht auf die zweite Steuerungsölkammer 17 einwirkt, kleiner als Pk, aber ein Arbeitsdruck Pu (nicht dargestellt) in einem Zustand ist, bei dem der Ausstoßdruck auf die zweite Steuerungsölkammer 17 einwirkt. Eine spezifische Funktionsweise und Wirkung wird nachfolgend beschrieben.
[Spezifische Funktionsweise der Verstellpumpe im ersten Ausführungsbeispiel]
In einem Intervall (a) in 12, das das Intervall vom Start des Motors bis zum niedrigen (Motor-)Drehzahlbereich entspricht, ist der Ausstoßdruck P (der Hydraulikdruck im Motor) kleiner als Pk. Daher wird das erste Schieberventil 42 des Steuerventils 7, wie in 9 dargestellt, gegen einen Stufenabschnitt 41b des ersten Ventillochs 41 in der maximal rechten Position in 9 gemäß der Federkraft der ersten Ventilfeder 44 gedrückt. Dies bewirkt, dass der erste Ventilkörper 42a den Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 schließt und der erste Vorsteuerungsanschluss 46 und der erste Abflussanschluss 28 über die erste ringförmige Nut 42c verbunden sind
Andererseits empfängt das elektromagnetische Umschaltventil 8 den Steuerstrom vom elektronischen Steuergerät an dessen elektromagnetischer Spule, so dass sich das zweite Schieberventil 52 zur maximal linken Richtung gegen die Federkraft der zweiten Ventilfeder 54 bewegt. Dies bewirkt, dass der erste Ventilkörper 52a den ersten Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 schließt und der zweite Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 und der zweite Abflussanschluss 57 miteinander über die zweite ringförmige Nut 52c verbunden sind.
Folglich ist die erste Steuerungsölkammer 16 mit dem Abflusskanal 51 über das Steuerventil 7 verbunden. Somit wird kein Hydraulikdruck in das Innere der ersten Steuerungsölkammer 16 eingeleitet. Da die zweite Steuerungsölkammer 17 mit dem zweiten Abflussanschluss 57 über das elektromagnetische Umschaltventil 8 verbunden ist, wird andererseits kein Hydraulikdruck ins Innere der zweiten Steuerungsölkammer 17 zugeführt.
Dadurch wird der Nockenring 5 in einem maximal exzentrischen Zustand gehalten, bei dem der Spitzenabschnitt 26b des Arms 26 mit der Begrenzungsfläche 29 gemäß der Vorspannkraft aufgrund der Federlast W der Schraubenfeder 28 in Berührung steht. Folglich wird die Ausstoßmenge der Pumpe maximal und der Ausstoßdruck P erhöht sich im Wesentlichen proportional zusammen mit dem Anstieg der Motordrehzahl.
Wenn die Mutterdrehzahl sich danach weiter erhöht und der Ausstoßdruck P, wie in 10 dargestellt, Pk erreicht, wird der Hydraulikdruck des Steuerventils 7 am Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 hoch. Folglich bewegt sich das erste Schieberventil 42 in Blickrichtung von 10 gesehen um eine vorgegebene Länge nach links, so dass die Verbindung zwischen dem ersten Vorsteuerungsanschluss 47 und dem ersten Abflussanschluss 48 unterbrochen wird. Darüber hinaus stehen der Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 und der erste Vorsteuerungsanschluss 26 miteinander in Verbindung. Da her wird der Ausstoßdruck P in die erste Steuerungsölkammer 16 eingeleitet. Darüber hinaus ist der zweite Vorsteuerungsanschluss 47 durch den zweiten Ventilkörper 42b kontinuierlich geschlossen.
Hierbei wird die Zuführung des Steuerstroms zum elektromagnetischen Umschaltventil 8 fortgesetzt, so dass der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 des zweiten Schieberventil 52 geschlossen ist und die Verbindung zwischen dem zweiten Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 und dem zweiten Abflussanschluss 57 beibehalten wird. Zum vorliegenden Zeitpunkt wird Öl immer noch in die zweite Steuerungsölkammer 17 eingeleitet.
Wie oben beschrieben, wird die Verbindung zwischen dem Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 und dem ersten Vorsteuerungsanschluss 56 hergestellt. Wenn jedoch der niedrige Ausstoßdruck zu diesem Zeitpunkt Pk anzeigt, ist die Öffnungsfläche des ersten Vorsteuer-Schieberventils 42'a klein und das Öl wird in die erste Steuerungsölkammer 16 mit einem Druck verminderten Zustand eingeleitet. Die Federlast W der Schraubenfeder 28 Bit ist so eingestellt, dass sich der Nockenring 5 bei einem kleineren Hydraulikdruck als dem Hydraulikdruck Pk schwenkt, wie dies oben beschrieben ist. Somit wird der Druck des Steuerventils 7 reguliert, so dass der Hydraulikdruck der ersten Steuerungsölkammer 16 nicht auf Pk ansteigt.
Die Druckregulierung der ersten Steuerungsölkammer 16 wird durch die Veränderung der Öffnungsfläche im Anfangsstadium ausgeführt, bei dem der erste Vorsteuerungsanschluss 46 des Steuerventils 7 sich zu öffnen beginnt. Daher übt die Federkonstante der Schraubenfeder 28 keinen Einfluss aus.
Da wie oben beschrieben, die Druckregulierung der ersten Steuerungsölkammer 16 in einem kurzen Hubbereich des ersten Schieberventils 42 des Steuerventils 7 ausgeführt wird, wird ein unnötiger Anstieg des Ausstoßdrucks P basierend auf dem Anstieg der Motordrehzahl ohne einen Einfluss der Federkonstante der ersten Ventilfeder 44 (Intervall (b) in 12) unterdrückt.
Falls Luft mit dem Öl vermischt ist, geht zudem, wie oben beschrieben, ein Hydraulikdruck-Gleichgewicht zwischen Innenseite und Außenseite des Nockenrings verloren und die Änderung des Hydraulikdrucks aufgrund einer Bewegungsänderung des Nockenrings kann unterdrückt werden.
Der Ausstoßdruck P im Intervall (b) von 12 hat sich auf der Basis des Anstiegs der Motordrehzahl wie im Fall der Verstellpumpe im Vergleichsbeispiel nicht proportional vergrößert, das durch die gestrichelte Linie in 12 gekennzeichnet ist, sondern liefert eine im Wesentlichen ebene Kennlinie, so dass der Ausstoß-Hydraulikdruck sich dem idealen erforderlichen Hydraulikdruck (strichpunktierte Linie in 12) so nah wie möglich annähern kann. Daher ist es bei der Verstellpumpe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im Vergleich zur Kennlinie der Verstellpumpe im Vergleichsbeispiel (gestrichelte Linie in 12), bei der der Anstieg des Ausstoßdrucks P durch die Federkonstante der Schraubenfeder 28 zusammen mit dem Anstieg der Motordrehzahl erzwungen wird, möglich, einen Leistungsverlust (einen schraffierten Bereich E1 in 12) zu verringern, der durch den Anstieg eines unnötigen Anstiegs des Ausstoßdrucks P erzeugt wird.
Falls sich die Motordrehzahl weiter erhöht, und es erforderlich wird, dass der Ausstoßdruck P gleichgroß oder größer als P2 wird, der der erforderliche Hydraulikdruck des oben beschriebenen Ölstroms ist, wird die Zufuhr des Steuerstroms zum elektromagnetischen Umschaltventil 8 unterbrochen. Hierbei bewegt sich das zweite Schieberventil 52 gemäß der Federkraft der zweiten Ventilfeder 54, wie in 11 dargestellt, zur maximal rechten Richtung, so dass der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 und der zweite Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 miteinander verbunden sind und der zweite Abflussanschluss 57 geschlossen ist. Somit wird der Ausstoßdruck in die zweite Steuerungsölkammer 17 eingeleitet. Folglich schwenkt sich der Nockenring 5 in die Richtung, zu der sich die Exzentrizität vergrößert, um den Ausstoßdruck zu erhöhen und die Ausstoßmenge zu erhöhen.
Andererseits bewegt sich das erste Schieberventil 42 des Steuerventils 7 etwas weiter nach links als die in 10 dargestellte Position, so dass der Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 und der erste Vorsteuerungsanschluss 46 mit hinreichenden Öffnungsflächen miteinander verbunden sind. Daher zeigen sowohl die erste Steuerungsölkammer 16 als auch die zweite Steuerungsölkammer 17 im Wesentlichen gleichgroße Ausstoßdrücke. Folglich befinden sich beide Ölkammern 16 und 17 in den hohen Arbeitsdruckzuständen.
Der Hydraulikdruck Ps, der den Verbindungszustand zwischen dem zweiten Vorsteuerungsanschluss 47 und dem ersten Abflussanschluss 48 durch das Steuerventil 7 bereitstellt, niedriger als der hohe Arbeitsdruck Pu eingestellt, bei dem der Hydraulikdruck der ersten Steuerungsölkammer 16 und der zweite Steuerungsölkammer 17 zugeführt wird und die Schwenkbewegung des Nockenrings 5 gegen die Federlast W der Schraubenfeder 18 gestartet wird. Da her erreicht der Ausstoßdruck nicht den hohen Arbeitsdruck Pu und zu dem Zeitpunkt, an dem der Ausstoßdruck den Hydraulikdruck PS erreicht, startet die zweite Steuerungsölkammer 17 die Verbindung mit dem ersten Abflussanschluss 18 (Abflusskanal 61).
