DE102013009331A1

DE102013009331A1 - Variable Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102013009331A1
Application number: DE201310009331
Authority: DE
Inventors: Atsushi Watanabe; Tetsuya SHIBUKAWA; Yasuhide Takada
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2014-12-18
Also published as: US9004030B2; CN103485853A; US20130333647A1; CN103485853B

Abstract

Eine variable Ventilbetätigungsvorrichtung umfasst: einen ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt; ein erstes Verriegelungselement; einen zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt, der auf der Seite des zweiten Drehelements ausgebildet ist; ein zweites Verriegelungselement; einen ersten Verriegelungsdurchgang, der ausgelegt ist, um die Hydraulikflüssigkeit zuzuführen und dadurch das erste Verriegelungselement aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt zu bewegen; und einen zweiten Verriegelungsdurchgang, der ausgelegt ist, um die Hydraulikflüssigkeit zuzuführen und dadurch das zweite Verriegelungselement aus dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt zu bewegen, wobei zumindest ein Teil des ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitts und zumindest ein Teil des zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitts an einer Position angeordnet sind, die in Axialrichtung hervorsteht, wenn sich das erste Verriegelungselement und das zweite Verriegelungselement im verriegelten Zustand befinden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf eine variable Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die zum variablen Steuern einer Funktionscharakteristik eines Motorventils ausgelegt ist, das ein Einlassventil und/oder ein Auslassventil des Verbrennungsmotors ist.
Die US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2010/212617 A1 (die der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2010-196486 entspricht) offenbart eine konventionelle variable Ventilbetätigungsvorrichtung.
Die oben genannte variable Ventilbetätigungsvorrichtung umfasst zwei Einlassventile in jedem Zylinder; eine innere Nockenwelle, die einstückig mit einem Innennocken versehen ist, der auf einem Außenumfang der inneren Nockenwelle vorgesehen ist und ausgelegt ist, eines der Einlassventile anzutreiben; und eine äußere Nockenwelle, die auf einem Außenumfang der inneren Nockenwelle angeordnet ist, um relativ (relativ zur inneren Nockenwelle) gedreht zu werden, und einstückig mit einem Außennocken versehen ist, der auf einem Außenumfang der außen Nockenwelle vorgesehen ist und angeordnet ist, um das andere der Einlassventile anzutreiben. An einem Endbereich der inneren Nockenwelle und einem Endbereich der äußeren Nockenwelle sind jeweils einstückig zwei hydraulische Flügeltyp-Aktuatoren vorgesehen, die in Reihe (zueinander) in Axialrichtung angeordnet sind.
Die beiden hydraulischen Aktuatoren sind ausgelegt, die innere Nockenwelle und die äußere Nockenwelle durch den zugeführten Hydraulikdruck relativ zu drehen und dadurch den Betätigungswinkel des Einlassventils zu steuern. Darüber hinaus sind die beiden Hydraulikdruck-Aktuatoren ausgelegt, die innere Nockenwelle und die außen Nockenwelle relativ (in Bezug auf) die Kurbelwelle zu drehen und dadurch die Öffnungs-/Schließzeit jedes Einlassventils zu steuern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei der konventionellen variablen Ventilbetätigungsvorrichtung sind die beiden hydraulischen Aktuatoren jedoch einstückig an den Endbereichen der inneren Nockenwelle und der äußeren Nockenwelle vorgesehen und in Reihe (zueinander) in der Axialrichtung angeordnet. Dementsprechend verlängert sich eine axiale Länge der Vorrichtung, so dass eine Größe der Vorrichtung ansteigt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine variable Ventilbetätigungsvorrichtung bereitzustellen, die zum Steuern einer relativen Drehphase einer inneren Nockenwelle und einer äußeren Nockenwelle und zum Steuern von relativen Drehphase beider Nockenwellen in Bezug auf die Kurbelwelle ausgelegt ist und deren Größe reduziert ist. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1, 17 bzw. 18. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine variable Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor: eine innere Nockenwelle, die einen Innennocken umfasst, der auf einem Außenumfang davon ausgebildet ist; eine äußere Nockenwelle, die auf dem Außenumfang der inneren Nockenwelle vorgesehen ist, die einen Außennocken umfasst, der radial außerhalb der äußeren Nockenwelle vorgesehen ist, wobei die äußere Nockenwelle und die innere Nockenwelle zum relativen Drehen angeordnet bzw. ausgelegt sind, um eine Drehphase des Außennockens in Bezug auf den Innennocken zu variieren; ein Antriebsdrehelement, an das eine Drehkraft von einer Kurbelwelle übertragen wird und das eine Arbeitskammer umfasst, die im Antriebsdrehelement ausgebildet ist; ein erstes Drehelement, das einen Rotor, der an einer Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle oder der äußeren Nockenwelle, befestigt ist, Flügel, die die Arbeitskammer in eine Voreilwinkel-Arbeitskammer und eine Nacheilwinkel-Arbeitskammer unterteilen und eine Aufnahmekammer umfasst, die im ersten Drehelement ausgebildet ist und die ausgelegt ist, in eine Voreilwinkelrichtung oder in eine Nacheilwinkelrichtung relativ zum Antriebsdrehelement durch einen Hydraulikdruck gedreht zu werden, der der Voreilwinkel-Arbeitskammer und der Nacheilwinkel-Arbeitskammer zugeführt wird oder daraus abgelassen wird; und ein zweites Drehelement, das an der Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle oder der äußeren Nockenwelle befestigt ist, das in der Aufnahmekammer des ersten Drehelements drehbar aufgenommen ist, und ausgelegt ist, um relativ zum ersten Drehelement und zum Antriebsdrehelement innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs gedreht zu werden; einen ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt, der auf eine Gleitfläche des Antriebsdrehelements ausgebildet ist, auf der eine axiale Endfläche des zweiten Drehelements verschoben wird; ein erstes Verriegelungselement, das ausgelegt ist, um in Richtung einer Drehachse des zweiten Drehelements bewegt zu werden, und das ausgelegt ist, um in den ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und mit diesem in Eingriff gebracht zu werden, und dadurch die Relativdrehung zwischen dem Antriebselement und dem zweiten Drehelement zu verriegeln, und das ausgelegt ist, um aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und dadurch die Verriegelung zwischen dem Antriebselement und dem zweiten Drehelement freizugeben; einen zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt, der auf der Seite des zweiten Drehelements ausgebildet ist; ein zweites Verriegelungselement, das am ersten Drehelement vorgesehen ist, um in Axialrichtung bewegt zu werden, und ausgelegt ist, um in den zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und mit diesem in Eingriff gebracht zu werden, um die Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement zu verriegeln, und aus dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden, um die Verriegelung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement; freizugeben; einen ersten Verriegelungskanal bzw. Verriegelungsdurchgang, der ausgelegt ist, die Hydraulikflüssigkeit zuzuführen, und dadurch das erste Verriegelungselement aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt zu bewegen; und einen zweiten Verriegelungsdurchgang, der ausgelegt ist, die Hydraulikflüssigkeit zuzuführen und dadurch das zweite Verriegelungselement aus dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt zu bewegen, wobei zumindest ein Teil des ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitts und zumindest ein Teil des zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitts an einer in Axialrichtung hervorstehenden Position angeordnet sind, wenn sich das erste Verriegelungselement und das zweite Verriegelungselement im verriegelten Zustand befinden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine variable Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor: eine innere Nockenwelle, die einen Innennocken umfasst, der auf einem Außenumfang davon ausgebildet ist; eine äußere Nockenwelle, die auf dem Außenumfang der inneren Nockenwelle vorgesehen ist, die einen Außennocken umfasst, der radial außerhalb der äußeren Nockenwelle vorgesehen ist, wobei die äußere Nockenwelle und die innere Nockenwelle zum relativen Drehen ausgelegt sind, um eine Drehphase des Außennockens in Bezug auf den Innennocken zu variieren; ein Antriebsdrehelement, an das eine Drehkraft von einer Kurbelwelle übertragen wird; ein erstes Drehelement, das einen Rotor umfasst, das an einer Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle oder der äußeren Nockenwelle befestigt ist, das ausgelegt ist, in eine Voreilwinkelrichtung oder in eine Nacheilwinkelrichtung relativ zum Antriebsdrehelement durch einen Hydraulikdruck gedreht zu werden, und das eine Aufnahmekammer umfasst, die im ersten Drehelement ausgebildet ist; ein zweites Drehelement, das an der anderen Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle oder der äußeren Nockenwelle befestigt ist, das in der Aufnahmekammer des ersten Drehelements drehbar aufgenommen ist, und ausgelegt ist, um relativ zum ersten Drehelement und zum Antriebsdrehelement innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs gedreht zu werden; einen ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt, der auf einer Gleitfläche des Antriebsdrehelements ausgebildet ist, auf der eine axiale Endfläche des zweiten Drehelements verschoben wird; ein erstes Verriegelungselement, das ausgelegt ist, um in Richtung einer Drehachse des zweiten Drehelements bewegt zu werden, und das ausgelegt ist, um in den ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt und mit diesem in Eingriff gebracht zu werden, und dadurch die Relativdrehung zwischen dem Antriebselement und dem zweiten Drehelement zu verriegeln, und das ausgelegt ist, um aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und dadurch die Verriegelung zwischen dem Antriebselement und dem zweiten Drehelement freizugeben; einen zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt, der auf der Seite des zweiten Drehelements ausgebildet ist; ein zweites Verriegelungselement, das am ersten Drehelement vorgesehen ist, um in Axialrichtung bewegt zu werden, und ausgelegt ist, um in den zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und mit diesem in Eingriff gebracht zu werden, um die Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement zu verriegeln, und aus dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden, um die Verriegelung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement freizugeben; einen ersten Verriegelungsdurchgang, der ausgelegt ist, die Hydraulikflüssigkeit zuzuführen, und dadurch das erste Verriegelungselement aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt zu bewegen; und einen zweiten Verriegelungsdurchgang, der ausgelegt ist, die Hydraulikflüssigkeit zuzuführen und dadurch das zweite Verriegelungselement aus dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt zu bewegen, wobei zumindest ein Teil des ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitts und zumindest ein Teil des zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitts an einer in Axialrichtung hervorstehenden Position angeordnet sind, wenn sich das erste Verriegelungselement und das zweite Verriegelungselement im verriegelten Zustand befinden.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine variable Ventil betätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor: eine innere Nockenwelle, die einen Innennocken umfasst, der auf einem Außenumfang davon ausgebildet ist; eine äußere Nockenwelle, die auf dem Außenumfang der inneren Nockenwelle vorgesehen ist, die einen Außennocken umfasst, der radial außerhalb der äußeren Nockenwelle vorgesehen ist, wobei die äußere Nockenwelle und die innere Nockenwelle zum relativen Drehen ausgelegt sind, um eine Drehphase des Außennockens in Bezug auf den Innennocken zu variieren; ein Antriebsdrehelement, an das eine Drehkraft von einer Kurbelwelle übertragen wird und das eine Arbeitskammer umfasst, die im Antriebsdrehelement ausgebildet ist; ein erstes Drehelement, das einen Rotor, der an einer Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle oder der äußeren Nockenwelle, befestigt ist, Flügel, die die Arbeitskammer in eine Voreilwinkel-Arbeitskammer und eine Nacheilwinkel-Arbeitskammer unterteilen und eine Aufnahmekammer umfasst, die im ersten Drehelement ausgebildet ist und die ausgelegt ist, in eine Voreilwinkelrichtung oder in eine Nacheilwinkelrichtung relativ zum Antriebsdrehelement durch einen Hydraulikdruck gedreht zu werden, der der Voreilwinkel-Arbeitskammer und der Nacheilwinkel-Arbeitskammer selektiv zugeführt wird oder daraus abgelassen wird; und ein zweites Drehelement, das an der anderen Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle oder der äußeren Nockenwelle befestigt ist, das in der Aufnahmekammer des ersten Drehelements drehbar aufgenommen ist, und ausgelegt ist, um relativ zum ersten Drehelement und zum Antriebsdrehelement innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs gedreht zu werden; einen ersten Verriegelungsmechanismus, der am ersten Drehelement vorgesehen ist, und ausgelegt ist, um eine Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement zu verriegeln, und die Verriegelung der Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement freizugeben; und einen zweiten Verriegelungsmechanismus, der am zweiten Drehelement vorgesehen ist und ausgelegt ist, um eine Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement gemäß einer Anforderung zu verriegeln, und die Verriegelung der Relativdrehung zwischen dem Antriebsdrehelement und dem zweiten Drehelement gemäß der Anforderung freizugeben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigt:
1 eine Teil-Schnittansicht, die eine variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2A und 2B jeweils eine Ansicht, die zwei Antriebsnocken in der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 1 veranschaulichen;
3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen wesentlichen Teil der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 1 veranschaulicht;
4 eine Längsschnittansicht, die einen Hydraulikkreis der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 1 veranschaulicht;
5 eine Funktionsdarstellungsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem die relativen Drehphasen des ersten Flügelrotors und des zweiten Flügelrotors in Bezug auf das Kettenrad auf eine maximale Voreilwinkelseite verschoben sind;
6 eine Funktionsdarstellungsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem die relativen Drehphasen des ersten Flügelrotors und des zweiten Flügelrotors in Bezug auf das Kettenrad auf eine maximale Nacheilwinkelseite verschoben sind;
7 eine Funktionsdarstellungsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem der zweite Flügelrotor auf die maximale Nacheilwinkelseite in einem Zustand verschoben ist, bei dem der erste Flügelrotor relativ auf die maximale Nacheilwinkelseite gedreht ist;
8 eine Schnittansicht, die einen ersten Verriegelungsmechanismus und einen zweiten Verriegelungsmechanismus in der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 1 veranschaulicht;
9 eine Schnittansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem ein erster Sperrstift aus einer ersten Verriegelungsöffnung in der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 1 bewegt ist;
10 eine Schnittansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem ein zweiter Sperrstift aus der zweiten Verriegelungsöffnung bewegt ist und der erste Sperrstift mit der ersten Verriegelungsöffnung in der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 1 im Eingriff steht;
11 eine Schnittansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem die Eingriffe des ersten Sperrstifts und des zweiten Sperrstifts freigegeben sind und der erste Sperrstift mit einer anderen ersten Verriegelungsöffnung in der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 1 im Eingriff steht;
12 eine Ansicht, die eine Hubkennlinie veranschaulicht, bei der die beiden Auslassventile zur gleichen Phase auf der Voreilwinkelseite in der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 1 gesteuert sind;
13 eine Ansicht, die eine Hubkennlinie veranschaulicht, bei der die beiden Auslassventile auf die gleiche Phase auf der Nacheilwinkelseite in der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 1 gesteuert sind;
14 eine Ansicht, die eine Hubkennlinie veranschaulicht, bei der nur eines der Auslassventile auf die Voreilwinkelseite in der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 1 gesteuert ist;
15 eine Funktionsdarstellungsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem die relativen Drehphasen eines ersten Flügelrotors und eines zweiten Flügelrotors in Bezug auf ein Kettenrad auf eine maximale Voreilwinkelseite verschoben sind;
16 eine Funktionsdarstellungsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem der erste Flügelrotor und der zweite Flügelrotor auf die maximale Nacheilwinkelseite in Bezug auf das Kettenrad in der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 15 verschoben sind;
17 eine Funktionsdarstellungsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem der erste Flügelrotor auf die maximale Nacheilungsseite in einem Zustand verschoben ist, bei dem sich der zweite Flügelrotor auf der maximalen Nacheilwinkelseite befindet;
18 eine Schnittansicht, die den ersten Verriegelungsmechanismus und den zweiten Verriegelungsmechanismus in der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 15 veranschaulicht;
19 eine Schnittansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem der erste Sperrstift aus der ersten Verriegelungsöffnung in der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 15 herausgetreten ist;
20 eine Schnittansicht die einen Zustand veranschaulicht, bei dem der zweite Sperrstift aus der zweiten Verriegelungsöffnung herausgetreten ist und der erste Sperrstift mit dem zweiten Sperrstift bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 15 im Eingriff steht;
21 eine Schnittabwicklung, die einen Zustand, bei dem der erste Sperrstift mit der ersten Verriegelungsöffnung im Eingriff steht, und einen zweiten Zustand veranschaulicht, bei dem der Eingriff des zweiten Sperrstifts mit der zweiten Verriegelungsöffnung freigegeben ist und der erste Flügelrotor auf die relative Drehposition auf der Nachheilungswinkelseite verschoben ist;
22 eine Ansicht, die eine Hubkennlinie veranschaulicht, bei der beide Auslassventile auf die gleiche Phase auf der Voreilwinkelseite in der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 15 gesteuert sind;
23 eine Ansicht, die eine Hubkennlinie veranschaulicht, bei der beide Auslassventile auf die gleiche Phase auf der Nacheilwinkelseite in der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung von 15 verschoben sind; und
24 eine Ansicht, die eine Hubkennlinie veranschaulicht, bei der nur eines der Auslassventile auf die Phase auf der Voreilwinkelseite verschoben ist, um eine geöffnete Winkelstellung einzunehmen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend werden variable Ventilbetätigungsvorrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen veranschaulicht. In diesen Ausführungsbeispielen wird die variable Ventilbetätigungsvorrichtung auf einer Auslassventilseite z. B. eines Vierzylinder-Ottomotors verwendet.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
der Verbrennungsmotor umfasst zwei Auslassventile in jedem Zylinder. Die variable Ventilbetätigungsvorrichtung ist zum variablen Steuern von Öffnungs- und Schließzeiten und eines Betätigungswinkels (Öffnungswinkel) der beiden Auslassventile gemäß einem Antriebszustand des Motors ausgelegt.
