DE102013202117A1

DE102013202117A1 - Ventilzeitsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102013202117A1
Application number: DE102013202117A
Authority: DE
Inventors: Takehiro Tanaka; Takashi Yamaguchi; Makoto Otsubo; Shuhei Oe; Taketsugu Sasaki; Yuusuke YASUKI; Kuniaki OKA
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2013-08-08
Also published as: CN103244218B; JP5541317B2; US8844485B2; CN103244218A; US20130199478A1; JP2013177878A

Abstract

Eine Ventilzeitsteuerung umfasst einen Verriegelungsmechanismus, der eine Drehphase auf einer Hauptverriegelungsphase (Pm) verriegelt, wenn eine Maschine mit interner Verbrennung bei einer Umgebungstemperatur größer als eine oder gleich einer vorab festgelegten Temperatur (T) gestartet wird. Die Hauptverriegelungsphase gibt eine Drehphase wieder, die zum Schließen eines Einlassventils zu einem späteren Zeitpunkt eingestellt ist, der später als ein Zeitpunkt ist, zu dem ein Kolben einen unteren Totpunkt eines Zylinders in der Maschine mit interner Verbrennung erreicht. Der Verriegelungsmechanismus verriegelt die Drehphase in einer Nebenverriegelungsphase (Ps), die eine Drehphase wiedergibt, die gegenüber der Hauptverriegelungsphase für die Maschine mit interner Verbrennung in Richtung früh verstellt ist, wenn die Maschine mit interner Verbrennung bei einer Umgebungstemperatur unterhalb der vorab festgelegten Temperatur gestartet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilzeitsteuervorrichtung, welche die Ventilzeitgebung bzw. Ventiltaktung eines Einlassventils steuert, das einen Zylinder einer Maschine mit interner Verbrennung öffnet und schließt.
Die JP 4 161 356 B2 offenbart eine Ventilzeitsteuervorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung, und die Ventilzeitsteuervorrichtung steuert die Ventiltaktung eines Einlassventils unter Verwendung des Drucks eines Hydraulikfluids. Im Allgemeinen ist ein solche Ventilzeitsteuervorrichtung mit einem Gehäuserotor ausgestattet, der mit einer Kurbelwelle gekoppelt ist, und einem Flügelrotor, der mit einer Nockenwelle gekoppelt ist. Eine Drehphase zwischen dem Gehäuserotor und dem Flügelrotor ändert sich, wenn der Flügelrotor den Druck des Hydraulikfluids in dem Gehäuserotor aufnimmt. Die Ventiltaktung wird durch die Änderung der Drehphase gesteuert.
In der JP 4 161 356 B2 wird eine Drehphase, die gegenüber der am weitesten verzögerten Phase in Richtung früh verstellt ist, als eine mittlere Phase definiert, und die Drehphase wird zur Zeit des Anlassens der Maschine mit interner Verbrennung in der mittleren Phase verriegelt. In diesem Fall kann der Schließzeitpunkt des Einlassventils früh sein, wodurch das tatsächliche Verdichtungsverhältnis in dem Zylinder hoch wird. Da die Temperatur des Gases im Zylinder durch die Verdichtungswärme erhöht wird, wird die Kraftstoffverdampfung gefördert. Somit können die Startverhältnisse zur Zeit des Anlassens verbessert werden, wenn die Maschine aus einem gestoppten Zustand aktiviert wird, beispielsweise nachdem die Maschine in einer Umgebung mit sehr niedriger Temperatur abgestellt wurde.