Während einem Öldurchfluss vom elektromagnetischen Umschaltventil 8 zur zweiten Steuerungsölkammer 17, d. h. einer Strömung des Öls durch die ersten und zweiten Elektromagnetsteuerungsanschlüsse 55, 56, wird ein Strömungswiderstand erzeugt, um einen Druckverlust zu verursachen. Folglich wird das Öl aus dem Steuerventil 7 abgelassen, so dass der Hydraulikdruck der zweiten Steuerungsölkammer 17 auf niedriger als den Ausstoßdruck reguliert wird.
Das heißt, dass, wie in 11 dargestellt, ein Teil des Öls, das vom Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 des Steuerventils 7 zum ersten Vorsteuerungsanschluss 46 geflossen ist, der ersten Steuerungsölkammer 16 zugeführt wird, aber der andere Teil des Öls vom ersten Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 zum zweiten Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 strömen muss. Bei dieser Strömung des Öls ist der Strömungswiderstand gegeben.
Das durch den zweiten Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 geflossene Öl wird zudem in die zweite Steuerungsölkammer 17 und zur Seite des Steuerventils 7 abgezweigt. Das zur Seite des Steuerventils 7 abgezweigte Öl muss vom zweiten Vorsteuerungsanschluss 47 in die erste ringförmige Nut 42c strömen und wird vom ersten Abflussanschluss 47 zum Abflusskanal 61 ausgestoßen. Wenn das Öl vom zweiten Vorsteuerungsanschluss 47 zur ersten ringförmige Nut 42c strömen muss, wird die Öffnungsfläche an einer Kopfseite des zweiten Ventilkörpers 42b des ersten Schieberventils 42 gedrosselt, so dass eine Abflussmenge reguliert wird. Dadurch wird der Hydraulikdruck der zweiten Steuerungsölkammer 17 auf niedriger als den Ausstoßdruck reguliert.
Die Druckregulierung der zweiten Steuerungsölkammer 17 wird gemäß der Veränderung der Öffnungsfläche am Anfangszustand ausgeführt, bei dem die Öffnung des zweiten Vorsteuerungsanschlusses 47 des Steuerventils 7 mittels des zweiten Ventilkörpers 42b gestartet wird. Da her ist kein Einfluss der Federkonstante der Schraubenfeder 28 gegeben. Wie oben beschrieben, wird die Druckregulierung in einem kurzen Hubbereich des ersten Schieberventils 42 des Steuerventils 7 ausgeführt. Demzufolge kann ohne einen Einfluss der Federkonstante der ersten Ventilfeder 44 ein unnötiger Anstieg des Ausstoßdrucks P auf der Basis des Anstiegs der Motordrehzahl unterdrückt werden (ein Intervall (c) in 12). Ein durch einen unnötigen Anstieg des Ausstoßdrucks P (schraffierter Bereich E2 in 12) erzeugter Leistungsverlust kann auf ein Minimum unterdrückt werden.
Das elektromagnetische Umschaltventil 8 führt darüber hinaus der Hydraulikdruck dem verbundenen zweiten Steuerungsölkammer 17 zu, um eine hohe Hydraulikdruck-Kennlinienseite zum Zeitpunkt ohne Zufuhr des Steuerstroms bereitzustellen. Wenn eine Anormalität, wie z. B. eine unterbrochene Leitung eintritt, kann der Ausstoßdruck im Pumpenrotationsbereich, gleichhoch oder höhere als eine mittlere Drehzahl ist, die in 12 dargestellten P2, P3 sicherstellen, um eine ausfallsichere Funktion aufzuweisen.
Wie zuvor im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, kann ein unnötiger Anstieg des den ersten und zweiten Steuerungsölkammern 16,17 zugeführten Hydraulikdrucks gemäß einer zusammen wirkenden Steuerung des Steuerventils 7 und des elektromagnetischen Umschaltventils 8 unterdrückt werden. Somit kann eine Reduzierung eines Kraftstoffverbrauchs in einem normal genutzten Drehzahlbereich des Motors und einer Verbesserung der Ausgangsleistung des Motors bei der hohen Drehzahl erreicht werden.
Im ersten Ausführungsbeispiel sind das Steuerventil 7 und das elektromagnetische Umschaltventil 8 darüber hinaus einstückig auf einer Rückseite der Pumpenabdeckung 2 über das Steuergehäuse 6 montiert. Demzufolge kann eine geringe Größe der gesamten Pumpe erreicht werden.
Außerdem ist jede Ölführungsnut 31a, 31b und jede Elektromagnetölnut 32a, 32b auf der Außenoberfläche der Pumpenabdeckung 2 angeordnet. Im Vergleich mit einem Fall, bei dem diese Nuten separat und unabhängig in einer Leitungsstruktur sind, wird eine Fertigung erleichtert, wird ein Zusammenbau erleichtert und kann ein Anstieg von Fertigungskosten unterdrückt werden.
Obwohl im ersten Ausführungsbeispiel das Steuergehäuse 6 und die Pumpenabdeckung 2 getrennt ausgebildet sind, um die Ölnuten 31a bis 32b auf der Außenoberfläche der Pumpenabdeckung 2 zu bilden, ist es möglich, einen diesen Ölnuten entsprechenden Durchgang durch ein Loch auszubilden, das durch das Steuergehäuse 5 und die Pumpenabdeckung 2 gebohrt ist, die miteinander verbunden sind.
Darüber hinaus ist es möglich, einen Ölfilter auf einer stromabwärtsseitigen Seite der Hydraulikdruck-Einleitung Öffnung 45 zu installieren, um ein Eindringen einer Verunreinigung in das Steuerventil 7 und das elektromagnetische Umschaltventil 8 zu unterdrücken.
(Zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel)
13 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Basisaufbau des Pumpen-Hauptkörpers der Verstellpumpe ist in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen der gleiche wie der Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels. In Blickrichtung von 13 ist die Verstellpumpe in einer umgekehrten Anordnung eingerichtet. Darüber hinaus ist das Steuerventil 7 an der Seite der Pumpenabdeckung 2 einstückig montiert, aber das elektromagnetische Umschaltventil 8 ist einstückig am Pumpengehäuse 1 montiert. Die gleichen Bezugszeichen im zweiten Ausführungsbeispiel wie die im ersten Ausführungsbeispiel kennzeichnen gleiche Elemente im zweiten Ausführungsbeispiel.
Das in 13 dargestellte Steuerventil 7 umfasst hauptsächlich: den zylindrischen ersten Ventilkörper 40; das erste Schieberventil 42, das verschiebbar im ersten Ventilloch 41 montiert ist; und die erste Ventilfeder 44, die zwischen dem Kolben 43 und dem ersten Schieberventil 42 elastisch eingefügt ist.
Das erste Schieberventil 42 umfasst: den ersten Ventilkörper 42a, der an der vorderen Stirnseite des ersten Schieberventils 42 montiert ist, um die Öffnungsfläche des Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 zu verändern; den zweiten Ventilkörper 42c, der im Wesentlichen an der Mittelseite des ersten Schieberventils 42 montiert ist, um die Öffnungsfläche des zweiten Vorsteuerungsanschlusses 47 zu verändern; einen Stegabschnitt 42d, der auf der hinteren Stirnseite des ersten Schieberventils 42 montiert ist. Außerdem ist eine Durchgangsöffnung 42e auf einer Inneren Achsenrichtung einer Ventilachse des ersten Schieberventils 42 ausgebildet. Ein Ende der Durchgangsöffnung 42e, die dem ersten Ventilkörper 42a gegenüberliegt, ist geschlossen und das andere Ende der Durchgangsöffnung 42e, das dem ersten Abflussanschluss 48 gegenüberliegt, ist geöffnet. Darüber hinaus ist ein Verbindungsloch 42f, das mit der Durchgangsöffnung 42e verbunden ist, entlang der Radialrichtung des ersten Schieberventils 42 hindurchgeführt. Das Verbindungsloch 42f ist zwischen den ersten Ventilkörper 42a und den zweiten Ventilkörper 42b in der Ventil-Achsenrichtung eingefügt.
Die obere Endöffnung des ersten Ventilkörpers 40 bildet den Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45. Der erste Vorsteuerungsanschluss 46 und der zweite Vorsteuerungsanschluss 47 sind durch obere und untere Positionen am oberen Teil der Umfangswand des ersten Ventilkörpers 40 hindurchgeführt. Darüber hinaus ist der erste Abflussanschluss 48 an der unteren Seite der Umfangswand des ersten Ventilkörpers 40 hindurchgeführt. Dieser Abflussanschluss 48 dient auch als Entlüftungsloch. Somit kann ein Anschluss entfallen.
Der Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 ist mit der Öl-Hauptleitung über einen nicht dargestellten Filter verbunden und der erste Vorsteuerungsanschluss 46 ist mit der ersten Steuerungsölkammer 16 über eine erste Ölnut 62 verbunden, die auf einer Vorderseite des Pumpengehäuses 1 ausgebildet ist, auf dem die Pumpenabdeckung 2 anliegt. Darüber hinaus ist der zweite Vorsteuerungsanschluss 47 mit der zweiten Steuerungsölkammer 17 über eine zweite Ölnut 63 verbunden, die auf der Vorderseite des Pumpengehäuses 1 ausgebildet ist.