Die variable Ventilbetätigungsvorrichtung umfasst, wie in 1 bis 5 dargestellt, ein Kettenrad 1, das zum Antreiben und Drehen über eine Steuerkette durch eine Kurbelwelle (nicht dargestellt) des Motors ausgelegt ist; eine Nockenwelle 2 auf der Auslassseite, die vorgesehen ist, um relativ zum Kettenrad 1 gedreht zu werden; einen Phasenänderungsmechanismus 3, der zwischen dem Kettenrad 1 und der Nockenwelle 2 angeordnet und zum Verschieben einer relativen Drehphase des Kettenrads 1 und der Nockenwelle 2 ausgelegt ist; und einen Hydraulikdruckkreis 4, der zum Betätigen des Phasenänderungsmechanismus 3 ausgelegt ist.
Die beiden Auslassventile jedes Zylinders umfassen einen Schirmbereich (Ventiloberteilbereich), der zum Öffnen und Schließen eines Öffnungsendes von jedem der beiden Auslassbereiche auf der Zylinderseite ausgelegt ist. Jedes der beiden Auslassventile ist ausgelegt, um von einer Federkraft einer Ventilfeder durch einen Ventilstößel in eine Schließrichtung gedrückt zu werden, der an einem oberen Endbereich jedes Auslassventils angeordnet ist.
Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst die Nockenwelle 2 eine äußere Nockenwelle 5 mit einem hohlen Innenbereich; und eine innere Nockenwelle 6, die einen massiven Innenbereich aufweist und die in der äußeren Nockenwelle 5 vorgesehen ist, um relativ zur äußeren Nockenwelle 5 gedreht zu werden. Die innere Nockenwelle 6 wird auf einer Innenumfangsfläche der äußeren Nockenwelle drehbar abgestützt. Andererseits wird die äußere Nockenwelle 5 von einem Zylinderkopf (nicht dargestellt) durch ein Nockenlager drehbar abgestützt.
Die äußere Nockenwelle 5 ist mit einem ersten Antriebsnocken 5a auf einer Außenumfangsfläche der äußeren Nockenwelle 5 an einer vorgegebenen Position durch Presspassung einstückig vorgesehen. Der erste Antriebsnocken 5a ist zum Öffnen von einem der Auslassventile jedes Zylinders durch den Ventilstößel ausgelegt.
Die innere Nockenwelle 6 umfasst ein Innengewindeloch 6c, das in Axialrichtung mit einem Spitzenendbereich 6b der inneren Nockenwelle 6 ausgebildet ist und in welches ein Außengewinde des Außenumfangs eines Schaftbereichs 9c einer Nockenschraube 9 geschraubt ist. Darüber hinaus ist ein zweiter Antriebsnocken 6a an einer vorgegebenen Position der inneren Nockenwelle 6 in Axialrichtung fixiert bzw. befestigt. Der zweite Antriebsnocken 6a ist zum Öffnen von einem der Auslassventile durch den gleichen Ventilstößel ausgelegt, wobei er auf dem Außenumfang der äußeren Nockenwelle 5 gleitet.
Die innere Nockenwelle 6 umfasst ein Durchgangsloch 6d, das sich in die Durchmesserrichtung erstreckend ausgebildet ist. Eine Verbindungswelle 7 durchdringt das Durchgangsloch 6d der inneren Nockenwelle 6 und ist am Durchgangsloch 6d der inneren Nockenwelle 6 befestigt. Darüber hinaus sind Endbereiche 7a und 7b der Verbindungswelle 7 beide in den Innenbereichen des zweiten Antriebsnockens 6a durch Presspassung befestigt. Damit ist der zweite Antriebsnocken 6a an der inneren Nockenwelle 6 befestigt. Darüber hinaus durchdringt die Verbindungswelle 7 ein Paar von Einstecklöchern 5c und 5d, die in der äußeren Nockenwelle 5 ausgebildet sind, um die äußere Nockenwelle 5 in der Durchmesserrichtung zu durchdringen. Jedes der Einstecklöcher 5c und 5d ist in einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitzform ausgebildet, um ein Drehen der inneren Nockenwelle 6 relativ zur äußeren Nockenwelle 5 innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs durch die Verbindungswelle 7 zu ermöglichen.
Wie in 1 und 2A und 2B dargestellt, sind der erste Antriebsnocken 5a und der zweite Antriebsnocken 6a durch einen winzigen Spalt zwischen dem ersten Antriebsnocken 5a und dem zweiten Antriebsnocken 6a benachbart zueinander angeordnet. Darüber hinaus umfassen der erste Antriebsnocken 5a und der zweite Antriebsnocken 6a Außenumfangsflächen 5b und 6b, die das gleiche ovale Nockenprofil aufweisen. Der erste Antriebsnocken 5a und der zweite Antriebsnocken 6a sind zum unabhängigen Öffnen und Schließen des einen der Auslassventile des einen Zylinders ausgelegt.
Wie in 1 und 3 bis 5 dargestellt, umfasst der Phasenänderungsmechanismus 3 ein Gehäuse 8, das an einem Endbereich der Nockenwelle 2 angeordnet ist und das mit dem Kettenrad 1 einstückig ausgebildet ist; und einen ersten Flügelrotor 10, der ein erstes Drehelement ist, das an einem Endbereich der äußeren Nockenwelle 5 durch die Nockenschraube 9 aus der Axialrichtung befestigt ist und das im Gehäuse 8 drehbar aufgenommen ist; drei erste bis dritte Schuhe 11a–11c, die von einer Innenumfangsfläche des Gehäuses 8 herausragen; drei Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12, die Nacheilwinkel-Arbeitskammern sind, die durch die drei Schuhe 11a–11c und drei ersten bis dritten Flügel 20–22 des ersten später beschriebenen Flügelrotors 10 unterteilt sind; und Voreil-Flüssigkeitsdruckkammern 13, die Voreilwinkel-Arbeitskammern sind, die durch die drei Schuhe 11a–11c und die drei ersten bis dritten Flügel 20–22 unterteilt sind.
Das Gehäuse 8 umfasst einen zylindrischen Gehäusehauptkörper 14, der an beiden axialen Enden Öffnungen aufweist, und der zusammen mit dem Kettenrad 1 verwendet wird; und eine vordere Platte 15 und eine hintere Platte 16, die die vorderen und hinteren axialen Öffnungen des Gehäusehauptkörpers 14 schließen. Die vordere Platte 15 und die hintere Platte 16 sind mit dem Gehäusehauptkörper 14 durch Verschrauben mit drei Schrauben 17 aus der Axialrichtung einstückig verbunden.
Der Gehäusehauptkörper 14 ist aus einem gesinterten Metall in einem zylindrischen einstückigen Körper ausgebildet. Der Gehäusehauptkörper 14 umfasst einen verzahnten Bereich 1a, der auf einem Außenumfang eines vorderen Endes des Gehäusehauptkörpers 14 einstückig ausgebildet ist und um den eine Kette gewunden ist; und die drei ersten bis dritten Schuhe 11a–11c, die auf einem Innenumfang einstückig ausgebildet sind und nach innen vorragen.
Jeder der drei Schuhe 11a–11c weist von der Seite gesehen im Wesentlichen eine Trapezform auf. Zwei der Schuhe 11a–11c (die Schuhe 11b und 11c) sind in der Umfangsrichtung des Gehäusehauptkörpers 14 in einem Abstand von 180 Grad angeordnet. Einer der Schuhe 11a–11c (der Schuh 11a) ist zwischen den beiden Schuhen 11b und 11c angeordnet. Jeder der Schuhe 11a–11c umfasst eine Dichtungsnut, die an einem Spitzenendbereich von jedem der Schuhe 11a–11c in Axialrichtung ausgebildet ist. Ein Dichtelement 18, das im Wesentlichen U-förmig ist, ist in jeder der Dichtungsnuten der Schuhe 11a–11c montiert und befestigt.
Außerdem umfasst jeder der Schuhe 11a–11c ein Schrauben-Einsteckloch 11d, das auf einem radialen Außenseitenbereich (Außenumfangsbereich) von jedem der Schuhe 11a–11c ausgebildet ist, und das jeden der Schuhe 11a–11c durchdringt. In eines der Schrauben-Einstecklöcher 11d ist jeweils eine Schraube 17 eingeschraubt.
Der erster Schuh 11a umfasst eine flache, erste erhabene Oberfläche 11e, die auf einer Umfangseitenfläche in Umfangsrichtung ausgebildet ist. Andererseits umfasst der zweite Schuh 11b eine flache, zweite erhabene Oberfläche 11f, die auf einer Umfangsseitenfläche ausgebildet ist, die der einen Umfang Seitenfläche des ersten Schuhs 11a in Umfangsrichtung gegenüberliegt. Wenn sich der erste, später beschriebene Flügelrotor 10 im Uhrzeigersinn, wie in 5 und 6 dargestellt, dreht, liegen die entsprechenden Oberflächen des ersten Flügels 20 (die den erhabenen Oberflächen 11e und 11f gegenüberliegen) an diesen erhabenen Oberflächen 11e und 11f an, um den ersten Flügelrotor 10 auf einer maximalen Nacheilwinkelposition und einer maximalen Voreilwinkelposition zu begrenzen.
Die vordere Platte 15 ist durch Pressformen eines Blechs in eine kreisförmige Scheibenplatte mit einer relativ geringen Dicke ausgebildet. Die vordere Platte umfasst ein Loch 15a mit großem Durchmesser, das an einem Mittenbereich der vorderen Platte 15 ausgebildet ist und in dem ein flanschförmiger Sitzbereich 9b eines Kopfbereichs 9a der Nockenschraube 9 angeordnet und aufgenommen ist; und drei Schrauben-Einstecklöcher 15b, die auf einer Außenumfangsseite in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung ausgebildet sind, die die vordere Platte 15 durchdringen und durch jedes von diesen eine der Schrauben 17 gesteckt ist.. Darüber hinaus umfasst diese vordere Platte 15 zwei Luftlöcher 15c und 15d, die auf einem Innenumfang der vorderen Platte 15 ausgebildet sind, von denen jedes einen kleinen Durchmesser aufweist und von denen jedes die vordere Platte 15 durchdringt. Diese Luftlöcher 15c und 15d sind zum Verbinden der Außenluft und einem zweiten Gleitloch 42 eines später beschriebenen zweiten Verriegelungsmechanismus 41 ausgelegt, wenn der erste Flügelrotor 10 auf den relativen Drehposition auf der maximalen Voreilwinkelseite und der maximalen Nacheilwinkelseite positioniert ist, um ein gutes Gleitverhalten eines zweiten Sperrstifts 43 zu gewährleisten.
Die hintere Platte 16 ist aus einer gesinterten Legierung in einer kreisförmigen Scheibenform mit einer größeren Dicke als die Dicke der vorderen Platte 15 ausgebildet. Die hintere Platte 16 umfasst ein Halteloch 16a, das an einem Mittenbereich der hinteren Platte 16 ausgebildet ist, das die hintere Platte 16 durchdringt, in welchem ein zylindrischer hinterer Endbereich eines ersten Rotors 19 (der später beschrieben wird) eines ersten Flügelrotors 10 eingefügt ist und der den zylindrischen hinteren Endbereich des ersten Rotors 19 des ersten Flügelrotors 10 drehbar abstützt. Darüber hinaus umfasst die hintere Platte 16 drei Innengewindelöcher 16b, die auf der Außenumfangsseite der hinteren Platte 16 in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung ausgebildet sind und in die jeweils die Außengewinde der Spitzenendbereiche der Schrauben 17 eingeschraubt sind.
Die hintere Platte 16 umfasst erste Verriegelungslöcher 31a und 31b, die zwei erste Verriegelungsausnehmungsabschnitte des ersten, später beschriebenen Verriegelungsmechanismus 28 sind und die auf dem Außenumfang der hinteren Platte 16 an vorgegebenen Positionen ausgebildet sind. Diese ersten Verriegelungslöcher 31a und 31b sind in einem vorgegebenen Abstand auf dem gleichen geometrischen Ort ausgebildet, so dass ein erster Sperrstift 30, der das erste Verriegelungselement des ersten Verriegelungsmechanismus 28 bildet, mit den ersten Verriegelungslöchern 31a und 31b an relativen Drehpositionen der maximalen Voreilwinkelposition und der maximalen Nacheilwinkelposition des ersten Flügelrotors 10 im Eingriff steht, was später beschrieben wird.
Die hintere Platte 16 umfasst einen Positionierungsstift 16c, der auf dem Außenumfangsbereich der hinteren Platte 16 an einer vorgegebenen Position angeordnet ist, der hervorragt und der in ein Positionierungsloch 14a eingesteckt und mit diesem im Eingriff steht, das im zweiten Schuh 11b des Gehäusehauptkörpers 14 ausgebildet ist, um die hintere Platte 16 in Bezug auf den Gehäusehauptkörper 14 zu positionieren.
Der erste Flügelrotor 10 ist beispielsweise aus gesintertem Metall ausgebildet. Wie in 1, 3 und 5 dargestellt, umfasst der erste Flügelrotor 10 auf einer zentralen Seite einen ersten Rotor 19; und die drei ersten bis dritten Flügel 20–22, die vom Außenumfang des ersten Rotors 19 in radialen Richtungen herausragen.