Durch das hohe Verdichtungsverhältnis in dem Zylinder kann jedoch Klopfen erzeugt werden, wenn die Maschine in einer Umgebung mit vergleichsweise hoher Temperatur gestartet wird, weil der Schließzeitpunkt des Einlassventils früh ist. Darüber hinaus kann eine Vorzündung (eine Selbstzündung vor der Zündung) zur Zeit des erneuten Anlassens der Maschine, die in einem Hybridsystem oder einem Leerlaufstoppsystem verwendet wird, oder zur Zeit des erneuten Anlassens unmittelbar nach dem Ausschalten der Maschine durch Ausschalten der Zündung erzeugt werden, weil die Temperatur des Gases im Zylinder zur Zeit der Kompression viel zu hoch wird. Darüber hinaus kann eine unerwünschte Schwingung oder Lärm durch eine große Variation des Drehzustands der Kurbelwelle aufgrund einer großen Kompressionsarbeit (Reaktionskraft) erzeugt werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine mit Fluiddruck betriebene Ventilzeitsteuervorrichtung zu schaffen, die ein Anlassen einer Maschine mit interner Verbrennung passend zur Umgebungstemperatur vornimmt.
Nach einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Ventilzeitsteuervorrichtung, die eine Ventiltaktung eines Einlassventils steuert, das einen Zylinder einer Maschine mit interner Verbrennung unter Verwendung eines Drucks von Arbeitsfluid öffnet und schließt, einen Gehäuserotor, einen Flügelrotor und einen Verriegelungsmechanismus. Der Gehäuserotor ist synchron mit einer Kurbelwelle der Maschine mit interner Verbrennung drehbar. Der Flügelrotor ist synchron mit einer Nockenwelle der Maschine mit interner Verbrennung drehbar und empfängt den Druck von Arbeitsfluid in dem Gehäuserotor so, dass eine Drehphase des Flügelrotors bezüglich des Gehäuserotors geändert wird. Der Verriegelungsmechanismus verriegelt die Drehphase in einer Hauptverriegelungsphase, wenn die Maschine mit interner Verbrennung bei einer Umgebungstemperatur gestartet wird, die größer als eine oder gleich einer vorab festgelegten Temperatur ist. Die Hauptverriegelungsphase gibt die Drehphase wieder, die zum Schließen des Einlassventils zu einem späteren Zeitpunkt eingestellt ist, der später als em Zeitpunkt liegt, zu dem ein Kolben einen unteren Totpunkt des Zylinders in der Maschine mit interner Verbrennung erreicht. Der Verriegelungsmechanismus verriegelt die Drehphase in einer Nebenverriegelungsphase, welche die Drehphase wiedergibt, die im Vergleich zur Hauptverriegelungsphase in der Maschine mit interner Verbrennung in Richtung früh verstellt ist, wenn die Maschine mit interner Verbrennung bei einer Umgebungstemperatur gestartet wird, die niedriger als die vorab festgelegte Temperatur ist.
Demgemäß kann die Maschine mit interner Verbrennung passend zur Umgebungstemperatur angelassen werden.
Die vorstehenden und anderen Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehenden genauen Beschreibung deutlicher, die mit Bezug auf die beigefügten Figuren durchgeführt wird. In den Figuren zeigen:
1 eine schematische Ansicht, die eine Ventilzeitsteuervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform veranschaulicht;
2 eine schematische Schnittansicht entlang einer Linie II-II der 1;
3 eine schematische Schnittansicht entlang einer Linie II-II der 1, wobei eine Drehphase gegenüber einem in 2 gezeigten Zustand in Richtung früh verstellt ist;
4 eine schematische Schnittansicht entlang einer Linie IV-IV der 4;
5 eine erläuternde Ansicht, die einen Betriebszustand der Ventilzeitsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
6 eine erläuternde Ansicht, die einen Betriebszustand der Ventilzeitsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
7 eine erläuternde Ansicht, die einen Betriebszustand der Ventilzeitsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
8 eine erläuternde Ansicht, die einen Betriebszustand der Ventilzeitsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
9 ein Schaubild, das ein Variationsdrehmoment veranschaulicht, das auf die Ventilzeitsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform wirkt;
10 eine schematische Ansicht, die Eigenschaften der Ventilzeitsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