Das in 14A und 14B dargestellte Umschaltventil 8 umfasst: den zweiten Ventilkörper 50, der in ein Ventilgehäuseloch 1'a eingefügt ist, das auf der vorgegebenen Position des Pumpengehäuses 1 ausgebildet ist und eine Arbeitsöffnung 51' auf einer Innenachsenrichtung des zweiten Ventilkörpers 50 aufweist; einen Ventilsitz 64, der in den Spitzenabschnitt der Arbeitsöffnung 51' gewaltsam eingefügt ist und an dessen Mittelpunkt der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 ausgebildet ist; ein metallisches Kugelventil 65, das das Öffnungsende des ersten Elektromagnetsteuerungsanschlusses 55 öffnet und schließt; und den Elektromagnetabschnitt 53, der an einem Endabschnitt des Ventilkörpers 50 montiert ist.
Der zweite Ventilkörper 50 umfasst den zweiten Elektromagnetsteuerungsanschluss 56, der mit der Arbeitsöffnung 51 verbunden ist und durch die Umfangswand des zweiten Ventilkörpers 50 in radialer Richtung des zweiten Ventilkörpers 50 am oberen Endabschnitt der Umfangswand hindurchgeführt ist; und den zweiten Abflussanschluss 57, der durch die radialer Richtung hindurchgeführt ist und mit der Arbeitsöffnung 51 verbunden ist.
Der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 ist mit der ersten Steuerungsölkammer 16 über die erste Ölnut 62 verbunden, die auf dem Pumpengehäuse 1 ausgebildet ist, und der zweite Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 ist mit der zweiten Steuerungsölkammer 17 über die zweite Ölnut 63 verbunden.
Der Basisaufbau des Elektromagnetabschnitts 53 ist der gleiche wie im ersten Ausführungsbeispiel. Im Innern des Gehäuses der elektromagnetischen Spule sind der stationärer Eisenkern, der bewegliche Eisenkern, usw. untergebracht. Die Schubstange 53a ist am Spitzenabschnitt des beweglichen Eisenkerns angeordnet. Darüber hinaus befindet eine zweite Ventilfeder 54, die die Schubstange 53a in die Rückwärtsdrehrichtung (nämlich eine Rückzugsrichtung, die vom Kugelventil 65 weit entfernt ist) vorspannt. Wenn dann der Steuerstrom vom elektronischen Steuergerät, wie in 14B dargestellt, der elektromagnetischen Spule zugeführt wird, bewegt sich die Schubstange 53a in die Vorwärtsrichtung, so dass der Spitzenabschnitt der Schubstange 53a das Kugelventil 65 unter Druck andrückt, damit sich das Kugelventil auf einen Ventilsitz 64 setzt, so dass der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 geschlossen ist. Dann sind sowohl der zweite Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 als auch der zweite Abflussanschluss 57 über die Arbeitsöffnung 51 verbunden.
Wenn hingegen die Zuführung des Arbeitsstroms zur elektromagnetischen Spule, wie in 14A dargestellt, unterbrochen ist, bewegt sich die Schubstange 53a in die zurückgezogene (Rückwärts-)Richtung und der Andruck (das Schließen) des Kugelventils 65 wird aufgehoben und der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 wird geöffnet, so dass sowohl der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 als auch der zweite Elektromagnetsteuerungsanschluss 66 in der Arbeitsöffnung verbunden sind und die Verbindung zwischen dem zweiten Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 und dem zweiten Abflussanschluss 57 somit unterbrochen ist.
Hierbei sei angemerkt, dass die anderen Strukturen, die Festlegungen der Federlasten und der Arbeitsdruck der Schraubenfeder 28 und der ersten und zweiten Ventilfedern 44, 54 die gleichen wie die sind, die im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden.
[Funktionsweise der Verstellpumpe im zweiten Ausführungsbeispiel]
Während des Motorstarts wenn sich die Drehzahl im unteren Drehzahlbereich (einem Intervall (a) in 12 befindet, ist der Pumpen Ausstoßdruck gering. Wie in 15 dargestellt, liegt der hydraulische Arbeitsdruck somit am Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 des Steuerventils 7 an, aber das erste Schieberventil 42 kann sich nicht in die Rückwärtsdrehrichtung (die untere Richtung in Blickrichtung von 15A) gegen die Federkraft der ersten Ventilfeder 44 bewegen. Daher ist der Hydraulikdruck-Einleitungsabschnitt 45 nicht mit anderen Anschlüssen verbunden und das Öl muss in den ersten Vorteuerungsanschluss 46 strömen. Andererseits befindet sich das elektromagnetische Umschaltventil 8 in dem Zustand, bei dem der Steuerstrom der elektromagnetischen Spule zugeführt wird. Wie in 14B dargestellt, drückt die Schubstange 53a das Kugelventil 65 unter Druck an, so dass der zweite Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 mit dem zweiten Abflussanschluss 47 verbunden ist und der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 geschlossen ist. Folglich wird der Hydraulikdruck weder der erste noch der zweiten Steuerungsölkammer 16, 17 zugeführt. Der Nockenring wird auf einer Maximalposition gehalten, an der die Exzentrizität gemäß der Federkraft der Schraubenfeder 28 maximal wird. Folglich kennzeichnet der Pumpenausstoßdruck die durchgezogene Kennlinie im Intervall (a) von 12.
Wenn die Motordrehzahl ansteigt und der Ausstoßdruck den vorgegebenen Ausstoßdruck erreicht hat, wird die Phase zum Intervall (b) in 12. Das erste Schieberventil 42 des Steuerventils 7 bewegt sich geringfügig in die Rückzugsrichtung (Rückwärtsrichtung) gegen die Federkraft der ersten Ventilfeder 44, um den Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 zu öffnen und die Öffnungsfläche des ersten Vorsteuerungsanschlusses 46 wird etwas größer gemacht, so dass beide Anschlüsse 45, 46 miteinander verbunden werden. Hierbei sei angemerkt, dass die Öffnungsfläche des zweiten Vorsteuerungsanschlusses 46 in diesem Zustand klein ist, der Druckverlust sich entwickelt, wenn das Öl durch den zweiten Vorsteuerungsanschluss 46 strömen muss und der regulierte Hydraulikdruck der ersten Steuerungsölkammer 16 zugeführt wird.
Da sich der Hydraulikdruck in der ersten Steuerungsölkammer 16 erhöht, schwenkt sich der Nockenring 5 dadurch in die Richtung, zu der sich die Exzentrizität des Nockenrings 5 gegen die Federkraft der Schraubenfeder 28 verringert, wie dies in 15B dargestellt ist, so dass sich die Pumpenausstoßmenge verringert und der Ausstoßdruck geringfügig reduziert wird. Demzufolge weist der Pumpenausstoßdruck die Kennlinie auf, die durch die durchgezogene Linie im Intervall (b) von 12 gekennzeichnet ist.
Wenn sich die Motordrehzahl weiter erhöht und der Pumpenausstoßdruck weiter ansteigt, kennzeichnet die Phase das Intervall (c) in 12. Hierbei unterbricht das elektromagnetische Umschaltventil 8 die Zufuhr von Steuerstrom zur elektromagnetischen Spule. Danach bewegt sich, wie in 14A dargestellt, die Schubstange 53a in die Rückzugsrichtung (Rückwärtsrichtung) gemäß der Federkraft der zweiten Ventilfeder, so dass das Kugelventils 65 zum Verbinden des ersten Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 mit dem zweiten Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 dient, und der zweite Abflussanschluss 57 geschlossen wird. Damit wird das Öl der zweiten Steuerungsölkammer 17 zugeführt, um den Hydraulikdruck zu erhöhen und der Nockenring 5 in die Richtung geschwenkt, zu der die Exzentrizität sich gemäß der Federkraft der Schraubenfeder 28 und dem Hydraulikdruck in der zweiten Steuerungsölkammer 17 erhöht. Da her erhöht sich die Pumpenausstoßmenge, um den Ausstoßdruck zu erhöhen.
Andererseits bewegt sich, wie in 15C dargestellt, das erste Schieberventil 42 im Steuerventil 7 weiter in die nach unten gerichtete Richtung (die Rückzugsrichtung) gemäß dem Hydraulikdruck, der in den Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 zusammen mit dem Anstieg des Ausstoßdrucks eingeleitet wird, so dass sich die Öffnungsfläche des zweiten Vorsteuerungsanschlusses 46 maximal vergrößert und der zweite Vorsteuerungsanschluss 46 mit dem Verbindungsloch 42f verbunden ist. Somit sind der zweite Vorsteuerungsanschluss 47 und der erste Abflussanschluss 48 miteinander über die Durchgangsöffnung 42f verbunden. Das Öl in der zweiten Steuerungsölkammer 17 wird über jeweiligen Anschlüsse 47, 42f, 42e, 48 abgeleitet. Dieser Hydraulikdruck der zweiten Steuerungsölkammer 17 bestimmt sich gemäß dem Strömungswiderstand aufgrund des Blendeneffekts jedes Anschlusses 55, 56 und der Abflussmenge. Die Abflussmenge kann gemäß der Öffnungsfläche des zweiten Vorsteuerungsanschlusses 47 des Steuerventils 7 reguliert werden. Dieser Vorgang kann einen übermäßigen Anstieg des Pumpenausstoßdrucks unterdrücken und die Kennlinie, durch die durchgezogene Linie im Intervall (c) von 8 gekennzeichnet ist, kann erreicht werden.