Der erste Rotor 19 weist eine Gesamtform auf, die aus einer im Wesentlichen zylindrischen Hohlform gebildet ist. Der erste Rotor 19 weist eine abgestufte Form mit einem großen Durchmesserbereich 19a und einem kleinen Durchmesserbereich 19b auf, die in Umfangsrichtung angeordnet sind. Der große Durchmesserbereich 19a des ersten Rotors 19 weist einen großen Außendurchmesser auf. Der kleine Durchmesserbereich 19b des ersten Rotors 19 weist einen kleinen Außendurchmesser auf, der kleiner als der Außendurchmesser des großen Durchmesserbereichs 19a des ersten Rotors 19 ist. Der erste Rotor 19 umfasst einen großen Durchmesserbereich 19a zwischen dem ersten Flügel 20 und dem zweiten Flügel 21; und einen kleinen Durchmesserbereich 19b zwischen dem ersten Flügel 20 und dem dritten Flügel 22.
Dieser erste Rotor 19 umfasst ein Einsteckloch 19d, das an einem Mittenbereich einer Scheibenwand 19c ausgebildet ist, die am vorderen Endbereich des ersten Rotors 19 ausgebildet ist, in die der Schaftbereich 9c der Nockenschraube 9 eingesteckt ist und die den ersten Rotor 19 in Axialrichtung durchdringt; und erste und zweite Montagelöcher 19e und 19f, die in abgestuften Formen ausgebildet sind. Ein Spitzenendbereich 5d der äußeren Nockenwelle 5 ist im ersten Montageloch 19e des ersten Rotors 19 montiert. Ein Spitzenendbereich 6c der inneren Nockenwelle 6 ist im zweiten Montageloch 19f des ersten Rotors 19 montiert. Darüber hinaus ist dieser erste Rotor 19 am Spitzenendbereich 6c der inneren Nockenwelle 6 dadurch befestigt, das dieser durch die Scheibenwand 19c aus der Axialrichtung durch die Nockenschraube 9 festgezogen ist.
In diesem ersten Rotor 19 ist der Spitzenendbereich 5d der äußeren Nockenwelle 5 im ersten Montageloch 19e montiert. Der erste Rotor 19 ist jedoch nicht mit der äußeren Nockenwelle 5 verbunden, um eine freie Drehung zwischen der äußeren Nockenwelle 5 und dem ersten Rotor 19 zu ermöglichen.
Darüber hinaus umfasst der erste Rotor 19 eine Aufnahmekammer 26, die auf einer Innenseite des ersten Rotors 19 auf einer hinteren Seite des ersten Montagelochs 19e ausgebildet ist, in dem die äußere Nockenwelle montiert ist und die einen zweiten Flügelrotor 23 zum relativen Drehen aufnimmt. Wie in 5 dargestellt, umfasst diese Aufnahmekammer 26 einen kreisförmigen Rotor-Aufnahmebereich 26a, der auf einem Mittenbereich des ersten Rotors 19 ausgebildet ist, und einen sektoriellen Flügel-Aufnahmebereich 26b, der in einer Sektorform in großem Durchmesserbereich 19a ausgebildet ist, und der mit dem Rotor-Aufnahmebereich 26a verbunden ist.
Der große Durchmesserbereich 19a umfasst ein zweites Gleitloch 42, das an einer im Wesentlichen mittigen Position in der Umfangsrichtung ausgebildet ist, das in Axialrichtung durchdringt und in welchem der zweite Sperrstift 43 verschoben wird, der ein zweites Verriegelungselement des zweiten Verriegelungsmechanismus 41 ist
Wie in 5 dargestellt, weisen die ersten bis dritten Flügel 20 bis 22 eine im Wesentlichen gleiche Umfangsbreite auf. Jeder der ersten bis dritten Flügel 20 bis 22 umfasst eine Montagenut, die auf einem Spitzenendbereich von jedem der ersten bis dritten Flügel 20 bis 22 ausgebildet ist. Dichtungselemente 27 sind jeweils in den Montagenuten der ersten bis dritten Flügel 20 bis 22 montiert und befestigt. Die Dichtungselemente 27 liegen auf einer Innenumfangsfläche des Gehäuseshauptkörpers 14 verschiebbar an, um die Nachteil-Flüssigkeitsdruckkammern und die Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 und 13 abzudichten.
Darüber hinaus liegt eine Umfangsseitenfläche des ersten Flügels 20 auf einer Gegenuhrzeigersinn-Seite in der Zeichnung (Seite der Voreil-Flüssigkeitsdruckkammer 13) an der ersten erhabenen Fläche 11e an, um die maximale relative Drehung zu beschränken, wenn sich der erste Flügel 20 relativ auf die Nacheilwinkelseite dreht. Darüber hinaus liegt die andere Umfangsseitenfläche des ersten Flügels 20 auf einer Uhrzeigersinn-Seite in der Zeichnung (die Seite der Nachteil-Flüssigkeitsdruckkammer 12) an der zweiten erhabenen Fläche 11f an, um die maximale relative Drehung zu beschränken, wenn sich der erste Flügel 20 relativ auf die Voreilwinkelseite dreht.
Wie in 1, 3 und 5 dargestellt, umfasst der in der Aufnahmekammer 26 aufgenommene zweite Flügelrotor 23 einen ringförmigen zweiten Rotor 24, der im Rotor-Aufnahmebereich 26a des ersten Rotors 19 aufgenommen ist und gehalten wird, um relativ gedreht zu werden; und einen vierten Flügel 25, der auf der Außenumfangsfläche des zweiten Rotors 24 einstückig ausgebildet ist, der aus der Außenumfangsfläche des zweiten Rotors 24 vorragt und der in der Flügel-Aufnahmekammer 26b schwenkbar aufgenommen ist.
Der zweite Rotor 24 weist einen etwas kleineren Außendurchmesser als ein Innendurchmesser des Rotor-Aufnahmebereichs 26a auf. Zwischen der Außenumfangsfläche des zweiten Rotors 24 und einer Innenumfangsfläche des Rotor-Aufnahmebereichs 26a ist ein winziger zylindrischer Zwischenraum ausgebildet, um die freie Drehung des zweiten Rotors 24 zu gewährleisten. Darüber hinaus weist der zweite Rotor 24 eine axiale Länge auf, die im Wesentlichen identisch mit einer axialen Länge des Rotor-Aufnahmebereichs 26a ist.
Wie in 1 dargestellt, weist dieser zweite Rotor 24 darüber hinaus ein kreisförmiges Befestigungsloch 24a auf, das an einem Mittenbereich des zweiten Rotors 24 ausgebildet ist und das in der Axialrichtung durchdringt. Der Spitzenendbereich 5d der äußeren Nockenwelle 5 ist in diesem Befestigungsloch 24a des zweiten Rotors 24 durch Presspassung fixiert bzw. befestigt.
Der vierte Flügel 25 weist eine Sektorform auf, die dem Flügel-Aufnahmebereich 26b entspricht. Der vierte Flügel 25 ist im Flügel-Aufnahmebereich 26b relativ drehbar aufgenommen. Darüber hinaus ist zwischen einer Außenumfangsfläche des vierten Flügels 25 und einer Innenumfangsfläche des Flügel-Aufnahmebereichs 26b ein Zwischenraum ausgebildet.
Der vierte Flügel 25 umfasst darüber hinaus ein erstes Gleitloch 29, das ein zweites Verriegelungsausnehmungsloch ist, das im vierten Flöget 25 auf einer Gegenuhrzeigersinnseite der Umfangsrichtung, d. h. auf der Nacheilwinkelseite, ausgebildet ist und das den vierten Flügel 25 in Axialrichtung durchdringt. Ein erster Sperrstift 30 des ersten Verriegelungsmechanismus 28 wird in diesem ersten Gleitloch 29 verschoben.
Der Hydraulikdruckkreis 4 ist zum selektiven Zuführen des Hydraulikdrucks zu den Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 und Voreil-Flüssigkeitsdruckkammern 13 und zum selektiven Ablassen (Ausstoßen) des Hydraulikdrucks aus den Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 und Voreil-Flüssigkeitsdruckkammern 13 ausgelegt. Wie in 1 und 4 dargestellt, umfasst der Hydraulikdruckkreis 4 einen nacheilseitigen Kanal bzw. Durchgang 36, der mit den Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 verbunden ist; einen voreilseitigen Durchgang 37, der mit den Voreil-Flüssigkeitsdruckkammern 13 verbunden ist; eine Ölpumpe 39, die zum selektiven Zuführen des Hydraulikdrucks zum nacheilseitigen Durchgang 36 und voreilseitigen Durchgang 37 durch ein elektromagnetisches Schaltventil (Magnetventil) 38 ausgelegt ist; und einen Ablasskanal bzw. Ablassdurchgang 40, der selektiv mit dem nacheilseitigen Durchgang 36 und voreilseitigen Durchgang 37 durch das elektromagnetische Schaltventil 38 verbunden ist.
Wie in 4 dargestellt, umfasst der nacheilseitige Durchgang 36 eine Nut 36a, die auf einer Außenumfangsfläche der äußeren Nockenwelle 5 ausgebildet ist; ein radiales Loch und ein axiales Loch 36b, die in der inneren Nockenwelle 6 durchgehend ausgebildet sind und die mit der Nut 36a verbunden sind; ein radiales Loch 36c, das auf der Spitzenendseite des axialen Lochs 36b ausgebildet ist; eine ringförmige Nut 36d, die auf der Innenumfangsfläche des zweiten Montagelochs 19f des ersten Rotors 19 ausgebildet ist und mit dem radialen Loch 36c verbunden ist; und drei nacheilseitige Öllöcher 36e, die im ersten Rotor 19 in radialen Richtungen ausgebildet sind und die die ringförmige Nut 36d und die Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 verbinden.
Gleichermaßen umfasst der voreilseitige Durchgang 37, wie in 4 dargestellt, eine Nut 37a, die auf der Außenumfangsfläche der äußeren Nockenwelle 5 ausgebildet ist; eine axiales Loch und ein axiales Loch 37b, die in der inneren Nockenwelle 6 durchgehend ausgebildet sind und die mit der Nut 37a verbunden sind; und ein radiales Loch 37c, das auf der Spitzenendseite des axialen Lochs 37b ausgebildet ist; ein Verbindungsloch 37d, das auf dem Spitzenendbereich der äußeren Nockenwelle 5 in radialer Richtung ausgebildet ist und mit dem radialen Loch 37c verbunden ist; eine ringförmige Nut 37e, die auf der Innenumfangsfläche des ersten Montagelochs 19e des ersten Rotors 19 ausgebildet ist und mit dem Verbindungsloch 37d verbunden ist; und drei voreilseitige Löcher 37f, die im ersten Rotor 19 in radialen Richtungen ausgebildet sind und die die ringförmige Nut 37e und die Voreil-Flüssigkeitsdruckkammern 13 verbinden.
Im elektromagnetischen Schaltventil 38 wird ein Schieberventil im elektromagnetischen Schaltventil 38 in Axialrichtung durch Ausgeben und Abschalten eines Steuerstroms von einer Steuereinheit (ECU) (nicht dargestellt) an eine elektromagnetische Spule bewegt. Damit ist das elektromagnetische Schaltventil 38 zum Steuern ausgelegt, um den Ausstoßkanal bzw. Ausstoßdurchgang 39a der Ölpumpe 39 und den Ablassdurchgang 40 in Bezug auf den nacheilseitigen Durchgang 36 und voreilseitigen Durchgang 37 selektiv umzuschalten. Das heißt, wenn die Steuereinheit den Steuerstrom ausgibt, verbindet das elektromagnetische Schaltventil 38 den Ausstoßdurchgang 39a und den nacheilseitigen Durchgang 36 und verbindet gleichzeitig den Ablassdurchgang 40 und den voreilseitigen Durchgang 37. Wenn die Steuereinheit andererseits den Steuerstrom abschaltet, verbindet das elektromagnetische Schaltventil 38 den Ausstoßdurchgang 39a und den voreilseitigen Durchgang 37 und verbindet gleichzeitig den Ablassdurchgang 40 und den nacheilseitigen Durchgang 36.
Ein interner Computer der Steuereinheit erfasst einen momentanen Antriebszustand des Motors durch Empfangen von Informationssignalen von diversen Sensoren, wie zum Beispiel einem Kurbelwinkelsensor, einem Luftmengenmesser, einem Wassertemperatursensor und einem Drosselklappen-Öffnungsgradsensor (nicht dargestellt). Die Steuereinheit gibt den Steuerstrom an die elektromagnetische Spule des elektromagnetischen Schaltventils 38 gemäß diesem Antriebszustand des Motors ab.
Wie in 1, 3 und 8 dargestellt, umfasst der erste Sperrmechanismus 38 das Gleitloch 29, das im vierten Flügel 25 des zweiten Flügelrotors 23 ausgebildet ist; den ersten Sperrstift 30, der im Gleitloch 29 aufgenommen ist und ausgelegt ist, sich zur hinteren Platte 16 (in die Vorwärtsrichtung und in die Rückwärtsrichtung in Bezug auf die hintere Platte 16) hin und von dieser weg (in diese hinein- und aus dieser heraus) zu bewegen; und die zwei ersten Verriegelungslöcher 31a und 31b, die in der hinteren Platte 16 ausgebildet sind und mit denen ein Spitzenendbereich 30a des ersten Sperrstifts 30 im Eingriff steht, um den zweiten Flügelrotor 23 zu verriegeln; und einen ersten Eingriffs-/Freigabemechanismus, der ausgelegt ist, um den Spitzenendbereich 30a des ersten Sperrstifts 30 mit den Verriegelungslöchern 31a und 31b gemäß dem Antriebszustand des Motors in Eingriff zu bringen und den Eingriff des Spitzenendbereichs 30a des ersten Sperrstifts 30 mit den Verriegelungslöchern 31a und 31b gemäß dem Antriebszustand des Motors freizugeben.
Das erste Gleitloch 29 weist einen einheitlichen Innendurchmesser auf, der relativ groß ist. Das erste Gleitloch 29 durchdringt den zweiten Flügelrotor 23 (vierten Flügel 25) in der Axialrichtung.
Der erste Sperrstift 30 umfasst einen hinteren Endbereich mit einer Außenumfangsfläche, die einen im Wesentlichen einheitlichen Außendurchmesser aufweist, um dem ersten Gleitloch 29 zu entsprechen; und einen Spitzenendbereich 30a mit einem kleinen Durchmesser, der etwas kleiner als ein Innendurchmesser der ersten Verriegelungslöcher 31a und 31b ist. Darüber hinaus umfasst der erste Sperrstift 30 eine abgestufte Druckaufnahmefläche 30b, die eine abgestufte Form aufweist und die zwischen dem hinteren Endbereich und dem Spitzenendbereich 30a ausgebildet ist. Darüber hinaus ist dort eine ringförmige erste Druckaufnahmekammer 32 zwischen der Druckaufnahmefläche 30b und einer ersten Ölnut 25a ausgebildet, die durch Einschneiden eines Rands eines Spitzenendes des ersten Gleitlochs 29 gebildet ist.
Jedes der ersten Verriegelungslöcher 31a und 31b weist eine mit einem Boden versehene zylindrische Form auf. Wie oben beschrieben, sind die ersten Verriegelungslöcher 31a und 31b auf der Innenfläche der hinteren Platte 16 auf der Innenumfangsseite in einem vorgegebenen Abstand in der Umfangsrichtung ausgebildet. Das eine Verriegelungsloch 31a ist an einer Position ausgebildet, an welcher der erste Sperrstift 30 mit dem Verriegelungsloch 31a aus der Axialrichtung in Eingriff steht, wenn der zweite Flügelrotor 23 relativ auf die maximale Voreilwinkelseite gedreht ist. Das andere Verriegelungsloch 31b ist an einer Position ausgebildet, an welcher der erste Sperrstift mit dem Verriegelungsloch 31b aus der Axialrichtung in Eingriff steht, wenn der zweite Flügelrotor 23 relativ auf die maximale Nacheilwinkelseite gedreht ist.