11 eine erläuternde Ansicht, die Eigenschaften der Ventilzeitsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
12 ein Zeitschaubild, das Eigenschaften eines Betriebszustands der Ventilzeitsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
13 ein Zeitschaubild, das Eigenschafen eines Betriebszustands der Ventilzeitsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
14 eine schematische Schnittansicht, die eine Ventilzeitsteuervorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
15 eine erläuternde Ansicht, die einen Betriebszustand der Ventilzeitsteuervorrichtung der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
16 eine erläuternde Ansicht, die einen Betriebszustand der Ventilzeitsteuervorrichtung der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
17 eine erläuternde Ansicht, die einen Betriebszustand der Ventilzeitsteuervorrichtung der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
18 eine erläuternde Ansicht, die einen Betriebszustand der Ventilzeitsteuervorrichtung der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
19 eine schematische Schnittansicht, die eine Ventilzeitsteuervorrichtung nach einer dritten Ausführungsform veranschaulicht;
20 eine erläuternde Ansicht, die einen Betriebszustand der Ventilzeitsteuervorrichtung der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
21 eine erläuternde Ansicht, die einen Betriebszustand der Ventilzeitsteuervorrichtung der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
22 eine erläuternde Ansicht, die einen Betriebszustand der Ventilzeitsteuervorrichtung der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
23 eine erläuternde Ansicht, die einen Betriebszustand der Ventilzeitsteuervorrichtung der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
24 ein Zeitschaubild, das Eigenschaften eines Betriebszustands der Ventilzeitsteuervorrichtung der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
25 ein Zeitschaubild, das Eigenschaften eines Betriebszustands der Ventilzeitsteuervorrichtung der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
26 ein Zeitschaubild, das Eigenschaften eines Betriebszustands der Ventilzeitsteuervorrichtung der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
27 ein Zeitschaubild, das einen Vorteil der Ventilzeitsteuervorrichtung der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
28 eine erläuternde Ansicht, die einen Betriebszustand einer Ventilzeitsteuervorrichtung nach einer vierten Ausführungsform veranschaulicht;
29 eine schematische Schnittansicht, die ein Modifizierungsbeispiel der Ventilzeitsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform veranschaulicht; und
30 eine schematische Schnittansicht, die ein modifiziertes Beispiel der Ventilzeitsteuervorrichtung der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend mit Bezug auf Figuren beschrieben. In den Ausführungsformen kann einem Teil, das einer Sache entspricht, die in einer vorhergehenden Ausführungsform beschrieben wurde, dasselbe Bezugszeichen zugewiesen werden, und eine redundante Erläuterung des Teils kann ausgelassen werden. Wenn nur ein Teil eines Aufbaus in einer Ausführungsform beschrieben wird, kann eine andere vorhergehende Ausführungsform für die anderen Teile des Aufbaus verwendet werden. Die Teile können selbst dann kombiniert werden, wenn es nicht explizit beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, selbst wenn es nicht ausführlich beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, solange die Kombination möglich ist.
(Erste Ausführungsform)
1 veranschaulicht eine Ventilzeitsteuervorrichtung 1 (nachstehend auch kurz „Ventilzeitsteuerung” genannt) nach einer ersten Ausführungsform, die auf eine Maschine mit interner Verbrennung für ein Fahrzeug angewendet wird. Die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 ist eine fluiddruckbetriebene Steuerung, die den Druck eines Hydraulikfluids (Arbeitsfluids) wie eines Arbeitsöls nutzt. Die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 steuert die Ventiltaktung eines Einlassventils (siehe 11), das durch eine Nockenwelle 2 geöffnet und geschlossen wird, wenn ein Maschinendrehmoment von der Maschine übertragen wird.