Somit kann auf die gleiche Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel der unnötige Hydraulikdruckausstoß der den Bereich E2 in 12 kennzeichnenden gestrichelten Linie unterdrückt werden und demzufolge der Leistungsverlust unterdrückt werden.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist das elektromagnetische Umschaltventil 8 zudem im Pumpengehäuse 1 montiert und das Steuerventil 7 ist mit dem Pumpengehäuse 2 einstückig angeordnet. Somit unnötig, die Durchgangsminuten auf der Pumpenabdeckung wie im Fall des ersten Ausführungsbeispiels auszubilden. Somit ist das Steuergehäuse nicht erforderlich und eine zweifache Struktur der Pumpenabdeckung nicht erforderlich.
Ferner ist das Ventil des elektromagnetischen Umschaltventils 8 das Kugelventil 65 anstatt das Schieberventil, zudem kann die Öffnungsfläche des zweiten Elektromagnetsteuerungsanschlusses 56 selbst in einem Fall reduziert werden, bei dem der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 und der zweite Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 miteinander verbunden sind, und der Blendeneffekt kann das Druckreduzierungsniveau mit dem gemäß der Öldurchsatzmenge reduzierten Druck regulieren.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
16, 17 und 18, zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Verstellpumpe. Zusätzlich zum im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Steuerventil 7 und elektromagnetischen Umschaltventil 8 ist ein zweites Steuerventil 70 eingebaut, das einen zweiten Steuerungsmechanismus darstellt.
Zuerst wird eine Modifikation. Am Aufbau des ersten Steuerventils 7 nachfolgend beschrieben. Das erste Steuerventil 7 braucht den zweiten Vorsteuerungsanschluss 47 nicht mehr und die Federlast der ersten Ventilfeder 44 ist einem relativ niedrigen vorgegebenen Hydraulikdruck entsprechend eingestellt, der am ersten Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 46 anlegt, unter dem die erste Ventilfeder 44 zusammenpressend verformt wird, um das erste Schieberventil 42 in die Rückwärtsrichtung zu bewegen.
Das zweite Steuerventil 70 weist im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das erste Steuerventil 7 auf. Das zweite Steuerventil 70 umfasst: einen dritten Ventilkörper 71 in der abgedeckten zylindrischen Form mit dem geschlossenen Bodenabschnitt und ist in der vertikalen Richtung parallel zum ersten Steuerventil 7 an dem einen Seitenabschnitt der Außenoberfläche des oben beschriebenen Steuergehäuses (nicht dargestellt) montiert; ein drittes Schieberventil 73, das in der Seitenrichtung (in Blickrichtung von 16) in einem dritten Ventilloch 72 verschiebbar beweglich ist, das an der Innenseite des dritten Ventilkörpers 71 ausgebildet ist; einen Kolben 74, der eine Öffnung eines linken Endes eines dritten Ventillochs 73 (in Blickrichtung von 16) verschließt; und eine dritte Ventilfeder 75, die zwischen dem Kolben 74 und dem Dritten Schieberventil 73 elastisch eingefügt ist, um das dritte Schieberventil 73 nach rechts in 16 vorzuspannen.
Ein zweiter Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 76 ist durch den unteren Endabschnitt der seitlichen Umfangswand des Steuergehäuses hindurchgeführt, um die Ausstoßdruck-Einleitungsöffnung und einen Spitzenabschnitt 72a mit kleinem Durchmesser des dritten Ventillochs 72 zu verbinden. Die Außenseite des zweiten Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 76 ist in einer Form mit großem Durchmesser ausgebildet und dessen Innenseite ist in einer Form mit kleinem Durchmesser ausgebildet, die mit dem Spitzenabschnitt 72a mit kleinem Durchmesser aus einer rechtwinkligen Richtung verbunden ist.
Ein dritter Vorsteuerungsanschluss 77 ist durch den Seitenabschnitts der Umfangswand des Dritten Ventilkörpers 71 hindurchgeführt, um die zweite Ölführungsnut 32a mit dem dritten Ventilloch 72 zu verbinden. Ein Abflussanschluss 78 mit kleinem Durchmesser ist im Wesentlichen durch die Mittenposition der Umfangswand des dritten Ventilkörpers 71 in dessen Achsenrichtung hindurchgeführt und ein Entlüftungsloch 79 mit kleinem Durchmesser ist durch eine in Blickrichtung von 16 gesehene linke Position der Umfangswand in dessen Achsenrichtung hindurchgeführt, um zur Außenseite offen zu sein. Hierbei ist zu beachten, dass dieses Entlüftungsloch 79 vorgesehen ist, um die gleichmäßige Gleit- bzw. Verschiebecharakteristik des dritten Schieberventils 73 sicherzustellen und an der Position der Umfangswand ausgebildet ist, die höher als die der ersten und zweiten Steuerungsölkammern 16, 17 ist, so dass das Einströmen der Luft zu den jeweiligen Steuerungsölkammern 16, 17 unterdrückt wird.
Der erste Ventilkörper 73a und der zweite Ventilkörper 73b sind an den linken und rechten Positionen des dritten Schieberventilkörpers 73 mit einer dritten ringförmigen Nut 73c ausgebildet, die im Wesentlichen in der Mitte der Außenumfangsfläche des dritten Schieberventils 73 als Mittelpunkt ausgebildet ist. Der erste Ventilkörper 73a und der zweite Ventilkörper 73b dienen dazu, um die Verbindung zwischen dem dritten Vorsteuerungsanschluss 77 und dem dritten Abflussanschluss 78 über die dritte ringförmige Nut 73c zu verbinden oder zu unterbrechen, wobei die Öffnungsflächen zwischen dem dritten Vorsteuerungsanschluss 77 und der dritten ringförmigen Nut 73c und zwischen dem Abflussanschluss 73c und der dritten ringförmigen Nut 73c gemäß der Verschiebebewegungsposition verändert werden. Ferner ist dieses dritte Schieberventil 73 gemäß der Federkraft der dritten Ventilfeder 75 in die Richtung vorgespannt, zu der sich der zweite Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 76 schließt.
Die dritte Ventilfeder 75 ist mit einer größeren Federkraft als die Federkraft der ersten Ventilfeder 44 eingestellt. Wenn der dem zweiten Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 76 zugeführte Ausstoßdruckhydraulikdruck ein vorgegebener hoher Hydraulikdruck ist, bewegt sich das dritte Schieberventil 73 in die Rückwärtsrichtung (Rückzugsrichtung, nämlich in die linke Richtung in 16 bis 18, um eine Verbindung zwischen den Anschlüssen 77, 78 herzustellen.
Hierbei sei angemerkt, dass der dritte Abflussanschluss 78 mit der Ölwanne 60 über einen Abflusskanal 61 verbunden ist.
[Funktionsweise der Verstellpumpe im dritten Ausführungsbeispiel]
Während dem Intervall von (a) in 12, das dem Fall entspricht, bei dem der Start des Motors ausgeführt wird und der Drehzahlbereich niedrig ist, wird den ersten und zweiten Hydraulikdruck-Einleitungsanschlüssen 45, 76 kein Hydraulikdruck zugeführt, oder der Hydraulikdruck ist hierbei gering.
Wie in 16 dargestellt, verursacht die Federkraft der ersten und zweiten Ventilfedern 44, 75 in diesem Fall, dass die ersten und dritten Schieberventile 42, 73 maximal nach rechts (in die untere Richtung) bewegt werden, um das Öffnungsende jedes Hydraulikdruck-Einleitungsanschlusses 45, 76 zu schließen. Hierbei wird die Verbindung zwischen dem dritten Vorsteuerungsanschluss 77 und dem dritten Abflussanschluss 78 durch den zweiten Ventilkörper 73b des dritten Schieberventils 73 unterbrochen. Jedoch wird die Verbindung zwischen dem ersten Vorsteuerungsanschluss 26 des ersten Steuerventils 7 und dessen ersten Abflussanschluss 48 aufrechterhalten, so dass die erste Steuerungsölkammer 16 zur Luft bzw. Umgebung über jeden oben beschriebenen Anschluss 46, 48 geöffnet ist.
Andererseits empfängt die elektromagnetische Spule des elektromagnetischen Umschaltventils 8 gleichermaßen im ersten Ausführungsbeispiel den Steuerstrom vom elektronische Steuergerät, so dass das zweite Schieberventil 42 sich maximal nach links gegen die Federkraft der zweiten Ventilfeder 54 bewegt. Somit bewirkt der erste Ventilkörper 52a, dass der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 geschlossen wird, so dass der zweite Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 mit dem zweiten Abflussanschluss 57 über die zweite ringförmige Nut 52c verbunden ist.