Wenn der erste Sperrstift 30 folglich mit dem ersten Verriegelungsloch 31a im Eingriff steht, wird der relative Drehwinkel zwischen dem Gehäuse 8 und dem zweiten Flügelrotor 23 zu einem verstellten Verschiebungswinkel (einer Verschiebungsphase) des maximalen Voreilwinkels, welcher zum Starten des Motors optimal ist. Wenn der erste Sperrstift 30 mit dem anderen Verriegelungsloch 31b im Eingriff steht, wird der relative Drehwinkel zwischen dem Gehäuse 8 und dem zweiten Flügelrotor 23 zu einem Verschiebungswinkel (einer Verschiebungsphase) des maximalen Nacheilwinkels.
Der erste Sperrstift 30 weist einen Außendurchmesser auf, der größer als ein Innendurchmesser eines später beschriebenen zweiten Gleitlochs 42 ist. Wenn sich der erste Sperrstift 30 demzufolge in die Rückwärtsrichtung (die linke Richtung in 8) bewegt, liegt ein Außenumfangsrand 30b des hinteren Endes des ersten Sperrstifts 30 am Rand des zweiten Gleitlochs 42 an, so dass die maximale Rückwärtsbewegung des Sperrstifts 30 beschränkt ist. Dabei ist der Spitzenendbereich 30a des ersten Sperrstifts 30 vollständig aus den ersten Verriegelungslöchern 31a und 31b ausgerückt.
Der erste Eingriffs- und Freigabemechanismus benutzt einen Teil eines Eingriffs- und Freigabemechanismus des zweiten Verriegelungsmechanismus 41 mit. Der erste Eingriffs- und Freigabemechanismus umfasst eine Spiralfeder 33, die zwischen einem hinteren Endbereich eines später beschriebenen zweiten Sperrstifts 43 und der inneren Endfläche der vorderen Platte 15 montiert (angeordnet) ist, um den ersten Sperrstift 30 durch den zweiten Sperrstift 43 in die Vorwärtsrichtung in die Richtung zu den ersten Verriegelungslöchern 31a und 31b) zu drücken; und einen ersten Freigabe-Hydraulikdruckkreis 34, der zum Zuführen des Hydraulikdrucks zur ersten Druckaufnahmefläche 30b und den ersten Verriegelungslöchern 31a und 31b durch die erste Druckaufnahmekammer 32 und dadurch zum Bewegen des ersten Sperrstifts 30 aus den ersten Verriegelungslöchern 31a und 31b ausgelegt ist, um die Verriegelung freizugeben.
Wie in 1, 4 und 8 dargestellt, ist der erste Freigabe-Hydraulikdruckkreis 34 unabhängig vom Hydraulikdruckkreis 4 gebildet. Der erste Freigabe-Hydraulikdruckkreis 34 umfasst einen ersten Freigabedurchgang 35, der ein erster Verriegelungsdurchgang ist, der mit den ersten Verriegelungslöchern 31a und 31b verbunden ist; und ein erstes elektromagnetisches Schaltventil (erstes Magnetventil) 46, das zum selektiven Verbinden des Ausstoßdurchgangs 39a der Ölpumpe 39 und des Ablassdurchgangs 40 mit dem Freigabedurchgang 35 ausgelegt ist.
Der erste Freigabedurchgang 35 umfasst einen ersten Endbereich, der zum Verbinden mit der Ölpumpe 39 und dem Ablassdurchgang 40 durch das erste elektromagnetische Schaltventil 46 ausgelegt ist; und einen zweiten Endbereich. Der zweite Endbereich des ersten Freigabedurchgangs 35 umfasst eine Nut 35a und ein radiales Loch, die in einer Außenumfangsfläche der äußeren Nockenwelle 5 ausgebildet sind; ein axiales Loch 35b, das in der inneren Nockenwelle 6 in Axialrichtung ausgebildet ist und das mit dem radialen Loch verbunden ist; und ein Verbindungsloch 35c, das am Spitzenendbereich der äußeren Nockenwelle 5 ausgebildet ist, das die äußere Nockenwelle 5 in radialer Richtung durchdringt und zur Verbindung des axialen Lochs 35b und der ersten Druckaufnahmekammer 32 (den ersten Verriegelungslöchern 31a und 31b) ausgelegt ist.
Das erste elektromagnetische Schaltventil 46 wird durch ein EIN-AUS-Steuersignal von der Steuereinheit gesteuert, die zum Steuern des elektromagnetischen Schaltventils 38 ausgelegt ist. Das erste elektromagnetische Schaltventil 46 ist zum Steuern eines Umschaltens des Ausstoßdurchgangs 39a und des Ablassdurchgangs 40 auf den ersten Freigabedurchgang 35 ausgelegt.
Wie in 1, 4 und 8 dargestellt, umfasst der zweite Verriegelungsmechanismus 41 das zweite Gleitloch 42, das im ersten Rotor 19 des ersten Flügelrotors 10 in Axialrichtung ausgebildet ist; den zweiten Sperrstift 43, der im zweiten Gleitloch 42 verschiebbar aufgenommen ist und der zum ersten Sperrstift 30 hin und davon zurück (in diesen hinein und daraus hinaus) bewegt wird; ein zweites Verriegelungsloch 44, das im hinteren Endbereich des ersten Sperrstifts 30 ausgebildet ist und mit welchem einen Spitzenendbereich 43a des zweiten Sperrstifts 43 in Eingriff steht, um den ersten Flügelrotor 10 und den zweiten Flügelrotor 23 zu verbinden; und einen zweiten Eingriffs- und Freigabemechanismus, der zum Eingriff des Spitzenendbereichs 43a des zweiten Sperrstifts 43 mit dem zweiten Verriegelungsloch 44 gemäß dem Antriebszustand des Motors und zum Freigeben des Eingriffs des Spitzenendbereichs 43a des zweiten Sperrstifts 43 und des zweiten Verriegelungslochs 41 gemäß dem Antriebszustand des Motors ausgelegt ist.
Das zweite Gleitloch 42 ist in Reihe mit (ausgerichtet mit) dem ersten Gleitloch 29 angeordnet, wenn sich der erste Flügelrotor 10 und der zweite Flügelrotor 23 in einer vorgegebenen relativen Drehposition befinden. Das zweite Gleitloch 42 weist einen einheitlichen Innendurchmesser auf, der etwas kleiner als ein Innendurchmesser des ersten Gleitlochs 29 ist. Das zweite Gleitloch 42 durchdringt den ersten Rotor 19 in Axialrichtung.
Der zweite Sperrstift 43 umfasst einen hinteren Endbereich mit einer Außenumfangsfläche, die einen im Wesentlichen einheitlichen Außendurchmesser aufweist, der dem zweiten Gleitloch 42 entspricht und der kleiner als der Außendurchmesser des ersten Sperrstifts 30 ist. Darüber hinaus umfasst der zweite Sperrstift 43 den Spitzenendbereich 43a, der einen kleinen Durchmesser aufweist, der etwas kleiner als der Innendurchmesser des zweiten Verriegelungslochs 44 ist. Darüber hinaus umfasst der zweite Sperrstift 43 eine abgestufte zweite Druckaufnahmefläche 43b, die eine abgestufte Form aufweist und die zwischen dem hinteren Endbereich und Spitzenendbereich 43a des zweiten Sperrstifts 43 angeordnet ist. Auf diese Weise sind der erste Sperrstift 30 und der zweite Sperrstift 43 und die ersten Verriegelungslöcher 31a und 31b und das zweite Verriegelungsloch 44 in Axialrichtung in Reihe angeordnet, so dass eine Projektionsfläche (projizierte Fläche) des ersten Sperrstift 30 und des zweiten Sperrstifts 43 und der ersten Verriegelungslöcher 31a und 31b und des zweiten Verriegelungslochs 44 überlappen.
Darüber hinaus ist eine zweite Ölnut 45 durch Einschneiden des Rands des hinteren Endbereichs des ersten Gleitlochs 29 ausgebildet. Ferner ist eine zweite Druckaufnahmekammer 50 zwischen der zweiten Ölnut 45 und der zweiten Druckaufnahmefläche 43b ausgebildet. Die zweite Ölnut 45 ist mit einem später beschriebenen zweiten Freigabedurchgang 48 verbunden.
Das zweite Verriegelungsloch 44 ist in einer zylindrischen Form mit einem Boden ausgebildet. Wenn der Spitzenendbereich 43a des zweiten Sperrstifts 43 mit dem zweiten Verriegelungsloch 44 im Eingriff steht (verriegelt ist), sind der erste Sperrstift 30 und der zweite Sperrstift 43 in Reihe zueinander angeordnet, so dass der erste Flügelrotor 10 und der zweite Flügelrotor 23 miteinander verbunden sind.
Wie oben beschrieben, umfasst der zweite Eingriffs- und Freigabemechanismus eine Spiralfeder 33, die ein elastisches Element ist, die zwischen den hinteren Endbereich des zweiten Sperrstifts 43 und der inneren Endfläche der vorderen Platte 15 elastisch angeordnet ist und die zum Drücken des zweiten Sperrstifts 43 in die Vorwärtsrichtung (in die Richtung zum zweiten Verriegelungsloch 44) ausgelegt ist; und einen zweiten Freigabe-Hydraulikdruckkreis 47, der zum Zuführen des Hydraulikdrucks durch die zweite Druckaufnahmekammer 50 zur zweiten Druckaufnahmefläche 43b und zum zweiten Verriegelungsloch 44 und dadurch zum Bewegen des zweiten Sperrstifts 43 weg vom (aus dem) zweiten Verriegelungsloch 44 ausgelegt ist, um die Verriegelung freizugeben.
Wie in 1, 4 und 8 dargestellt, wird der zweite Freigabe-Hydraulikdruckkreis 47 unabhängig vom Hydraulikdruckkreis 4 und dem ersten Freigabe-Hydraulikdruckkreis 34 gebildet. Der zweite Hydraulikdruckkreis 44 umfasst den zweiten Freigabedurchgang 48, der ein zweiter Verriegelungsdurchgang ist, der durch die zweite Ölnut 45 mit der zweiten Druckaufnahmekammer 50 verbunden ist; und ein zweites elektromagnetisches Schaltventil (Magnetventil) 49, das zum selektiven Verbinden des Ausstoßdurchgangs 39a der Ölpumpe 39 und des Ablassdurchgangs 40 mit dem zweiten Freigabedurchgang 48 ausgelegt ist.
Der zweite Freigabedurchgang 48 umfasst einen ersten Endbereich, der ausgelegt ist, um durch das zweite elektromagnetische Schaltventil 49 mit dem Ausstoßdurchgang 39a und dem Ablassdurchgang 40 verbunden zu werden; und einen zweiten Endbereich. Der zweite Endbereich des zweiten Freigabedurchgangs 48 umfasst eine Nut 48a und ein radiales Loch, die in der Außenumfangsfläche der äußeren Nockenwelle 5 ausgebildet sind; ein axiales Loch 48b, das in der inneren Nockenwelle 6 in der Axialrichtung ausgebildet und mit dem radialen Loch verbunden ist; und ein Verbindungsloch 48c, das am Spitzenendbereich der äußeren Nockenwelle 5 ausgebildet ist, welches die äußere Nockenwelle 5 in radialer Richtung durchdringt und das zum Verbinden des axialen Lochs 48b und der zweiten Druckaufnahmekammer 50 (des zweiten Verriegelungslochs 44) ausgelegt ist.
Das zweite elektromagnetische Schaltventil 49 wird durch ein EIN-AUS-Steuersignal von der Steuereinheit gesteuert. Das zweite elektromagnetische Schaltventil 49 ist zum Umschalten des Ausstoßdurchgangs 39a und des Ablassdurchgangs 40 in Bezug auf den zweiten Freigabedurchgang 48 ausgelegt.
[Funktion des ersten Ausführungsbeispiels]
Beim Starten des Motors wird, wie in 5 und 8 dargestellt, zuerst der Spitzenendbereich 30a des ersten Sperrstifts 30 durch die Federkraft der Spiralfeder 33 zuvor in Eingriff mit dem ersten Verriegelungsloch 31a auf der Voreilwinkelseite gebracht, und der Spitzenendbereich 43a des zweiten Sperrstifts 43 wird in Eingriff mit dem zweiten Verriegelungsloch 44 gebracht. Dadurch sind der erste Sperrstift 30 und der zweite Sperrstift 33 hintereinander liegend miteinander verbunden. Dementsprechend sind der erste Flügelrotor 10 und der zweite Flügelrotor 23 an der relativen Drehposition auf der Voreilwinkelseite in Bezug auf das Kettenrad 1 verriegelt, was für den Start des Motors optimal ist.
Dementsprechend erhalten die beiden Antriebsnocken 5a und 6a durch die äußere Nockenwelle 5 und die innere Nockenwelle 6 die gleiche Drehphase. Die Öffnungs- und Schließzeitenkennlinie von einem der Auslassventile wird im Anfangsstadium (zu Beginn) an der Phase auf der Voreilwinkelseite gehalten, wie dies durch eine dicke durchgezogene Linie von 12 dargestellt ist.
Wenn der Motor durch Umschalten des Zündschalters von diesem Zustand auf den EIN-Zustand gestartet wird, ist es folglich möglich, das gute Startverhalten (die gute Startbarkeit) durch das problemlose Ankurbeln zu erreichen.
Danach gibt die Steuereinheit in einem vorgegebenen Antriebsbereich nach dem Start des Motors den Steuerstrom an das elektromagnetische Umschaltventil 38 und das erste elektromagnetische Umschaltventil 46 aus. Zuerst werden der Ausstoßdurchgang 39a und der erste Freigabedurchgang 35 miteinander verbunden. Die von der Ölpumpe 39 geförderte Hydraulikflüssigkeit wird durch den ersten Freigabedurchgang 35 der ersten Druckaufnahmekammer 32 zugeführt, so dass die erste Druckaufnahmekammer 32 den hohen Druck erhält. Damit werden der erste Sperrstift 30 und auch der zweite Sperrstift 43 durch den hohen, auf die erste Druckaufnahmefläche 30b einwirkenden Hydraulikdruck gegen die Federkraft der Spiralfeder 33 in die Rückwärtsrichtung (Linksrichtung in 10) bewegt. Der erste Sperrstift 30 bewegt sich aus dem einen ersten Verriegelungsloch 31a, so dass die Verriegelung zwischen der hinteren Platte 16 (dem Gehäuse 8) und dem zweiten Flügelrotor 23 freigegeben wird. Dabei werden der zweite Flügelrotor 23 und der erste Flügelrotor 10 im Verbindungszustand (Verriegelungszustand) gehalten. Folglich wird die Verriegelung zwischen dem Gehäuse 8 und der Einheit des zweiten Flügelrotors 23 und des ersten Flügelrotors 10 freigegeben (der zweite Flügelrotor 23 und der erste Flügelrotor 10 werden gemeinsam aus der Verriegelung mit dem Gehäuse 8 freigegeben), um die freie relative Drehung zu gewährleisten.
Zur gleichen Zeit werden der Ausstoßdurchgang 39a und der nacheilseitige Durchgang 36 miteinander verbunden und außerdem werden der voreilseitige Durchgang 37 und der Ablassdurchgang 40 miteinander verbunden. Folglich wird der aus der Ölpumpe 39 ausgestoßene Hydraulikdruck durch den nacheilseitigen Durchgang 36 in die Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 gefördert, so dass die Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 den hohen Druck erhalten. Andererseits wird der Hydraulikdruck in den Voreil-Flüssigkeitsdruckkammern 13 zur Ölwanne abgelassen (ausgestoßen), so dass die Voreil-Flüssigkeitsdruckkammern 13 den niedrigen Druck erhalten.