Somit ist die erste Steuerungsölkammer 16 mit dem Abflusskanal 61 über das erste Steuerventil 7 verbunden, so dass das Öl nicht ins Innere d der ersten Steuerungsölkammer 16 eingeleitet wird und die zweite Steuerungsölkammer 17 ist mit dem zweiten Abflussanschluss 57 über das elektromagnetische Umschaltventil 8 verbunden und das Öl wird nicht in das innere der zweiten Steuerungsölkammer 17 eingeleitet.
Folglich wird der Nockenring 5 in maximal exzentrischen Zustand gehalten, wobei der Spitzenabschnitt 26b des Arm 26 gemäß der Vorspannkraft durch die Federlast W der Schraubenfeder 28 auf der Begrenzungsfläche 29 in Berührung steht. Folglich wird die Ausstoßmenge der Pumpe maximal und der Ausstoßdruck erhöht sich im Wesentlichen proportional zusammen mit dem Anstieg der Motordrehzahl.
Wenn sich die Motordrehzahl weiter erhöht und der Ausstoßdruck in Druck Pk (wie in 12 dargestellt) erreicht hat, wie dies in 17 dargestellt ist, wird der Hydraulikdruck des ersten Hydraulikdruck-Einleitungsanschlusses 45 des ersten Steuerventil 7, so dass sich das erste Schieberventil 42 nach Links (in Blickrichtung von 17) um die vorgegebene Länge bewegt, so dass der erste Ventilkörper 42a die Öffnungsfläche des ersten Vorsteuerungsanschlusses 46 vergrößert und der Ausstoßdruck P in die erste Steuerungsölkammer 16 eingeleitet wird.
Da der auf den zweiten Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 76 des zweiten Steuerventils 70 einwirkende Hydraulikdruck hierbei nicht den Druck erreicht, bei dem die dritte Ventilfeder 75 zusammendrückend verformt wird, hält das dritte Schieberventil 73 den Zustand aufrecht, bei dem der erste Vorsteuerungsanschluss 77 und der dritte Abflussanschluss 78 nicht verbunden sind.
Zudem wird zu diesem Zeitpunkt die Zufuhr des Steuerstroms zum elektromagnetische Umschaltventil 8 fortgesetzt und der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 des zweiten Schieberventils 52 wird geschlossen, so dass der zweite Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 dem zweiten Abflussanschluss 57 verbunden ist. Daher wird zu diesem Zeitpunkt das Öl noch nicht in die zweite Steuerungsölkammer 17 eingeleitet.
Außerdem wird in einem Fall, bei dem sich die Motordrehzahl weiter erhöht und es erforderlich ist, dass der Ausstoßdruck P gleichhoch oder höher als der erforderliche Druck P2 des oben beschriebenen Ölstroms ist, die Zuführung von Steuerstrom zum elektromagnetischen Umschaltventils 8 unterbrochen. Dabei bewegt sich, wie in 18 dargestellt, das zweite Schieberventil 52 durch die Federkraft der zweiten Ventilfeder 54 maximal nach rechts und der erste Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 und der zweite Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 werden verbunden und der zweite Abflussanschluss 57 wird geschlossen. Folglich wird der Ausstoßdruck in die zweite Steuerungsölkammer 17 eingeleitet, so dass sich der Nockenring in die Richtung schwenkt, zu der sich die Exzentrizität erhöht, um die Ausstoßmenge zu erhöhen und sich der Ausstoßdruck erhöht.
Andererseits werden im ersten Schieberventil 42 des ersten Steuerventils 7 der erste Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 und der erste Vorsteuerungsanschluss 56 in einem Verbindungszustand mit einer hinreichenden Öffnungsfläche beibehalten. Da die erste Steuerungsölkammer 16 und die zweite Steuerungsölkammer 17 im Wesentlichen gleiche Ausstoßdrücke aufweisen, befinden sich daher beide Ölkammern 16 und 17 in hohen Arbeitsdruckzuständen.
Jedoch ist der Hydraulikdruck Ps, bei dem der erste Vorsteuerungsanschluss 46 und der erste Abflussanschluss 48 durch das erste Steuerventil miteinander verbunden sind, niedriger als der hohe Arbeitsdruck Pu eingestellt, bei dem der Hydraulikdruck den beiden ersten und zweiten Steuerungsölkammern 16 und 17 zugeführt wird und die Schwenkbewegung des Nockenrings 5 gegen die Federlast W der Schraubenfeder 28 beginnt. Daher erreicht der Ausstoßdruck P nicht den hohen Arbeitsdruck Pu. Zu dem Zeitpunkt, an dem der Ausstoßdruck Ps erreicht hat, bewegt sich das zweite Steuerventil, wie in 18 dargestellt, in die Rückwärtsdrehrichtung gegen die Federkraft der dritten Ventilfeder 75 zusammen mit dem Anstieg des Hydraulikdrucks des zweiten Hydraulikdruck-Einleitungsanschlusses 76, so dass die Verbindung zwischen dem dritten Vorsteuerungsanschluss 77 und dem dritten Abflussanschluss 78 (dem Abflusskanal 61) hergestellt wird. Dies bewirkt, dass sich die zweite Steuerungsölkammer 17 im Verbindungszustand mit dem Abflusskanal 61 befindet.
Während dem Ölfluss vom elektromagnetischen Umschaltventil 8 zur zweiten Steuerungsölkammer 17, d. h., wenn das Öl durch die ersten und zweiten Elektromagnetsteuerungsanschlüsse 55, 56 strömen muss, wird der Strömungswiderstand aufgebaut, um den Druckverlust zu erzeugen. Folglich wird das Öl von jedem Anschluss 77, 78 des zweiten Steuerventils 70 abgelassen, so dass der Hydraulikdruck der zweiten Steuerungsölkammer 17 auf niedriger als den Ausstoßdruck zu diesem Zeitpunkt reguliert wird.
Mit anderen Worten wird ein Teil des aus dem Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss 45 des ersten Steuerventils 7 zum ersten Vorsteuerungsanschluss 46 fließenden Öls, wie durch Pfeilmarkierungen in 18 dargestellt, der ersten Steuerungsölkammer 16 zugeführt, aber der andere Teil des Öls muss vom ersten Elektromagnetsteuerungsanschluss 55 zum zweiten Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 über die zweite ringförmige Nut 52 fließen. Der andere Teil des oben beschriebenen Öls nimmt den Strömungswiderstand bei dieser Strömung auf.
Ferner wird das aus dem zweiten Elektromagnetsteuerungsanschluss 56 fließende Öl in die erste Steuerungsölkammer 16 und zur Seite des zweiten Steuerventils 70 abgezweigt und das Öl auf der Seite des zweiten Steuerventils ltzig muss vom dritten vor Steuerungsanschluss 77 zur dritten ringförmige Nut 73c fließen und wird aus dem dritten Abflussanschluss 78 in den Abflusskanal 61 ausgestoßen. Wenn das Öl vom dritten Vorsteuerungsanschluss 77 zur dritten ringförmigen Nut 73c fließen muss, wird die Öffnungsfläche an der Stirnseite des zweiten Ventilkörpers 73b des dritten Schieberventils 73 gedrosselt. Somit wird der Hydraulikdruck der zweiten Steuerungsölkammer 17 auf niedriger als den Ausstoßdruck reguliert.
Die Druckregulierung der zweiten Steuerungsölkammer 17 wird gemäß der Veränderung der Öffnungsfläche im Anfangsstadium ausgeführt; bei dem die Öffnung des dritten Vorsteuerungsanschlusses 77 beginnt. Da her kein Einfluss der Federkonstante in der Schraubenfeder 28 hingegeben.
Die Druckregulierung der zweiten Steuerungsölkammer 17 wird im kurzen Hubbereich des dritten Schieberventils 73 des zweiten Steuerventil 70 ausgeführt. Daher kann ein nutzloser Anstieg des Ausstoßdrucks P basierend auf dem Anstieg der Motordrehzahl (Intervall (c) in 12) ohne einen Einfluss der Federkonstanten der dritten Ventilfeder 75 unterdrückt werden. Folglich können im Fall des dritten Ausführungsbeispiels die gleiche Wirkungsweise und Vorzüge wie die im Fall des ersten Ausführungsbeispiels erreicht werden.
Da im dritten Ausführungsbeispiel das zweite Steuerventil 70 angeordnet ist, das unabhängig vom ersten Steuerventil 7 ist, und dieses zweite Steuerventil 70 insbesondere den Hydraulikdruck der zweiten Steuerungsölkammer 17 steuert, kann eine hochpräzise Steuerung durch das zweite Steuerventil 70 selbst ermöglicht werden.
Folglich kann der Pumpenausstoßmengestrich Hydraulikdruck im Intervall (a) und (b) in 12, insbesondere im Intervall (c) in 12, in dem die Motordrehzahl hoch ist (die Pumpendrehzahl entsprechend hoch ist) sich hinreichend der strichpunktierten Linie von 12 annähern und es möglich, die Erzeugung des unnötigen Ausstoßdrucks hinreichend zu unterdrücken.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Aufbau in jedem der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Zum Beispiel ist es möglich, die Anordnung der Federgehäusekammern 27, 21 weiter zu modifizieren.