Demzufolge drehen sich, wie in 6 dargestellt, der erste Flügelrotor 10 und der zweite Flügelrotor 23 gemäß dem Druckanstieg der Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 relativ zum Gehäuse 8 auf die Nacheilwinkelseite. Dabei werden die äußere Nockenwelle 5 und auch die innere Nockenwelle 6 synchron im Gegenuhrzeigersinn auf die Nacheilwinkelseite gedreht. Der erste Antriebsnocken 5a und der zweite Antriebsnocken 6a erhalten die gleiche Drehphase. Die Öffnungs- und Schließzeiten von einem der Auslassventile werden auf die Nacheilwinkelseite gesteuert, so dass die Öffnungs- und Schließzeitenkennlinie des einen der Auslassventile zur Phase auf der maximalen Nacheilwinkelseite verschoben wird, wie dies durch eine dicke durchgezogene Linie in 13 dargestellt ist.
Dabei gibt die Steuereinheit den Steuerstrom nicht zum zweiten elektromagnetischen Schaltventil 49 aus. Dementsprechend sind der zweite Freigabedurchgang 48 und der Ablassdurchgang 40 miteinander verbunden. Folglich wird, wie in 9 dargestellt, der Verriegelungszustand zwischen dem ersten Flügelrotor 10 und dem zweiten Flügelrotor 23 fortgesetzt, da der zweite Sperrstift 43 weiterhin mit dem zweiten Verriegelungsloch 44 im Eingriff gehalten wird.
Wenn sich der Antriebszustand des Motors weiter verändert, wird der Steuerstrom von der Steuereinheit zum elektromagnetischen Schaltventil 38 und ersten elektromagnetischen Schaltventil 56 abgeschaltet. Außerdem wird der Steuerstrom zum zweiten elektromagnetischen Schaltventil 49 ausgegeben. Demzufolge sind der Ablassdurchgang 40 und der erste Freigabedurchgang 35 miteinander verbunden, so dass die erste Druckaufnahmekammer 32 (das andere erste Verriegelungsloch 31b) den niedrigen Druck erhält. Andererseits sind der Ausstoßdurchgang 39a und der zweite Freigabedurchgang 48 miteinander verbunden. Dabei wird der aus der Ölpumpe 39 ausgestoßene Hydraulikdruck durch den zweiten Freigabedurchgang 48 der zweiten Druckaufnahmekammer 50 (dem zweiten Verriegelungsloch 44) zugeführt, so dass die zweite Druckaufnahmekammer 50 den hohen Druck erhält.
Wie in 10 dargestellt, wird der erste Sperrstift 30 gemäß dem Druckanstieg des zweiten Verriegelungslochs 44 folglich in die Vorwärtsrichtung (die Rechtsrichtung in 10) bewegt und mit dem anderen ersten Verriegelungsloch 31b in Eingriff gebracht. Gleichzeitig bewegt sich der zweite Sperrstift 43 gegen die Federkraft der Spiralfeder 33 in die Rückwärtsrichtung (die Linksrichtung in 10) und aus dem zweiten Verriegelungsloch 44 heraus, so dass die Verriegelung (die Verbindung) zwischen dem ersten Flügelrotor 10 und dem zweiten Flügelrotor 23 freigegeben wird. Damit ist der zweite Flügelrotor 43 mit der hinteren Platte 16 (dem Gehäuse 8) verriegelt und wird an der relativen Drehposition auf der Nacheilwinkelseite gehalten. Andererseits wird die freie Relativdrehung des ersten Flügelrotors 10 ermöglicht.
Dabei sind der Ausstoßdurchgang 39a und der voreilseitige Durchgang 37 miteinander verbunden und der nacheilseitige Durchgang 36 und der Ablassdurchgang 40 sind miteinander verbunden. Dementsprechend wird der Ausstoß-Hydraulikdruck der Ölpumpe 39 den Voreil-Flüssigkeitsdruckkammern 13 zugeführt, so dass die Voreil-Flüssigkeitsdruckkammern 13 den hohen Druck erhalten. Andererseits wird die Hydraulikflüssigkeit in den Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 durch den Ablassdurchgang 40 zur Ölwanne abgelassen (ausgestoßen), so dass die Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 den hohen Druck erhalten.
Wie in 7 und 11 dargestellt, wird dementsprechend nur der erste Flügelrotor 10 auf die Voreilwinkelseite relativ zum Gehäuse 8 gedreht. Die relative Drehung des zweiten Flügelrotors 23 auf der Nacheilwinkelseite wird beschränkt und der zweite Flügelrotor 23 wird an der relativen Drehposition auf der maximalen Nacheilwinkelseite gehalten.
Folglich wird der erste Antriebsnocken 5a der äußeren Nockenwelle 5 an der Drehposition auf der Nacheilwinkelseite gehalten. Wie in 2B dargestellt, steuert der zweite Antriebsnocken 6a der inneren Nockenwelle 6 die Öffnungs- und Schließzeiten von einem der Auslassventile gleichermaßen wie bei einem Fall beim Starten des Motors auf die Drehposition auf der Voreilwinkelseite. Daher erhalten der erste Antriebsnocken 5a der äußeren Nockenwelle 5 einen geöffneten Winkelzustand, bei dem der erste Antriebsnocken 5a der äußeren Nockenwelle 5 in Bezug auf den zweiten Antriebsnocken 6a der inneren Nockenwelle 6 geöffnet ist.
Wie in 14 bei der Öffnungs- und Schließzeitenkennlinie des einen der Auslassventile in 14 dargestellt, drücken die beiden Antriebsnocken 5a und 6a während einer Zeitspanne auf den Ventilstößel, die länger als die Zeitspanne ist, während der die Antriebsnocken 5a und 6a in der Anfangsphase auf den Ventilstößel drücken. Eine Zeitspanne während der das eine der Auslassventile geöffnet ist, wird länger, das heißt die Spülzeitspanne (Scavenging-Zeitspanne) für das Verbrennungsgas wird kontinuierlich erhöht.
Die Steuereinheit führt die Einschaltsteuerung des elektromagnetischen Umschaltventils 38 und der ersten und zweiten elektromagnetischen Schaltventile 46 und 49 gemäß den diversen Änderungen des Antriebszustands des Motors und einem Stoppen des Motors aus. Dabei ist es möglich, die relativen Drehpositionen des ersten Flügelrotors 10 und des zweiten Flügelrotors 23 beliebig zu verschieben.
Damit ist es möglich, die äußere Nockenwelle 5 und die innere Nockenwelle 6 beliebig relativ zueinander zu drehen. Folglich ist es möglich, den ersten Antriebsnocken 5a und den zweiten Antriebsnocken 6a auf die gleiche Phase auf der Voreilwinkelseite und der Nacheilwinkelseite zu verschieben und darüber hinaus die Öffnungswinkelsteuerung durch die Phasenabweichung beliebig auszuführen.
Wie oben beschrieben, ist es in diesem Ausführungsbeispiel möglich, die relative Drehphase der Nockenwellen 5 und 6 relativ zum Gehäuse 8 (der Kurbelwelle) durch unabhängiges und synchrones Steuern der relativen Drehphasen der äußeren Nockenwelle 5 und der inneren Nockenwelle 6 unter Verwendung der Hydraulikdruckkreise 4, 34 und 47 zu verschieben und dadurch die Öffnungs- und Schließzeitensteuerung des Auslassventils mit hoher Präzision auszuführen.
Außerdem ist der zweite Flügelrotor 23 im ersten Rotor 19 des ersten Flügelrotors 10 aufgenommen. Die Flügelrotor und 10 und 23 sind parallel zueinander angeordnet. Demzufolge ist es möglich, die axiale Länge der Vorrichtung relativ zu einem Gehäuse hinreichend zu reduzieren, in welchem die Flügelrotoren in Reihe hintereinander angeordnet sind. Folglich ist es möglich, die Montierbarkeit des Motors zu verbessern.
Darüber hinaus ist der erste Rotor 19 des ersten Flügelrotors 10 durch einen großen Durchmesserbereich 19a und einen kleinen Durchmesserbereich 19b gebildet, ohne die Gesamtform des ersten Rotors 19 des ersten Flügelrotors 10 zu vergrößern. Demzufolge ist es möglich, das Reduzieren der Volumina der Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 und Voreil-Flüssigkeitsdruckkammern 13 aufgrund des kleinen Durchmesserbereichs 19b zu unterdrücken und dadurch die Druckaufnahmeflächen der Flügel 20–22 zu vergrößern. Folglich ist es möglich, das rasche Ansprechen der Relativdrehung des ersten Flügelrotors 10 auf die Nacheilwinkelseite oder die Voreilwinkelseite durch den Hydraulikdruck zu gewährleisten, der den Flüssigkeitsdruckkammern 12 und 13 zugeführt wird.
Außerdem sind in diesem Ausführungsbeispiel der erste Sperrstift 30 und der zweite Sperrstift 43 in Reihe hintereinander angeordnet. Darüber hinaus ist die zweite Verriegelungsöffnung 44 im hinteren Endbereich des ersten Sperrstifts 30 ausgebildet. Die Verriegelung zwischen dem ersten Flügelrotor 10 und dem zweiten Flügelrotor 23 und die Freigabe der Verriegelung zwischen dem ersten Flügelrotor 10 und dem zweiten Flügelrotor 23 werden durch den Hydraulikdruck ausgeführt, der dem zweiten Verriegelungsloch 44 zugeführt und aus diesem abgelassen wird. Daher ist es möglich, die Gesamtstruktur der Vorrichtung zu vereinfachen und den Raum effektiv zu nutzen.
Das heißt, in einem Fall, bei dem das erste Verriegelungsloch 31 und das zweite Verriegelungsloch 44 in unterschiedlichen Elementen, wie zum Beispiel der hinteren Platte 16 und der vorderen Platte 15, ausgebildet sind und die Sperrstifte 30 und 43 in die entgegengesetzten Richtungen der Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen bewegt werden, ist die Gesamtstruktur der Vorrichtung kompliziert und die Montage (Anordnung) der Hydraulikdruckkreise ist kompliziert. In diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Verriegelungsöffnung 44 jedoch unter Verwendung des ersten Sperrstifts 30 ausgebildet. Demzufolge ist es möglich, die Gesamtstruktur der Vorrichtung zu vereinfachen, und den Raum effektiv zu nutzen. Folglich ist es möglich, den Vorgang der Fertigung und des Zusammenbaus zu erleichtern und die Fertigungskosten und die Montagekosten zu reduzieren.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
15 bis 21 zeigen eine variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Diese Variable Ventilbetätigungsvorrichtung wird gleichermaßen bei einem der beiden Auslassventile eines Zylinders angewendet. Die variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist in den meisten Aspekten im Wesentlichen identisch mit der Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie dies durch die Verwendung der gleichen Bezugszeichen veranschaulicht ist. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist das andere erste Verriegelungsloch 31b weggelassen. Darüber hinaus ist eine Anordnung (Richtung) des zweiten Flügelrotors 23 in Bezug auf den ersten Flügelrotor 10 entgegengesetzt zur Anordnung des zweiten Flügelrotors 23 in Bezug auf den ersten Flügelrotor 10 bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Jedoch sind die relativen Anfangsdrehphasen der Flügelrotoren 10 und 23 die gleichen.
Das heißt, beim Starten des Motors ist, wie in 15 und 18 dargestellt, der Spitzenendbereich 30a des ersten Sperrstifts 30 vorab durch die Federkraft der Spiralfeder 33 mit dem ersten Verriegelungsloch 31a auf der Voreilwinkelseite im Eingriff. Außerdem ist der Spitzenendbereich 43a des zweiten Sperrstifts 43 mit dem zweiten Verriegelungsloch 44 im Eingriff. Damit sind der erste Sperrstift 30 und der zweite Sperrstift 43 in Reihe miteinander verbunden. Demzufolge sind der erste Flügelrotor 10 und der zweite Flügelrotor 23 an der relativen Drehposition auf der Voreilwinkelseite in Bezug auf das Kettenrad 1 verriegelt, was für den Start des Motors optimal ist.
Wie in 2A dargestellt, erhalten die beiden Antriebsnocken 5a und 6a demzufolge durch die äußere Nockenwelle 6 und die innere Nockenwelle 6 die gleiche Drehphase. Daher wird die Öffnungs- und Schließzeitenkennlinie des einen der Auslassventile im Anfangsstadium an der Phase auf der Nacheilwinkelseite gehalten, wie dies durch eine dicke durchgezogene Linie von 22 veranschaulicht ist.
Wenn der Motor durch Umschalten des Zündschalters von diesem Zustand auf den EIN-Zustand gestartet wird, ist es folglich möglich, das gute Startverhalten (die gute Startbarkeit) durch das problemlose Ankurbeln zu erreichen.
Im vorgegebenen Antriebsbereich nach dem Starten des Motors gibt die Steuereinheit den Steuerstrom an das elektromagnetische Schaltventil 38 und das erste elektromagnetische Schaltventil 46 aus. Damit werden der Ausstoßdurchgang 39a und der erste Freigabedurchgang 35 miteinander verbunden. Die von der Ölpumpe 39 ausgestoßene Hydraulikflüssigkeit wird durch den ersten Freigabedurchgang 35 der ersten Druckaufnahmekammer 32 zugeführt, so dass die erste Druckaufnahmekammer 32 den hohen Druck erhält. Damit werden der erste Sperrstift 30 und auch der zweite Sperrstift 43 durch den hohen Hydraulikdruck, der gegen die Federkraft der Spiralfeder 33 auf die erste Druckaufnahmefläche 30b einwirkt, in die Rechtsrichtung (Linksrichtung in 18) bewegt, so dass der erste Sperrstift 30 aus dem einen der ersten Verriegelungslöcher 31a ausrückt. Damit wird die Verriegelung zwischen der hinteren Platte 16 (dem Gehäuse 8) und dem zweiten Flügelrotor 23 freigegeben. Dabei werden der zweite Flügelrotor 23 und der erste Flügelrotor 10 im Verbindungszustand (Verriegelungszustand) beibehalten. Demzufolge wird die Verriegelung zwischen dem Gehäuse 8 und der einen Einheit des ersten Flügelrotors 10 und des zweiten Flügelrotors 23 freigegeben, um die freie Relativdrehung zwischen dem Gehäuse 8 und der einen Einheit des ersten Flügelrotors 10 und des zweiten Flügelrotors 23 zu gewährleisten.
Gleichzeitig verbindet das elektromagnetische Schaltventil 38 den Ausstoßdurchgang 39a und den nacheilseitigen Durchgang 36 und verbindet den voreilseitigen Durchgang 37 und den Abflussdurchgang 40. Folglich wird die von der Ölpumpe 39 ausgestoßene Hydraulikflüssigkeit durch den nacheilseitigen Durchgang 36 den Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 zugeführt, so dass die Nachteil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 den hohen Druck erhalten. Andererseits wird die Hydraulikflüssigkeit in den Voreil-Flüssigkeitsdruckkammern 13 zur Ölwanne abgeleitet. (ausgestoßen), so dass die Voreil-Flüssigkeitsdruckkammern 13 den niedrigen Druck erhalten.