Außerdem ist es möglich, die Federlast der Schraubenfeder 28 gemäß einer Spezifikation der Pumpe und einer Größe der Pumpe willkürlich festzulegen und es ist möglich einen Durchmesser und eine Länge der Schraubenfeder 28 willkürlich zu modifizieren.
Ferner kann die Verstellpumpe bei einer anderen Hydraulikdruckvorrichtung usw. außer dem Verbrennungsmotor eingesetzt werden.
Technische Umsetzungsvorstellungen neben den unabhängigen Ansprüchen, die in den aus den jeweiligen Ausführungsbeispielen verständlichen Ansprüchen erläutert wurden, werden nachfolgend beschrieben.

(1) Verstellpumpe nach Anspruch 1, wobei die Verstellpumpe ferner einen zweiten Steuerungsmechanismus zum Umschalten zwischen einem weiteren Zustand, bei dem Hydrauliköl in die erste Steuerungsölkammer vom Ausstoßabschnitt eingeleitet wird, und noch einem weiteren Zustand aufweist, bei dem Hydrauliköl in der ersten Steuerungsölkammer ausgestoßen wird.
(2) Verstellpumpe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Steuerungsmechanismus ein drittes Vorspannelement und einen dritten Ventilkörper umfasst, der mittels des dritten Vorspannelements vorgespannt wird, und der dritte Ventilkörper den Ausstoßdruck aufnimmt, um den dritten Ventilkörper gegen die Vorspannkraft des dritten Vorspannelements zu bewegen, bevor das dritte Vorspannelement vom noch weiteren Zustand, bei dem Hydrauliköl aus der ersten Steuerungsölkammer ausgestoßen wird, auf den weiteren Zustand umschaltet, bei dem Hydrauliköl in die erste Steuerungsölkammer eingeleitet wird.
(3) Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Umschaltmechanismus ein elektromagnetisches Umschaltventil ist, das elektrisch schaltbar gesteuert wird.
(4) Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das elektromagnetische Umschaltventil auf den einen Zustand umschaltet, bei dem Hydrauliköl vom Ausstoßabschnitt in die zweite Steuerungsölkammer eingeleitet wird, wenn sich eine Drehzahl des Motors über die im weiteren Zustand hinaus erhöht, bei dem Hydraulikdruck in die erste Steuerungsölkammer eingeleitet wird.
(5) Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Steuerungsmechanismus kontinuierlich Hydrauliköl in der zweiten Steuerungsölkammer ausstößt und eine Ausstoßmenge des ausgestoßenen Hydrauliköls zu diesem Zeitpunkt ständig variabel ist, nachdem das elektromagnetische Umschaltventil auf den einen Stand umschaltet, bei dem Hydrauliköl in die zweite Steuerungsölkammer vom Ausstoßabschnitt eingeleitet wird.
(6) Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine feste Blendenöffnung zwischen dem Umschaltmechanismus und der zweiten Steuerungsölkammer angeordnet ist.

Die vorhandene feste Blendenöffnung verursacht einen Strömungswiderstand, der dem Hydrauliköl verliehen wird und der Druck reduzierte Hydraulikdruck wird der zweiten Steuerungsölkammer zugeführt.

(7) Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Steuerungsmechanismus Hydrauliköl in der ersten Steuerungsölkammer absaugt, bis der Ausstoßdruck einen vorgegebenen ersten Druck anzeigt, den Ausstoßdruck in die erste Steuerungsölkammer einleitet und eine Verbindung zwischen einem Abflussanschluss und einem weiteren Anschluss als den Abflussanschluss begrenzt, wenn der Ausstoßdruck über dem ersten Druck liegt, und Hydrauliköl in der zweiten Steuerungsölkammer absaugt, während die Einleitung des Ausstoßdrucks in die erste Steuerungsölkammer beibehalten wird, wenn der Ausstoßdruck weiter angestiegen ist und einen zweiten Druck überschreitet.
(8) Verstellpumpe nach Anspruch 9, wobei der Umschaltmechanismus umfasst: einen Ventilkörper mit einem zweiten Ausstoßanschluss, an dem der Ausstoßdruck eingeleitet wird, einen Verbindungsanschluss, der mit der zweiten Steuerungsölkammer verbunden ist, und einen zweiten Abflussanschluss, der mit einem Abflusskanal verbunden ist; und einen Schieberventilkörper, der im Ventilkörper gleitbeweglich angeordnet ist, um einen Verbindungszustand von jedem der Anschlüsse zu steuern, wenn sich der Schieberventilkörper im Anfangszustand befindet, die Verbindung zwischen dem zweiten Ausstoßanschluss und einem anderen Anschluss als den zweiten Ausstoßanschluss begrenzt ist, und der Verbindungsanschluss und der zweite Abflussanschluss miteinander verbunden sind, und, wenn der Schieberventilkörper bewegt wird, der zweite Ausstoßanschluss mit dem Verbindungsanschluss verbunden ist und der Verbindungszustand zwischen dem zweiten Abflussanschluss einem anderen Anschluss als dem zweiten Abflussanschluss begrenzt ist.
(9) Verstellpumpe nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Schieberventil des Umschaltmechanismus strukturiert ist, elektrisch bewegt zu werden.
(10) Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der zweite Ausstoßanschluss mit einem Durchgang in Verbindung steht, der von einem Durchgang abzweigt, der zwischen der ersten Steuerungsölkammer oder zwischen dem ersten Steuerungsanschluss und der ersten Steuerungsölkammer angeschlossen ist.
(11) Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Verbindungsanschluss mit einem Durchgang verbunden ist, der von einem Durchgang abzweigt, der zwischen der zweiten Steuerungsölkammer oder zwischen dem zweiten Steuerungsanschluss und der zweiten Steuerungsölkammer angeschlossen ist.
(12) Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Schieberventil des Umschaltmechanismus umgeschaltet wird, wenn sich der Steuerungsmechanismus im zweiten Zustand befindet.
(13) Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der zweite Ausstoßanschluss und/oder der Verbindungsanschluss die Blendenöffnung bildet.
(14) Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 15 wobei der Ausstoßdruck in einen Endabschnitt des Schieberventils des Steuerungsmechanismus, der nicht mittels der Steuerfeder vorgespannt ist, über einen Ausstoßanschluss eingeleitet wird, und das Schieberventil gegen die Vorspannkraft der Steuerfeder bewegt wird, so dass der Ausstoßanschluss und der erste Steuerungsanschluss miteinander über den den Endabschnitt des Schieberventils verbunden sind.
(15) Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 16, wobei der Abflussanschluss des Steuerungsmechanismus eine kleinere Öffnungsfläche als die Blendenöffnung aufweist.

Diese Anmeldung basiert auf einer früheren japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2011-279095 , die in Japan am 21 Dezember 2011 eingereicht wurde. Die gesamten Inhalte dieser japanischen Patentanmeldung Nummer 2011-279095 wird hiermit durch Bezugnahme miteinbezogen. Obwohl die Erfindung zuvor mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Wurde Stationen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele werden dem Durchschnittsfachmann angesichts der obigen Lehre einleuchten. Der Geltungsbereich der Erfindung ist mit Bezug auf die nachfolgenden Ansprüche definiert.
Zusammenfassend ist festzustellen:
Eine Verstellpumpe umfasst: eine erste Steuerungsölkammer, die einen Nockenring in eine Richtung gegen eine Vorspannkraft eines Vorspannelements bewegt, wenn ein Ausstoßdruck darin eingeleitet wird; eine zweite Steuerungsölkammer, die einen Hydraulikdruck auf den Nockenring im Zusammenwirken mit der Vorspannkraft des Vorspannelements bewirkt, wenn Hydrauliköl darin eingeleitet wird; einen Umschaltmechanismus, der zwischen einem Zustand, bei dem Hydrauliköl, dessen Druck sich verringert hat, als ein Ausstoßdruck in die zweite Steuerungsölkammer vom Ausstoßabschnitt eingeleitet wird, und einem anderen Zustand umschaltet, bei dem Hydrauliköl aus der zweiten Steuerungsölkammer ausgestoßen wird; und einen Steuerungsmechanismus, der betätigt wird, bevor eine Exzentrizität des Nockenrings minimal wird und der eine größere Menge an Hydrauliköl in die zweite Steuerungsölkammer ausstößt, wenn der Ausstoßdruck höher wird. Neben der schriftlichen Offenbarung wird hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung in 1 bis 18 verwiesen.