Wie in 16 dargestellt, werden der erste Flügelrotor 10 und der zweite Flügelrotor 23 folglich gemäß dem Druckanstieg der Nachteil-Flüssigkeitsdruckkammern 13 relativ zum Gehäuse 8 auf die Nacheilwinkelseite gedreht. Dabei werden die äußere Nockenwelle 5 und die innere Nockenwelle 6 gemeinsam synchron im Gegenuhrzeigersinn auf die Nacheilwinkelseite gedreht, so dass der erste Antriebsnocken 5a und der zweite Antriebsnocken 6b die gleiche Drehphase erhalten. Die Öffnungs- und Schließzeiten des einen der Auslassventile werden zur Nacheilwinkelseite gesteuert. Die Öffnungs- und Schließzeitenkennlinie des einen der Auslassventile wird zur Phase auf der maximalen Nacheilwinkelseite verschoben, wie dies durch eine dicke durchgezogene Linie in 23 dargestellt ist.
Dabei gibt die Steuereinheit den Steuerstrom nicht zum zweiten elektromagnetischen Schaltventil 49 aus, so dass der zweite Freigabedurchgang 48 und der Abflussdurchgang 40 miteinander verbunden sind. Wie in 19 dargestellt, befindet sich der erste Flügelrotor 10 folglich weiterhin im Verriegelungszustand mit dem zweiten Flügelrotor 23, da der zweite Sperrstift 43 weiterhin im Eingriff mit dem zweiten Verriegelungsloch 44 steht.
Wenn sich der Antriebszustand des Motors weiter verändert, wird der Steuerstrom von der Steuereinheit zum ersten elektromagnetischen Schaltventil 46 abgeschaltet. Außerdem wird der Steuerstrom zum elektromagnetischen Schaltventil 38 und zum zweiten elektromagnetischen Schaltventil 49 ausgegeben. Demzufolge sind der Abflussdurchgang 40 und der erste Freigabedurchgang 35 miteinander verbunden, so dass die erste Druckaufnahmekammer 32 (das erste Verriegelungsloch 31a) den niedrigen Druck erhält. Andererseits sind der Ausstoßdurchgang 39a und der zweite Freigabedurchgang 48 miteinander verbunden. Damit wird die von der Ölpumpe 39 ausgestoßene Hydraulikflüssigkeit durch den zweiten Freigabedurchgang 48 der zweiten Druckaufnahmekammer 50 (dem zweiten Verriegelungsloch 44) zugeführt, so dass die zweite Druckaufnahmekammer 50 den hohen Druck erhält.
Wie in 20 dargestellt, wird der erste Sperrstift 30 demzufolge gemäß dem Druckanstieg des zweiten Verriegelungslochs 44 in die Vorwärtsrichtung (die Rechtsrichtung in 20) bewegt und mit dem ersten Verriegelungsloch 31a in Eingriff gebracht. Gleichzeitig wird der zweite Sperrstift 43 gegen die Federkraft der Spiralfeder 33 in die Rückwärtsrichtung (die Linksrichtung) bewegt und aus dem zweiten Verriegelungsloch 44 ausgerückt. Folglich wird die Verriegelung (die Verbindung) zwischen dem ersten Flügelrotor 10 und dem zweiten Flügelrotor freigegeben. Damit ist der zweite Flügelrotor 23 mit der hinteren Platte 16 (dem Gehäuse 8) verriegelt und wird an der relativen Drehposition auf der Voreilwinkelseite gehalten. Andererseits wird die freie Relativdrehung des ersten Flügelrotors 10 ermöglicht.
Dabei werden der Ausstoßdurchgang 39a und der nacheilseitige Durchgang 36 miteinander verbunden und außerdem werden der voreilseitige Durchgang 37 und der Ablassdurchgang 40 miteinander verbunden. Somit wird der Ausstoß-Hydraulikdruck der Ölpumpe 39 den Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 zugeführt, so dass die Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammern 12 den hohen Druck erhalten. Andererseits wird der Hydraulikdruck in den Voreil-Flüssigkeitsdruckkammern 13 durch den Ablassdurchgang 40 zur Ölwanne abgelassen (ausgestoßen), so dass die Voreil-Flüssigkeitsdruckkammern 13 im niedrigen Druckzustand beibehalten werden.
Wie in 17 und 21 dargestellt, wird nur der erste Flügelrotor 10 auf die Nacheilwinkelseite relativ zum Gehäuse 8 gedreht. Die Relativdrehung des zweiten Flügelrotors 23 auf der Nacheilwinkelseite wird beschränkt und der zweite Flügelrotor 23 wird an der relativen Drehposition auf der maximalen Voreilwinkelseite gehalten.
Folglich wird der zweite Antriebsnocken 6a der inneren Nockenwelle 6 an der Drehposition auf der Voreilwinkelseite gehalten. Andererseits steuert der erste Antriebsnocken 5a der äußeren Nockenwelle 5 die Öffnungs- und Schließzeiten des einen der Auslassventile auf die Drehposition auf der Nacheilwinkelseite. Der erste Nocken 5a der äußeren Nockenwelle 5 gelangt in die Öffnungsstellung, wobei der erste Antriebsnocken 5a in Bezug auf den zweiten Antriebsnocken 6a geöffnet ist.
Wie in der Öffnungs- und Schließzeitenkennlinie des einen der Auslassventile in 24 dargestellt, drücken die beiden Antriebsnocken 5a und 6a während einer Zeitspanne auf den Ventilstößel, die länger als eine Zeitspanne ist, während der die beiden Antriebsnocken 5a und 6a in der Anfangsphase auf den Ventilstößel drücken. Dies bedeutet, eine Zeitspanne, während der das eine der Auslassventile geöffnet ist, hat sich verlängert. Demzufolge wird die Spülzeitspanne für das Verbrennungsgas kontinuierlich verlängert.
Die Steuereinheit führt die Einschaltsteuerung für das elektromagnetische Schaltventil 38 und die ersten und zweiten Schaltventile 46 und 49 gemäß den diversen Veränderungen des Antriebszustands des Motors und dem Stoppen des Motors aus. Damit ist es möglich, die relativen Drehpositionen des ersten Flügelrotors 10 und des zweiten Flügelrotors 23 beliebig zu verschieben. Demzufolge ist es möglich, die äußere Nockenwelle 5 und die innere Nockenwelle 6 beliebig relativ zueinander zu drehen. Darüber hinaus ist es möglich, den ersten Antriebsnocken 5a und den zweiten Antriebsnocken 6a auf die gleiche Phase auf der Voreilwinkelseite und die Nacheilwinkelseite zu verschieben und die Öffnungswinkelsteuerung durch die Phasenabweichung beliebig auszuführen.
Wie oben beschrieben, ist es in diesem Ausführungsbeispiel möglich, die relativen Drehphasen der inneren Nockenwelle 5 und der äußeren Nockenwelle 6 relativ zum (in Bezug auf das) Gehäuse 8 (die Kurbelwelle) durch unabhängiges oder synchrones Steuern der relativen Drehphasen der äußeren Nockenwelle 5 und der inneren Nockenwelle 6 unter Verwendung der Hydraulikdruckkreise 4, 34 und 47 wie im ersten Ausführungsbeispiel zu verschieben und dadurch die Öffnungs- und Schließzeitensteuerung des Auslassventils mit hoher Präzision auszuführen.
Außerdem ist der zweite Flügelrotor 23 im ersten Rotor 19 des ersten Flügelrotors 10 aufgenommen. Damit sind der erste Flügelrotor 10 und der zweite Flügelrotor 23 parallel (zueinander) angeordnet. Somit ist es möglich, die axiale Länge der Vorrichtung relativ zum Stand der Technik hinreichend zu reduzieren, bei dem die Flügelrotoren in Reihe hintereinander angeordnet sind. Folglich ist es möglich, die Montierbarkeit am Fahrzeug zu verbessern.
Die weiteren Funktionen und weiteren Operationen sind identisch sind identisch mit jenen des ersten Ausführungsbeispiels.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es ist möglich, die Verriegelung zwischen dem ersten Flügelrotor 10 und dem zweiten Flügelrotor 23 gleichzeitig und unabhängig zu steuern und die Verriegelung zwischen dem ersten Flügelrotor 10 und dem zweiten Flügelrotor 23 gemäß dem Antriebszustand des Motors beliebig freizugeben.
In den beiden Ausführungsbeispielen werden die Antriebsnocken 5a und 6a außerdem Bezug auf eines der Auslassventile verwendet. Jedoch kann der Antriebsnocken 5a bzw. der Antriebsnocken 6a die zwei Auslassventile des einen Zylinders unabhängig öffnen bzw. schließen und außerdem den Öffnungswinkelzustand steuern. Darüber hinaus ist die variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzlich zum Auslassventil auch auf ein Einlassventil anwendbar.
In der vorliegenden Erfindung sind das erste Drehelement und das zweite Drehelement darüber hinaus nicht auf den Flügelrotor beschränkt. Beispielsweise kann eine Mehrzahl von Zahnrädern anstelle der Flügelrotoren verwendet werden.
Zudem kann die Entriegelung des ersten Drehelements in Bezug auf das Antriebsdrehelement und die Entriegelung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement durch eine elektrische Einrichtung, wie zum Beispiel einen Elektromotor anstelle des Hydraulikdrucks ausgeführt werden.

[a1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung stehen zumindest einer der ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitte und das erste Verriegelungselement im Eingriff und sind miteinander verriegelt, wenn das erste Drehelement an einer relativen Drehposition auf einem maximalen Voreilwinkel oder einem maximalen Nacheilwinkel (Seite) in Bezug auf das Antriebsdrehelement positioniert ist, und das zweite Drehelement an einer relativen Drehposition auf dem anderen maximalen Voreilwinkel oder maximalen Nacheilwinkel in Bezug auf das erste Drehelement positioniert ist.
[b1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung nimmt das zweite Drehelement konstant ein Drehmoment in der Nacheilwinkelrichtung relativ zum ersten Drehelement zumindest während der Drehung des Antriebsdrehelements auf; und zumindest einer der ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitte und das erste Verriegelungselement stehen miteinander im Eingriff, wenn das erste Drehelement an einer relativen Drehposition am maximalen Voreilwinkel relativ zum Antriebsdrehelement positioniert ist, und das zweite Drehelement an der relativen Drehposition am maximalen Nacheilwinkel relativ zum ersten Drehelement positioniert ist.
[c1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird das erste Verriegelungselement in den anderen der ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitte bewegt und mit diesem in Eingriff gebracht, um die Relativdrehung zwischen dem Antriebsdrehelement und dem zweiten Drehelement zu verriegeln, wenn das erste Drehelement an der relativen Drehposition am maximalen Voreilwinkel relativ zum Antriebsdrehelement positioniert ist, und das zweite Drehelement auf einer relativen Drehposition am maximalen Voreilwinkel relativ zum ersten Drehelement positioniert ist.
[d1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung stehen der zweite Verriegelungsausnehmungsabschnitt und das zweite Verriegelungselement miteinander in Eingriff und sind an einer Position verriegelt, an der das zweite Drehelement auf einer relativen Drehposition am maximalen Voreilwinkel relativ zum ersten Drehelement positioniert ist.
[e1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung stehen der zweite Verriegelungsausnehmungsabschnitt und das zweite Verriegelungselement miteinander im Eingriff und sind verriegelt, wenn das zweite Drehelement auf einer relativen Drehposition am maximalen Nacheilwinkel relativ zum ersten Drehelement positioniert ist.
[f1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist die Aufnahmekammer auf einer axialen Seitenfläche des ersten Drehelements geöffnet.
[g1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst der Rotor des ersten Drehelements einen Bereich mit großem Durchmesser, der größer als ein Durchmesser eines Bereichs mit Ausnahme des Bereichs mit großem Durchmesser des Rotors des ersten Drehelements ist.
[h1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung steht, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt ist, das erste Verriegelungselement mit dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt im Eingriff und das zweite Verriegelungselement steht mit dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt im Eingriff.
[i1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist das erste Drehelement ausgelegt, um relativ zum Antriebsdrehelement in einem Zustand gedreht zu werden, bei dem das erste Verriegelungselement aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt ist, um die Verriegelung zu lösen, und das zweite Verriegelungselement mit dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt im Eingriff steht.
[j1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist das erste Drehelement ausgelegt, um relativ zum Antriebsdrehelement gedreht zu werden, wenn das erste Verriegelungselement mit dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt im Eingriff steht und das zweite Verriegelungselement aus dem zweiten Ausnehmungsabschnitt bewegt ist, um die Verriegelung freizugeben.
[k1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist der erste Verriegelungsausnehmungsabschnitt an einem Bereich des Antriebsdrehelements auf der Seite der äußeren Nockenwelle und einer Seite der inneren Nockenwelle in Axialrichtung ausgebildet.
[l1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung nehmen der erste Verriegelungsdurchgang und der zweite Verriegelungsdurchgang einen Hydraulikdruck von einem Hydraulikdruckkreis unabhängig von den Voreilwinkel-Arbeitskammern und den Nacheilwinkel-Arbeitskammern auf.
[m1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist der zweite Verriegelungsausnehmungsabschnitt an einem Endbereich des ersten Verriegelungselements auf einer Seite gegenüber dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt ausgebildet.
[n1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist eine Bewegung des ersten Verriegelungselements in das zweite Drehelement beschränkt.
[o1] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung weist das erste Verriegelungselement einen größeren Außendurchmesser als ein Außendurchmesser des zweiten Verriegelungselements auf.

Variable Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, wobei die variable Ventilbetätigungsvorrichtung umfasst: eine innere Nockenwelle, die einen Innennocken umfasst, der auf einem Außenumfang davon ausgebildet ist; eine äußere Nockenwelle, die auf dem Außenumfang der inneren Nockenwelle vorgesehen ist, die einen Außennocken umfasst, der radial außerhalb der äußeren Nockenwelle vorgesehen ist, wobei die äußere Nockenwelle und die innere Nockenwelle zum relativen Drehen ausgelegt sind, um eine Drehphase des Außennockens in Bezug auf den Innennocken zu variieren; ein Antriebsdrehelement, an das eine Drehkraft (Drehmoment) von einer Kurbelwelle übertragen wird und das eine Arbeitskammer umfasst, die im Antriebsdrehelement ausgebildet ist; ein erstes Drehelement, das einen Rotor, der an einer Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle oder der äußeren Nockenwelle befestigt ist, Flügel, die die Arbeitskammer in eine Voreilwinkel-Arbeitskammer und eine Nacheilwinkel-Arbeitskammer unterteilen, und eine Aufnahmekammer umfasst, die im (Innern des) ersten Drehelement(s) ausgebildet ist und die ausgelegt ist, zu einer Voreilwinkelseite oder einer Nacheilwinkelseite relativ zum Antriebsdrehelement durch den Hydraulikdruck gedreht zu werden, welcher selektiv der Voreilwinkel-Arbeitsammer und der Nacheilwinkel-Arbeitskammer zugeführt wird; ein zweites Drehelement, das an der anderen Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle oder der äußeren Nockenwelle befestigt ist, das in der Aufnahmekammer drehbar aufgenommen ist, und ausgelegt ist, um gegenüber dem (relativ zum) ersten Drehelement und dem Antriebsdrehelement innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs gedreht zu werden; einen ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt, der auf einer Gleitfläche des Antriebsdrehelements ausgebildet ist, auf der eine axiale Endfläche des zweiten Drehelements verschoben wird; ein erstes Verriegelungselement, das ausgelegt ist, um in Richtung einer Drehachse des zweiten Drehelements bewegt zu werden, und das ausgelegt ist, um in den ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und mit diesem in Eingriff gebracht zu werden, und dadurch die Relativdrehung zwischen dem Antriebselement und dem zweiten Drehelement zu verriegeln, und das ausgelegt ist, um aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und dadurch die Verriegelung zwischen dem Antriebselement und dem zweiten Drehelement freizugeben; einen zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt, der an einem Endbereich ausgebildet ist, der auf einer Seite gegenüber dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt des ersten Verriegelungselements angeordnet ist; ein zweites Verriegelungselement, das am ersten Drehelement vorgesehen ist, um in Axialrichtung bewegt zu werden, und ausgelegt ist, um in den zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und mit diesem in Eingriff gebracht zu werden, um die Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement zu verriegeln, und aus dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden, um die Verriegelung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement freizugeben; ein Druckelement, das zum Drücken des zweiten Verriegelungselements in Richtung des zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitts (zum zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt) ausgelegt ist; einen ersten Verriegelungsdurchgang, der zum Bewegen des ersten Verriegelungselements zusammen mit dem zweiten Verriegelungselement, das mit dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt im Eingriff steht, in die Rückwärtsrichtung gegen die Druckkraft des Druckelements durch Zuführen der Hydraulikflüssigkeit und somit zum Bewegen des ersten Verriegelungselements (und des zweiten Verriegelungselements) aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt ausgelegt ist; und einen zweiten Verriegelungsdurchgang, der zum Bewegen des zweiten Verriegelungselements in eine Richtung weg vom ersten Verriegelungselement durch Zuführen der Hydraulikflüssigkeit und zum Bewegen des zweiten Verriegelungselements aus dem zweiten Ausnehmungsabschnitt ausgelegt ist.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, wobei die variable Ventilbetätigungsvorrichtung umfasst: eine innere Nockenwelle, die einen Innennocken umfasst, der auf einem Außenumfang davon ausgebildet ist; eine äußere Nockenwelle, die auf dem Außenumfang der inneren Nockenwelle vorgesehen ist, die einen Außennocken umfasst, der radial außerhalb der äußeren Nockenwelle vorgesehen ist, wobei die äußere Nockenwelle und die innere Nockenwelle zum relativen Drehen ausgelegt sind, um eine Drehphase des Außennockens in Bezug auf den Innennocken zu variieren; ein Antriebsdrehelement, an das eine Drehkraft (Drehmoment) von einer Kurbelwelle übertragen wird; ein erstes Drehelement, das an einer Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle oder der äußeren Nockenwelle befestigt ist, das zum Bewegen zur Voreilwinkelseite oder Nacheilwinkelseite in Bezug auf das Antriebsdrehelement durch den Hydraulikdruck ausgelegt ist und das eine Aufnahmekammer aufweist, die im ersten Drehelement ausgebildet ist; ein zweites Drehelement, das an der anderen Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle oder der äußeren Nockenwelle befestigt ist, und das in der Aufnahmekammer drehbar aufgenommen ist und das ausgelegt ist, um in Bezug auf das (relativ zum) Antriebsdrehelement und das erste Drehelement in einem vorgegebenen Winkelbereich gedreht zu werden; einen ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt, der auf einer Gleitfläche des Antriebsdrehelements ausgebildet ist, auf dem eine axiale Endfläche des zweiten Drehelements verschoben wird; ein erstes Verriegelungselement, das zum Bewegen in eine Richtung einer Drehachse des zweiten Drehelements ausgelegt ist und ausgelegt ist, um in den ersten Ausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und mit diesem in Eingriff gebracht zu werden und dadurch die Relativdrehung zwischen dem Antriebsdrehelement und dem zweiten Drehelement zu verriegeln, und das ausgelegt ist, um aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und dadurch die Verriegelung zwischen dem Antriebsdrehelement und dem zweiten Drehelement freizugeben; einen zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt, der an einem Endbereich ausgebildet ist, der auf einer Seite gegenüber dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt des ersten Verriegelungselements angeordnet ist; ein zweites Verriegelungselement, das am ersten Drehelement vorgesehen ist, um in Axialrichtung bewegt zu werden und ausgelegt ist, um in den zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und mit diesem in Eingriff gebracht zu werden, um die Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement zu verriegeln, und um aus dem zweiten Ausnehmungsabschnitt bewegt zu werden, um die Verriegelung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement freizugeben; ein Druckelement, das zum Drücken des zweiten Verriegelungselements in Richtung des zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitts (zum zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt) ausgelegt ist; einen ersten Verriegelungsdurchgang, der zum Bewegen des ersten Verriegelungselements zusammen mit dem zweiten Verriegelungselement, das mit dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt im Eingriff steht, in die Rückwärtsrichtung gegen die Druckkraft des Druckelements durch Zuführen der Hydraulikflüssigkeit und dadurch zum Bewegen des ersten Verriegelungselements (und des zweiten Verriegelungselements) aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt ausgelegt ist; und einen zweiten Verriegelungsdurchgang, der zum Bewegen des zweiten Verriegelungselements in eine Richtung weg vom ersten Verriegelungselement durch Zuführen der Hydraulikflüssigkeit und zum Bewegen des zweiten Verriegelungselements aus dem zweiten Ausnehmungsabschnitt ausgelegt ist.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wobei die variable Ventilbetätigungsvorrichtung umfasst: eine innere Nockenwelle, die einen Innennocken umfasst, der auf einem Außenumfang davon ausgebildet ist; eine äußere Nockenwelle, die auf dem Außenumfang der inneren Nockenwelle vorgesehen ist, die einen Außennocken umfasst, der radial außerhalb der äußeren Nockenwelle vorgesehen ist, wobei die äußere Nockenwelle und die innere Nockenwelle zum relativen Drehen ausgelegt sind, um eine Drehphase des Außennockens in Bezug auf den Innennocken zu variieren; ein Antriebsdrehelement, an das eine Drehkraft (ein Drehmoment) von einer Kurbelwelle übertragen wird; ein erstes Drehelement, das an Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle oder der äußeren Nockenwelle befestigt ist, das ausgelegt ist, zur Voreilwinkelseite oder zur Nacheilwinkelseite in Bezug auf das Antriebsdrehelement durch den Hydraulikdruck bewegt zu werden und das eine Aufnahmekammer umfasst, die im ersten Drehelement ausgebildet ist; ein zweites Drehelement, das an der anderen Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle oder der äußeren Nockenwelle befestigt ist, und das in der Aufnahmekammer des ersten Drehelements drehbar aufgenommen ist, und ausgelegt ist, um in Bezug auf das erste (relativ zum ersten) Drehelement und das Antriebsdrehelement innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs gedreht zu werden; einen ersten Verriegelungsmechanismus, der am zweiten Drehelement vorgesehen ist, und ausgelegt ist, um eine Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement gemäß einer Aufforderung zu verriegeln, und die Verriegelung der Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement gemäß der Aufforderung freizugeben; und einen zweiten Verriegelungsmechanismus, der am ersten Drehelement vorgesehen ist und ausgelegt ist, um eine Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement zu verriegeln, und die Verriegelung der Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement freizugeben.

[a2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung steht zumindest einer der ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitte und das erste Verriegelungselement miteinander im Eingriff und sind miteinander verriegelt, wenn das erste Drehelement an der relativen Drehposition auf einer aus der maximalen Voreilwinkelseite und der maximalen Nacheilwinkelseite relativ zum Antriebsdrehelement positioniert ist, und das zweite Drehelement an der relativen Drehposition gegenüber der relativen Drehposition des ersten Drehelements positioniert ist.
[b2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung nimmt das zweite Drehelement konstant ein Drehmoment in der Nacheilwinkelrichtung relativ zum ersten Drehelement, zumindest während das erste Drehelement gedreht wird, auf; und zumindest einer der ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitte und das erste Verriegelungselement sind miteinander verriegelt, wenn das erste Drehelement an der relativen Drehposition am maximalen Voreilwinkel relativ zum Antriebsdrehelement positioniert ist, und das zweite Drehelement an der relativen Drehposition am maximalen Nacheilwinkel relativ zum ersten Drehelement positioniert ist.
[c2] Wenn bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung das erste Drehelement an der relativen Drehposition am Voreilwinkel relativ zum Antriebsdrehelement positioniert ist und das zweite Drehelement an der relativen Drehposition am maximalen Voreilwinkel relativ zum ersten Drehelement positioniert ist, bewegt sich das erste Verriegelungselement in den anderen der ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitte und wird mit diesem in Eingriff gebracht, so dass die Relativdrehung zwischen dem Antriebsdrehelement und dem zweiten Drehelement verriegelt ist.
[d2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung stehen der zweite Verriegelungsausnehmungsabschnitt und das zweite Verriegelungselement miteinander im Eingriff und sind miteinander an einer Position verriegelt, an der das zweite Drehelement an der relativen Drehposition am maximalen Voreilwinkel relativ zum ersten Drehelement positioniert ist.
[e2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung stehen der zweite Verriegelungsausnehmungsabschnitt und das zweite Verriegelungselement miteinander im Eingriff und sind an einer Position miteinander verriegelt, an der das zweite Drehelement an der relativen Drehposition am maximalen Nacheilwinkel relativ zum ersten Drehelement positioniert ist.
[f2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung weist die Aufnahmekammer eine Öffnung auf, die auf einer axialen Seitenfläche des ersten Drehelements geöffnet ist.
[g2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung weist ein Bereich des Rotors des ersten Drehelements einen Durchmesser auf, der größer als ein Durchmesser eines anderen Bereichs mit Ausnahme des Bereichs des Rotors des ersten Drehelements ist.
[h2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist eine Bewegung des ersten Verriegelungselements in das erste Drehelement beschränkt.
[i2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung weist das erste Verriegelungselement einen Außendurchmesser auf, der größer als ein Innendurchmesser des zweiten Gleitlochs ist, in das das zweite Verriegelungselement im ersten Drehelement verschoben wird.
[j2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung weist das erste Verriegelungselement eine hohle zylindrische Form auf; weist das zweite Verriegelungselement eine hohle zylindrische Form auf; und das erste Verriegelungselement weist einen Außendurchmesser auf, der größer als ein Außendurchmesser des zweiten Verriegelungselements ist.
[k2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst das erste Verriegelungselement einen kleinen Durchmesserbereich, der an einem Bereich ausgebildet ist, an dem das erste Verriegelungselement mit dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt in Eingriff steht; und das zweite Verriegelungselement umfasst einen kleinen Durchmesserbereich, der an einem Bereich ausgebildet ist, an dem das zweite Verriegelungselement mit dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt im Eingriff steht.
[l2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist das erste Drehelement ausgelegt, um relativ zum Antriebsdrehelement in einen Zustand gedreht zu werden, bei dem das erste Verriegelungselement mit dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt im Eingriff steht und das zweite Verriegelungselement mit dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt nicht im Eingriff steht.
[m2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist das erste Drehelement ausgelegt, um relativ zum Antriebsdrehelement in einen Zustand gedreht zu werden, bei dem das erste Verriegelungselement aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt wird und das zweite Verriegelungselement mit dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt im Eingriff steht.
[n2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist das erste Drehelement ausgelegt, um relativ zum Antriebsdrehelement in einen Zustand gedreht zu werden, bei dem das erste Verriegelungselement mit dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt im Eingriff steht und das zweite Verriegelungselement aus dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt ausgerückt ist.
[o2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist der erste Verriegelungsausnehmungsabschnitt auf einer inneren Endfläche der hinteren Platte ausgebildet, die auf der Antriebsnockenseite der äußeren Nockenwelle und der inneren Nockenwelle in der Axialrichtung des Antriebsdrehelements positioniert ist.
[p2] Bei der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst die variable Ventilbetätigungsvorrichtung ferner einen Hydraulikdruckkreis, der unabhängig von einem Hydraulikdruckkreis ist, der zum Zuführen und Ablassen des Hydraulikdrucks zu den und von den Voreilwinkel-Arbeitskammern und den Nacheilwinkel-Arbeitskammern ausgelegt ist und zum Zuführen und Ablassen des Hydraulikdrucks zum und vom ersten Verriegelungsdurchgang und zweiten Verriegelungsdurchgang ausgelegt ist.

Die gesamten Inhalte der japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-133344 , eingereicht am 13. Juni 2012, und der japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-133345 , eingereicht am 13. Juni 3012, werden hiermit durch Bezugnahme mit einbezogen.
Obwohl die Erfindung zuvor mit Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispielen beschränkt. Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele werden dem Durchschnittsfachmann angesichts der obigen Lehre einleuchten. Der Schutzumfang der Erfindung ist mit Bezug auf die nachfolgenden Ansprüche definiert.
Zusammenfassend ist festzustellen: Eine variable Ventilbetätigungsvorrichtung umfasst: einen ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt; ein erstes Verriegelungselement; einen zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt, der auf der Seite des zweiten Drehelements ausgebildet ist; ein zweites Verriegelungselement; einen ersten Verriegelungsdurchgang, der zum Zuführen der Hydraulikflüssigkeit und dadurch zum Bewegen des ersten Verriegelungselements aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt ausgelegt ist; und einen zweiten Verriegelungsdurchgang, der zum Zuführen der Hydraulikflüssigkeit und dadurch zum Bewegen des zweiten Verriegelungselements aus dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt ausgelegt ist, wobei zumindest ein Teil des ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitts und zumindest ein Teil des zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitts an einer Position angeordnet sind, die in Axialrichtung hervorsteht, wenn sich das erste Verriegelungselement und das zweite Verriegelungselement im verriegelten Zustand befinden.
Neben der schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit zu deren Ergänzung explizit auf die zeichnerische Darstellung in 1 bis 24 verwiesen.