Bezugszeichenliste

1: Pumpengehäuse
1S: Pumpengehäusekammer
1a: erste Dichtungsfläche
1'a: Ventilgehäuseöffnung
1b: zweite Dichtungsfläche
1c: Stiftloch
1d: Lageröffnung des Pumpengehäuses
2: Pumpenabdeckung
2a: Lageröffnung der Pumpenabdeckung
2b: Außenseitenfläche
3: Antriebswelle
3a: Spitzenbereich
4: Rotor
4a: Schlitz
5: Nockenring
5a: Innenumfangsfläche des Nockenrings
5b, 5c: Dichtungsnut
5d: ausgesparter Schwenkabschnitt
5e: bogenförmiger Ausbuchtungsabschnitt
5g: erster Vorsprungsabschnitt
5h: zweiter Vorsprungsabschnitt
6: Steuergehäuse
7: Steuerventil
8: Umschaltventil
9: Schraube
9a: Spitzenbereich der Schraube
10: Schwenkstift
11: Ansauganschluss
11a: Ansaugloch
11b: Einleitungsabschnitt
12: Ausstoßanschluss
12a: Austoßauslass
13: erstes Dichtelement
14: zweites Dichtelement
15: Flügel
16: erste Steuerkammer, Steuerungsölkammer
17: zweite Steuerkammer, Steuerungsölkammer
18: Flügelring
19: Pumpenkammer
20, 21: Druckaufnahmefläche
22: Niederdruckkammer
23: Ölzufuhrnut
24: Gegendruckkammer
25: Verbindungsöffnung
26: Arm
26a: Arm-Hauptkörper
26b: Spitzenabschnitt des Arm-Hauptkörpers
26c: Ausbuchtungsabschnitt
27: Federgehäuseabschnitt
28: Schraubenfeder
29: Begrenzungsfläche
30: Ausstoßdruck-Einleitungsöffnung
31: erste Steuerungsöffnung, Ansaugdurchgang
31a, 31b: erste, zweite Ölführungsnut
32: zweite Steuerungsöffnung
32a, 32b: erste, zweite Elektromagnetölnut
40: erster Ventilkörper des Steuerventils
41: erstes Ventilloch
41a: Spitzenabschnitt
41b: Stufenabschnitt
42: erstes Schieberventil
42a: erster Ventilkörper des ersten Schieberventils
42'a: erstes Vorsteuer-Schieberventil
42b: zweiter Ventilkörper des ersten Schieberventils
42c: erste ringförmige Nut
42d: Stegabschnitt
42e: Durchgangsöffnung
42f: Verbindungsloch
43: Kolben
44: erste Ventilfeder
45: Hydraulikdruck-Einleitungsanschluss
46: erster Vorsteuerungsanschluss
47: zweiter Vorsteuerungsanschluss
48: erster Abflussanschluss
49: Entlüftungsloch des ersten Ventilkörpers
50: zweiter Ventilkörper
50a: Wand
51: zweites Ventilloch
51': Arbeitsöffnung
52: zweites Schieberventil
52c: zweite ringförmige Nut
53: Elektromagnetabschnitt
53a: Schubstange
53b: Halter
54: zweite Ventilfeder
55: erster Elektromagnetsteuerungsanschluss
56: zweiter Elektromagnetsteuerungsanschluss
57: zweiter Abflussanschluss
58: Entlüftungsloch des zweiten Ventilkörpers
60: Ölwanne
61: Abflusskanal
62: erste Ölnut
63: zweite Ölnut
64: Ventilsitz
65: Kugelventil
70: zweites Steuerventil
71: dritter Ventilkörper
72: drittes Ventilloch
72a: Spitzenabschnitt
73: drittes Schieberventil
73a: erster Ventilkörper
73b: zweiter Ventilkörper
73c: dritte ringförmige Nut
74: Kolben
75: dritte Ventilfeder
76: zweite Hydraulikdruck-Einleitungsöffnung
77: dritter Vorsteuerungsanschluss
78: Abflussanschluss
79: Entlüftungsloch
M: Nockenring-Referenzlinie
P: idealer Hydraulikdruck
P1, P2, P3: erster, zweiter, dritter erforderlicher Hydraulikdruck
Pf: Arbeitsdruck im niedrigen Arbeitsdruckzustand
Ps: Arbeitsdruck im hohen Arbeitsdruckzustand
Pt: Eingangs-/Anfangsdruck nach Umschaltung auf hohe Arbeitsdruckseite
R1, R2: Radien

Claims

Verstellpumpe, umfassend: einen rotierend angetriebenen Rotor (4); eine Mehrzahl von Flügeln (15), die an einem Außenumfang des Rotors (4) vorgesehen sind und in eine radial nach innen gerichtete Richtung und eine radial nach außen gerichtete Richtung bewegbar sind; einen Nockenring (5), auf dessen Innenseite der Rotor (4) und die Flügel (15) untergebracht sind, in dessen Innern eine Mehrzahl von Pumpenkammern (19) ausgebildet sind und der bewegt werden kann, um eine Exzentrizität des Nockenrings (5) in Bezug auf einen Drehmittelpunkt des Rotors (4) zu verändern; ein Gehäuse (1), umfassend: einen Ansaugabschnitt, der auf zumindest einer Seitenfläche des Nockenrings (5) ausgebildet ist und zu einer der Pumpenkammern (19) geöffnet ist, deren Volumen sich vergrößert, wenn sich der Nockenring (5) exzentrisch in eine Richtung in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Rotors (4) bewegt; und einen Ausstoßabschnitt, der zu einer der Pumpenkammern (19) geöffnet ist, deren Volumen sich verringert, wenn sich der Nockenring (5) exzentrisch in eine andere Richtung in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Rotors (4) bewegt; ein Vorspannelement zum Vorspannen des Nockenrings (5) in eine Richtung, zu der die Exzentrizität des Nockenrings (5) in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Rotors (4) an Größe zunimmt; eine erste Steuerungsölkammer (16) zum Bewegen des Nockenrings (5) zur anderen Richtung gegen eine Vorspannkraft des Vorspannelements, wenn ein Ausstoßdruck in die erste Steuerungsölkammer (16) eingeleitet wird; eine zweite Steuerungsölkammer (17) zum Aufbringen eines Hydraulikdrucks auf den Nockenring (5) in Zusammenarbeit mit der Vorspannkraft des Vorspannelements, wenn das Hydrauliköl in die zweite Steuerungsölkammer 17) eingeleitet wird; einen Umschaltmechanismus zum Umschalten zwischen einem Zustand, bei dem Hydrauliköl, dessen Druck sich verringert hat, als ein Ausstoßdruck in die zweite Steuerungsölkammer vom Ausstoßabschnitt eingeleitet wird, und einem anderen Zustand, bei dem das Hydraulikdruck aus der zweiten Steuerungsölkammer ausgestoßen wird; und einen Steuerungsmechanismus, der betätigt wird, bevor die Exzentrizität des Nockenrings (5) minimal wird, und der eine größere Menge an Hydrauliköl in die zweite Steuerungsölkammer (17) ausstößt, wenn der Ausstoßdruck größer wird.
Verstellpumpe nach Anspruch 1, wobei die Verstellpumpe ferner einen zweiten Steuerungsmechanismus zum Umschalten zwischen einem weiteren Zustand, bei dem Hydrauliköl in die erste Steuerungsölkammer (16) vom Ausstoßabschnitt eingeleitet wird, und noch einem weiteren Zustand aufweist, bei dem Hydrauliköl in der ersten Steuerungsölkammer (16) ausgestoßen wird.
Verstellpumpe nach Anspruch 2, wobei der zweite Steuerungsmechanismus ein drittes Vorspannelement und einen dritten Ventilkörper (71) umfasst, der mittels des dritten Vorspannelements vorgespannt wird, und der dritte Ventilkörper (71) den Ausstoßdruck aufnimmt, um den dritten Ventilkörper (71) gegen die Vorspannkraft des dritten Vorspannelements zu bewegen, bevor das dritte Vorspannelement vom noch weiteren Zustand, bei dem Hydrauliköl aus der ersten Steuerungsölkammer (16) ausgestoßen wird, auf den weiteren Zustand umschaltet, bei dem Hydrauliköl in die erste Steuerungsölkammer (16) eingeleitet wird.
Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Umschaltmechanismus ein elektromagnetisches Umschaltventil (8) ist, das elektrisch schaltbar gesteuert wird.
Verstellpumpe nach Anspruch 4, wobei das elektromagnetische Umschaltventil (8) auf den einen Zustand umschaltet, bei dem Hydrauliköl vom Ausstoßabschnitt in die zweite Steuerungsölkammer (17) eingeleitet wird, wenn sich eine Drehzahl des Motors über die im weiteren Zustand hinaus erhöht, bei dem Hydraulikdruck in die erste Steuerungsölkammer (16) eingeleitet wird.
Verstellpumpe nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Steuerungsmechanismus kontinuierlich Hydrauliköl in der zweiten Steuerungsölkammer (17) ausstößt und eine Ausstoßmenge des ausgestoßenen Hydrauliköls zu diesem Zeitpunkt ständig variabel ist, nachdem das elektromagnetische Umschaltventil (8) auf den einen Zustand umschaltet, bei dem Hydrauliköl in die zweite Steuerungsölkammer (17) vom Ausstoßabschnitt eingeleitet wird.
Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine feste Blendenöffnung zwischen dem Umschaltmechanismus und der zweiten Steuerungsölkammer (17) angeordnet ist.
Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Steuerungsmechanismus Hydrauliköl in der ersten Steuerungsölkammer (16) ausstößt, bis der Ausstoßdruck einen vorgegebenen ersten Druck anzeigt, den Ausstoßdruck in die erste Steuerungsölkammer (16) einleitet und eine Verbindung zwischen einem Abflussanschluss (48) und einem weiteren Anschluss als den Abflussanschluss (48) begrenzt, wenn der Ausstoßdruck über dem ersten Druck liegt, und Hydrauliköl in der zweiten Steuerungsölkammer (17) ausstößt, während die Einleitung des Ausstoßdrucks in die erste Steuerungsölkammer (16) beibehalten wird, wenn der Ausstoßdruck weiter angestiegen ist und einen zweiten Druck überschreitet.