Bezugszeichenliste

1: Kettenrad
1a: verzahnter Bereich
2: Nockenwelle
3: Phasenänderungsmechanismus
4: Hydraulikdruckkreis
5: äußere Nockenwelle
5a, 6a: erster, zweiter Antriebsnocken
5b, 6b: Außenumfangsfläche
5c, 5d: Einstecklöcher
6: Innere Nockenwelle
6c: Innengewindeloch, Spitzendbereich
6d: Durchgangsloch
7: Verbindungswelle
7a, 7b: Endbereiche der Verbindungswelle
8: Gehäuse
9: Nockenschraube
9a: Kopfbereich
9b: Sitzbereich
10: erster Flügelrotor, erstes Drehelement
11
11a, 11b, 11c: Schuhe
11d: Schrauben-Einsteckloch
11e, 11f: erste, zweite erhabene Fläche
12: Nacheil-Flüssigkeitsdruckkammer Nacheilwinkel-Arbeitskammer
13: Voreil-Flüssigkeitsdruckkammer
14: Gehäusehauptkörper
14a: Positionierungsloch
15, 16: vordere Platte, hintere Platte
15a: Loch mit großem Durchmesser
15b: Schrauben-Einstecklöcher
15c, 15d: Luftlöcher
16a: Halteloch
16b: Innengewindelöcher
17: Schrauben
18: Dichtelement
19: erster Rotor
19a: großer Durchmesserbereich
19b: kleiner Durchmesserbereich
19c: Scheibenwand
19e, 19f: erstes, zweites Montageloch
20, 21, 22, 25: erster, zweiter, dritter, vierter Flügel
23: zweiter Flügelrotor
24: zweiter Rotor, zweites Drehelement
24a: Befestigungsloch
25a: erste Ölnut
26: Aufnahmekammer
26a: Rotor-Aufnahmebereich
26b: Flügel-Aufnahmebereich(-kammer)
28: erster Verriegelungsmechanismus
29: erstes Gleitloch
30: erster Sperrstift, erster Verriegelungsmechanismus
30a: Spitzenendbereich des ersten Sperrstifts
30b: Druckaufnahmefläche, Außenumfangsrand
31a, 31b: erste Verriegelungslöcher
32: erste Druckaufnahmekammer
33: Spiralfeder
34: Freigabe-Hydraulikdruckkreis
35: erster Freigabedurchgang
35a: Nut
35b: axiales Loch
35c: Verbindungsloch
36: nacheilseitiger Durchgang
36a: Nut
36b: axiales Loch
36c: radiales Loch
36d: Nut
36e: nacheilseitige Öllöcher
37: voreilseitiger Durchgang
37a: Nut
37b: axiales Loch
37c: radiales Loch
37d: Verbindungsloch
37e: Nut
37f: voreilseitige Löcher
38: Schaltventil
39: Ölpumpe
39a: Ausstoßdurchgang
40: Ablassdurchgang
41: zweiter Verriegelungsmechanismus
42: zweites Gleitloch
43: zweiter Sperrstift, zweiter Verriegelungsmechanismus
43a: Spitzendbereich
44: zweites Verriegelungsloch
46: erstes elektromagnetisches Schaltventil
50: zweite Druckaufnahmekammer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010-196486 [0002]
JP 2012-133344 [0136]
JP 2012-133345 [0136]

Claims

Variable Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wobei die variable Ventilbetätigungsvorrichtung umfasst: eine innere Nockenwelle (6), die einen Innennocken (6a) umfasst, der auf einem Außenumfang davon ausgebildet ist; eine äußere Nockenwelle (5), die auf dem Außenumfang der inneren Nockenwelle (6) vorgesehen ist, die einen Außennocken (5a) umfasst, der radial außerhalb der äußeren Nockenwelle (5) vorgesehen ist, wobei die äußere Nockenwelle (5) und die innere Nockenwelle (6) zum relativen Drehen ausgelegt sind, um eine Drehphase des Außennockens (5a) in Bezug auf den Innennocken (6a) zu variieren; ein Antriebsdrehelement, an das eine Drehkraft von einer Kurbelwelle übertragen wird, und das eine Arbeitskammer umfasst, die im Antriebsdrehelement ausgebildet ist; ein erstes Drehelement (10), das einen Rotor (19), der an einer Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle (6) oder der äußeren Nockenwelle (5) befestigt ist, Flügel (20, 21, 22, 25), die die Arbeitskammer in eine Voreilwinkel-Arbeitskammer (13) und eine Nacheilwinkel-Arbeitskammer (12) unterteilen, und eine Aufnahmekammer umfasst, die im ersten Drehelement (10) ausgebildet ist und die ausgelegt ist, selektiv in eine Voreilwinkelrichtung oder in eine Nacheilwinkelrichtung relativ zum Antriebsdrehelement durch einen Hydraulikdruck gedreht zu werden, der der Voreilwinkel-Arbeitskammer (13) und der Nacheilwinkel-Arbeitskammer (12) zugeführt wird oder daraus abgelassen wird; und ein zweites Drehelement (23), das an der anderen Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle (6) oder der äußeren Nockenwelle (5) befestigt ist, das in der Aufnahmekammer des ersten Drehelements (10) und (10) drehbar aufgenommen ist, und ausgelegt ist, um relativ zum ersten Drehelement und zum Antriebsdrehelement innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs gedreht zu werden; einen ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt, der auf einer Gleitfläche des Antriebsdrehelements ausgebildet ist, auf welcher eine axiale Endfläche des zweiten Drehelements (21) verschoben wird; ein erstes Verriegelungselement, das ausgelegt ist, um in Richtung einer Drehachse des zweiten Drehelements (23) bewegt zu werden, und das ausgelegt ist, um in den ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und mit diesem in Eingriff gebracht zu werden, und dadurch die Relativdrehung zwischen dem Antriebselement und dem zweiten Drehelement (23) zu verriegeln, und das ausgelegt ist, um aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und dadurch die Verriegelung zwischen dem Antriebselement und dem zweiten Drehelement (23) freizugeben; einen zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt, der auf der Seite des zweiten Drehelements (23) ausgebildet ist; ein zweites Verriegelungselement, das am ersten Drehelement (10) vorgesehen ist, um in einer Axialrichtung bewegt zu werden, und ausgelegt ist, um in den zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und mit diesem in Eingriff gebracht zu werden, um die Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement (10) und dem zweiten Drehelement (23) zu verriegeln, und aus dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden, um die Verriegelung zwischen dem ersten Drehelement (10) und dem zweiten Drehelement (23) freizugeben; einen ersten Verriegelungsdurchgang, der ausgelegt ist, die Hydraulikflüssigkeit zuzuführen, und dadurch das erste Verriegelungselement aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt zu bewegen; und einen zweiten Verriegelungsdurchgang, der ausgelegt ist, die Hydraulikflüssigkeit zuzuführen und dadurch das zweite Verriegelungselement aus dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt zu bewegen, wobei zumindest ein Teil des ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitts und zumindest ein Teil des zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitts an einer in Axialrichtung hervorstehenden Position angeordnet ist, wenn sich das erste Verriegelungselement und das zweite Verriegelungselement im verriegelten Zustand befinden.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei zumindest einer der ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitte und das erste Verriegelungselement im Eingriff stehen und miteinander verriegelt sind, wenn das erste Drehelement (10) an einer relativen Drehposition auf einem maximalen Voreilwinkel oder einem maximalen Nacheilwinkel in Bezug auf das Antriebsdrehelement positioniert ist, und das zweite Drehelement (23) an einer relativen Drehposition auf dem anderen maximalen Voreilwinkel oder maximalen Nacheilwinkel in Bezug auf das erste Drehelement positioniert ist.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Drehelement (23) konstant ein Drehmoment in der Nacheilwinkelrichtung relativ zum ersten Drehelement zumindest während der Drehung des Antriebsdrehelements aufnimmt; und zumindest einer der ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitte und das erste Verriegelungselement miteinander im Eingriff stehen, wenn das erste Drehelement (10) an einer relativen Drehposition am maximalen Voreilwinkel relativ zum Antriebsdrehelement positioniert ist, und das zweite Drehelement (23) an der relativen Drehposition am maximalen Nacheilwinkel relativ zum ersten Drehelement (10) positioniert ist.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei das erste Verriegelungselement in den anderen der ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitte bewegt wird und mit diesem in Eingriff gebracht wird, um die Relativdrehung zwischen dem Antriebsdrehelement und dem zweiten Drehelement zu verriegeln, wenn das erste Drehelement (10) an der relativen Drehposition am maximalen Voreilwinkel relativ zum Antriebsdrehelement positioniert ist, und das zweite Drehelement (23) auf einer relativen Drehposition am maximalen Voreilwinkel relativ zum ersten Drehelement (10) positioniert ist.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der zweite Verriegelungsausnehmungsabschnitt und das zweite Verriegelungselement miteinander in Eingriff stehen und an einer Position verriegelt sind, an der das zweite Drehelement (23) auf einer relativen Drehposition am maximalen Voreilwinkel relativ zum ersten Drehelement (10) positioniert ist.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der zweite Verriegelungsausnehmungsabschnitt und das zweite Verriegelungselement miteinander im Eingriff stehen und verriegelt sind, wenn das zweite Drehelement (23) auf einer relativen Drehposition am maximalen Nacheilwinkel relativ zum ersten Drehelement (10) positioniert ist.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Aufnahmekammer auf einer axialen Seitenfläche des ersten Drehelements (10) geöffnet ist.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Rotor (19) des ersten Drehelements (10) einen Bereich mit großem Durchmesser umfasst, der größer als ein Durchmesser eines Bereichs mit Ausnahme des Bereichs mit großem Durchmesser des Rotors (19) des ersten Drehelements (10) ist.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 wobei, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt ist, das erste Verriegelungselement mit dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt im Eingriff steht und das zweite Verriegelungselement mit dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt im Eingriff steht.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das erste Drehelement (10) ausgelegt ist, um relativ zum Antriebsdrehelement in einen Zustand gedreht zu werden, bei dem das erste Verriegelungselement aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt ist, um die Verriegelung zu lösen, und das zweite Verriegelungselement mit dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt im Eingriff steht.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das erste Drehelement (10) ausgelegt ist, um relativ zum Antriebsdrehelement gedreht zu werden, wenn das erste Verriegelungselement mit dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt im Eingriff steht und das zweite Verriegelungselement aus dem zweiten Ausnehmungsabschnitt bewegt ist, um die Verriegelung freizugeben.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der erste Verriegelungsausnehmungsabschnitt an einem Bereich des Antriebsdrehelements auf der Seite der äußeren Nockenwelle (5) und einer Seite der inneren Nockenwelle (6) in Axialrichtung ausgebildet ist.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der erste Verriegelungsdurchgang und der zweite Verriegelungsdurchgang einen Hydraulikdruck von einem Hydraulikdruckkreis unabhängig von den Voreilwinkel-Arbeitskammern und den Nacheilwinkel-Arbeitskammern aufnehmen.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der zweite Verriegelungsausnehmungsabschnitt an einem Endbereich des ersten Verriegelungselements auf einer Seite gegenüber dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt ausgebildet ist.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei eine Bewegung des ersten Verriegelungselements in das zweite Drehelement (23) beschränkt ist.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das erste Verriegelungselement einen größeren Außendurchmesser als ein Außendurchmesser des zweiten Verriegelungselements aufweist.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wobei die variable Ventilbetätigungsvorrichtung umfasst: eine innere Nockenwelle (6), die einen Innennocken (6a) umfasst, der auf einem Außenumfang davon ausgebildet ist; eine äußere Nockenwelle (5), die auf dem Außenumfang der inneren Nockenwelle (6) vorgesehen ist, die einen Außennocken (5a) umfasst, der radial außerhalb der äußeren Nockenwelle (5) vorgesehen ist, wobei die äußere Nockenwelle (5) und die innere Nockenwelle (6) zum relativen Drehen ausgelegt sind, um eine Drehphase des Außennockens (5a) in Bezug auf den Innennocken (6a) zu variieren; ein Antriebsdrehelement, an das eine Drehkraft von einer Kurbelwelle übertragen wird, und das eine Arbeitskammer umfasst, die im Antriebsdrehelement ausgebildet ist; ein erstes Drehelement (10), das einen Rotor umfasst, der an Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle (6) oder der äußeren Nockenwelle (5), befestigt ist, das ausgelegt ist, selektiv in eine Voreilwinkelrichtung oder in eine Nacheilwinkelrichtung relativ zum Antriebsdrehelement durch einen Hydraulikdruck gedreht zu werden, und das eine Aufnahmekammer umfasst, die im ersten Drehelement (10) ausgebildet ist; ein zweites Drehelement (23), das an der anderen Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle (6) oder der äußeren Nockenwelle (5) befestigt ist, das in der Aufnahmekammer des ersten Drehelements (10) drehbar aufgenommen ist, und ausgelegt ist, um relativ zum ersten Drehelement und zum Antriebsdrehelement innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs gedreht zu werden; einen ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt, der auf einer Gleitfläche des Antriebsdrehelements ausgebildet ist, auf der eine axiale Endfläche des zweiten Drehelements (23) verschoben wird; ein erstes Verriegelungselement, das ausgelegt ist, um in Richtung einer Drehachse des zweiten Drehelements (23) bewegt zu werden, und das ausgelegt ist, um in den ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt und mit diesem in Eingriff gebracht zu werden, und dadurch die Relativdrehung zwischen dem Antriebselement und dem zweiten Drehelement (23) zu verriegeln, und das ausgelegt ist, um aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und dadurch die Verriegelung zwischen dem Antriebselement und dem zweiten Drehelement (23) freizugeben; einen zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt, der auf der Seite des zweiten Drehelements (23) ausgebildet ist; ein zweites Verriegelungselement, das am ersten Drehelement (10) vorgesehen ist, um in Axialrichtung bewegt zu werden, und ausgelegt ist, um in den zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden und mit diesem in Eingriff gebracht zu werden, um die Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement (10) und dem zweiten Drehelement (23) zu verriegeln, und aus dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt bewegt zu werden, um die Verriegelung zwischen dem ersten Drehelement (10) und dem zweiten Drehelement (23) freizugeben; einen ersten Verriegelungsdurchgang, der ausgelegt ist, die Hydraulikflüssigkeit zuzuführen, und dadurch das erste Verriegelungselement aus dem ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitt zu bewegen; und einen zweiten Verriegelungsdurchgang, der ausgelegt ist, die Hydraulikflüssigkeit zuzuführen und dadurch das zweite Verriegelungselement aus dem zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitt zu bewegen, wobei zumindest ein Teil des ersten Verriegelungsausnehmungsabschnitts und zumindest ein Teil des zweiten Verriegelungsausnehmungsabschnitts an einer in Axialrichtung hervorstehenden Position angeordnet sind, wenn sich das erste Verriegelungselement und das zweite Verriegelungselement im verriegelten Zustand befinden.
Variable Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wobei die variable Ventilbetätigungsvorrichtung umfasst: eine innere Nockenwelle (6), die einen Innennocken (6a) umfasst, der auf einem Außenumfang davon ausgebildet ist; eine äußere Nockenwelle (5), die auf dem Außenumfang der inneren Nockenwelle (6) vorgesehen ist, die einen Außennocken (5a) umfasst, der radial außerhalb der äußeren Nockenwelle (5) vorgesehen ist, wobei die äußere Nockenwelle (5) und die innere Nockenwelle (6) zum relativen Drehen ausgelegt sind, um eine Drehphase des Außennockens (5a) in Bezug auf den Innennocken (6a) zu variieren; ein Antriebsdrehelement, an das eine Drehkraft von einer Kurbelwelle übertragen wird, und das eine Arbeitskammer umfasst, die im Antriebsdrehelement ausgebildet ist; ein erstes Drehelement (10), das einen Rotor, der an Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle (6) oder der äußeren Nockenwelle (5) befestigt ist, Flügel (20, 21, 22, 25), die die Arbeitskammer in eine Voreilwinkel-Arbeitskammer (13) und eine Nacheilwinkel-Arbeitskammer (12) unterteilen und eine Aufnahmekammer umfasst, die im ersten Drehelement ausgebildet ist und die ausgelegt ist, in eine Voreilwinkelrichtung oder in eine Nacheilwinkelrichtung relativ zum Antriebsdrehelement durch einen Hydraulikdruck gedreht zu werden, der selektiv der Voreilwinkel-Arbeitskammer (13) und der Nacheilwinkel-Arbeitskammer (12) zugeführt wird oder daraus abgelassen wird; und ein zweites Drehelement (23), das an der anderen Nockenwelle, entweder der inneren Nockenwelle (6) oder der äußeren Nockenwelle (5) befestigt ist, das in der Aufnahmekammer des ersten Drehelements (10) drehbar aufgenommen ist, und ausgelegt ist, um relativ zum ersten Drehelement (10) und zum Antriebsdrehelement innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs gedreht zu werden; einen ersten Verriegelungsmechanismus, der am ersten Drehelement (10) vorgesehen ist, und ausgelegt ist, um eine Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement (10) und dem zweiten Drehelement (23) zu verriegeln, und die Verriegelung der Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement (10) und dem zweiten Drehelement (23) freizugeben; und einen zweiten Verriegelungsmechanismus, der am zweiten Drehelement (23) vorgesehen ist und ausgelegt ist, um eine Relativdrehung zwischen dem ersten Drehelement (10) und dem zweiten Drehelement (23) gemäß einer Anforderung zu verriegeln, und die Verriegelung der Relativdrehung zwischen dem Antriebsdrehelement und dem zweiten Drehelement (23) gemäß der Anforderung freizugeben.