Verstellpumpe, umfassend: einen rotierend angetriebenen Rotor (4); eine Mehrzahl von Flügeln (15), die an einem Außenumfang des Rotors (4) vorgesehen sind und in eine radial nach innen gerichtete Richtung und eine radial nach außen gerichtete Richtung bewegbar sind; einen Nockenring (5), auf dessen Innenseite der Rotor (4) und die Flügel (15) untergebracht sind, in dessen Innern eine Mehrzahl von Pumpenkammern (19) ausgebildet sind und der bewegt werden kann, um eine Exzentrizität des Nockenrings (5) in Bezug auf einen Drehmittelpunkt des Rotors (4) zu verändern; ein Gehäuse (1), umfassend: einen Ansaugabschnitt, der auf zumindest einer Seitenfläche des Nockenrings (5) ausgebildet ist und zu einer der Pumpenkammern (19) geöffnet ist, deren Volumen sich vergrößert, wenn sich der Nockenring (5) exzentrisch in eine Richtung in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Rotors (4) bewegt; und einen Ausstoßabschnitt, der zu einer der Pumpenkammern (19) geöffnet ist, deren Volumen sich verringert, wenn sich der Nockenring (5) exzentrisch in eine andere Richtung in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Rotors (4) bewegt; ein Vorspannelement zum Vorspannen des Nockenrings (5) in einem Zustand, in dem in Vorspannelement eine Federlast gegeben wird, so dass die Exzentrizität des Nockenrings (5) in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Rotors (4) groß wird; eine erste Steuerungsölkammer (16) zum Bewegen des Nockenrings (5) in die andere Richtung gegen die Vorspannkraft des Vorspannelements, wenn ein Ausstoßdruck in die erste Steuerungsölkammer (16) eingeleitet wird; eine zweite Steuerungsölkammer (17) zum Aufbringen eines Hydraulikdrucks auf den Nockenring in Zusammenarbeit mit der Vorspannkraft des Vorspannelements, wenn das Hydrauliköl in die zweite Steuerungsölkammer (17) eingeleitet wird; ein Umschaltelement zum Umschalten zwischen einem Zustand, bei dem Hydrauliköl vom Ausstoßabschnitt in die zweite Steuerungsölkammer (17) über eine Blendenöffnung eingeleitet wird, auf einem anderen Zustand, bei dem Hydrauliköl in der zweiten Steuerungsölkammer (17) ausgestoßen wird; und einen Steuerungsmechanismus, umfassend: einen Ventilkörper (40) mit einem Einleitungsanschluss (45), an dem der Ausstoßdruck eingeleitet wird, einen ersten Steuerungsanschluss, der mit der ersten Steuerungsölkammer (16) verbunden ist, einen zweiten Steuerungsanschluss, der mit der zweiten Steuerungsölkammer (17) verbunden ist, und einen Abflussanschluss (48), der mit einem Abflusskanal (61) verbunden ist, ein Schieberventil (42), das im Ventilkörper (40) gleitbeweglich angeordnet ist, um einen Verbindungszustand von jedem der Anschlüsse zu steuern; und eine Steuerfeder (28), die das Schieberventil (42) mit einer Vorspannkraft vorspannt, die kleiner als die des Vorspannelements ist, wobei das Schieberventil (42) den Ausstoßdruck aufnimmt, um im Ventilkörper (40) gegen eine Vorspannkraft der Steuerfeder (28) auf eine Anfangsposition zu gleiten, bei das Schieberventil (72) mittels der Steuerfeder (28) vorgespannt ist, um sich maximal zu bewegen, ein Verbindungszustand zwischen dem Einleitungsanschluss (45) und dem zweiten Steuerungsanschluss und einem weiteren Anschluss als den Einleitungsanschluss und den zweiten Steueranschluss begrenzt ist, und ein erster Zustand eintritt, bei dem der erste Steuerungsanschluss und der Abflussanschluss (48) miteinander verbunden sind, und, wenn sich der Ausstoßdruck erhöht, der zweite Steuerungsanschluss mit dem Abflussanschluss (48) verbunden ist, und ein zweiter Zustand eintritt, bei dem der Einleitungsanschluss und der erste Steuerungsanschluss miteinander verbunden sind.
Verstellpumpe nach Anspruch 9 wobei der Umschaltmechanismus umfasst: einen Ventilkörper (50) mit einem zweiten Ausstoßanschluss, an dem der Ausstoßdruck eingeleitet wird, einen Verbindungsanschluss, der mit der zweiten Steuerungsölkammer (17) verbunden ist, und einen zweiten Abflussanschluss, der mit einem Abflusskanal verbunden ist; und einen Schieberventilkörper (52), der im Ventilkörper gleitbeweglich angeordnet ist, um einen Verbindungszustand von jedem der Anschlüsse zu steuern, wenn sich der Schieberventilkörper (52) im Anfangszustand befindet, die Verbindung zwischen dem zweiten Ausstoßanschluss und einem anderen Anschluss als den zweiten Ausstoßanschluss begrenzt ist, und der Verbindungsanschluss und der zweite Abflussanschluss miteinander verbunden sind, und, wenn sich der Schieberventilkörper (52) bewegt, der zweite Ausstoßanschluss mit dem Verbindungsanschluss verbunden ist und der Verbindungszustand zwischen dem zweiten Abflussanschluss und einem anderen Anschluss als dem zweiten Abflussanschluss begrenzt ist.
Verstellpumpe nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Schieberventil (52) des Umschaltmechanismus strukturiert ist, elektrisch bewegt zu werden.
Verstellpumpe nach Anspruch 10 oder 11, wobei der zweite Ausstoßanschluss mit einem Durchgang in Verbindung steht, der von einem Durchgang abzweigt, der zwischen der ersten Steuerungsölkammer (16) oder zwischen dem ersten Steuerungsanschluss (55) und der ersten Steuerungsölkammer (16) angeschlossen ist.
Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Verbindungsanschluss mit einem Durchgang verbunden ist, der von einem Durchgang abzweigt, der zwischen der zweiten Steuerungsölkammer (16) oder zwischen dem zweiten Steuerungsanschluss (56) und der zweiten Steuerungsölkammer (17) angeschlossen ist.
Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Schieberventil (52) des Umschaltmechanismus umgeschaltet wird, wenn sich der Steuerungsmechanismus im zweiten Zustand befindet.
Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der zweite Ausstoßanschluss und/oder der Verbindungsanschluss die Blendenöffnung bildet.
Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei der Ausstoßdruck in einen Endabschnitt des Schieberventils (42) des Steuerungsmechanismus, der nicht mittels der Steuerfeder (28) vorgespannt ist, über einen Ausstoßanschluss eingeleitet wird, und sich das Schieberventil (42) gegen die Vorspannkraft der Steuerfeder (28) bewegt, so dass der Ausstoßanschluss und der erste Steuerungsanschluss miteinander über den den Endabschnitt des Schieberventils verbunden sind.
Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 16, wobei der Abflussanschluss (48) des Steuerungsmechanismus eine kleinere Öffnungsfläche als die Blendenöffnung aufweist.
Verstellpumpe, umfassend: einen eine Pumpe bildenden Körper, der drehbar angetrieben wird, um Volumina einer Mehrzahl von Hydraulikölkammern zu verändern, um Öl, das von einem Ansaugabschnitt eingeleitet wurde, unter Verwendung eines Ausstoßabschnittes auszustoßen; einen variablen Mechanismus zum Modifizieren von Volumenänderungsgrößen der zum Ausstoßabschnitt geöffneten Hydraulikölkammern gemäß einer Bewegung eines beweglichen Elements; ein Vorspannelement, zum Vorspannen des beweglichen Elementes in einen Zustand, bei dem eine Federlast im beweglichen Element in eine Richtung verliehen wird, zu der die Volumenänderungsgröße von einer der zum Ausstoßabschnitt geöffneten Hydraulikkammern groß wird; eine erste Steuerungsölkammer (16), in die der Ausstoßdruck eingeleitet wird, um eine Kraft in eine Richtung gegen eine Vorspannkraft des Vorspannelements auf den variablen Mechanismus aufzubringen; eine zweite Steuerungsölkammer (17), in die Hydrauliköl eingeleitet wird, um eine Kraft in die gleiche Richtung wie die Vorspannkraft des Vorspannelements auf den variablen Mechanismus aufzubringen; einen Umschaltmechanismus zum Umschalten zwischen einem Zustand, bei dem Druck reduziert des Hydrauliköl als Ausstoßdruck vom Ausstoßabschnitt in die zweite Steuerungsölkammer (17) eingeleitet wird, und einem anderen Zustand, bei dem Hydrauliköl in der zweiten Steuerungsölkammer (17) ausgestoßen wird; und einen Steuerungsmechanismus, der betätigt wird, bevor sich die Volumenänderungsgröße der Hydraulikölkammer mittels des variablen Mechanismus auf ein Minimum verringert hat, und Hydrauliköl in der zweiten Steuerungsölkammer in größerer Menge absaugt, wenn der Ausstoßdruck größer wird.