Ein Grundaufbau der Ventilzeitsteuervorrichtung 1 wird mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben. Die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 umfasst eine Antriebseinheit 10 und eine Steuereinheit 40. Die Antriebseinheit 10 ist in einem Antriebskraftübertragungssystem vorgesehen, welches das Maschinendrehmoment, das von einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle der Maschine abgegeben wird, an die Nockenwelle 2 überträgt. Die Steuereinheit 40 steuert die Zufuhr von Arbeitsöl an die Antriebseinheit 10.
Wie in den 1 und 2 gezeigt umfasst die Antriebseinheit 10 einen aus Metall hergestellten Gehäuserotor 11. Der Gehäuserotor 11 wird durch Befestigen einer Rückplatte 13 und einer Frontplatte 15 jeweils an axialen Enden eines Backenrings 12 aufgebaut. Der Backenring 12 weist ein zylindrisches Hauptgehäuse 120, mehrere Backen 121, 122, 123, und ein Kettenzahnrad 124 auf.
Wie in 2 gezeigt, sind die Backen 121, 122, 123 in Umfangsrichtung einer neben dem anderen in allgemein gleichen Intervallen auf einer Innenfläche des Gehäuses angeordnet und stehen radial von der Innenfläche des Gehäuses 120 nach innen vor.
Mehrere Aufnahmekammern 20 sind zwischen den benachbarten Backen 121, 122, 123 definiert, die auf dem Umfang in einer Drehrichtung angeordnet sind.
Das Kettenzahnrad 124 ist mit der Kurbelwelle über eine (nicht gezeigte) Zeitgeberkette verbunden oder verknüpft. Während eines Betriebs der Maschine mit interner Verbrennung wird ein Antriebsmoment von der Kurbelwelle an das Kettenrad 124 so übertragen, dass der Gehäuserotor 11 zusammen mit der Kurbelwelle in einer Richtung im Uhrzeigersinn in 2 dreht.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst die Antriebseinheit 10 einen Flügelrotor 14, der aus Metall hergestellt ist, und der Flügelrotor 14 ist koaxial in dem Gehäuserotor 11 untergebracht. Axiale Endflächen des Flügelrotors 14 sind jeweils gleitfähig mit der Heckplatte 13 und der Frontplatte 15 in Kontakt. Der Flügelrotor 14 umfasst eine drehende Welle 140 und mehrere Flügel 141, 142, 143. Die drehende Welle 140 ist koaxial mit der Nockenwelle 2 verbunden. Somit dreht der Flügelrotor 14 in 2 im Uhrzeigersinn (in derselben Richtung wie der Gehäuserotor 11) zusammen mit der Nockenwelle 2 und ist relativ zum Gehäuserotor 11 drehbar.
Wie in 2 gezeigt stehen die Flügel 141, 142, 143 radial von der drehenden Welle 140 in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung nach außen vor, und jeder der Flügel 141, 142, 143 ist in der zugehörigen Aufnahmekammer 20 untergebracht. Jeder der Flügel 141, 142, 143 unterteilt die zugehörige Aufnahmekammer 20 in zwei Kammern, die eine neben der anderen in der Drehrichtung so angeordnet sind, dass sie eine Frühverstellkammer 22, 23, 24 und eine Verzögerungskammer 26, 27, 28 für das Arbeitsöl in dem Gehäuserotor 11 definieren.
Insbesondere ist die Frühverstellkammer 22 zwischen dem Backen 121 und dem Flügel 141 definiert, die Frühverstellkammer 23 ist zwischen dem Backen 122 und dem Flügel 142 definiert und die Frühverstellkammer 24 ist zwischen dem Backen 123 und dem Flügel 143 definiert. Die Verzögerungskammer 26 ist zwischen dem Backen 122 und dem Flügel 141 definiert, die Verzögerungskammer 27 ist zwischen dem Backen 123 und dem Flügel 142 definiert, und die Verzögerungskammer 28 ist zwischen dem Backen 121 und dem Flügel 143 definiert.
Wie in den 1 und 2 gezeigt lagert der Flügel 141 eine aus Metall hergestellte Hauptverriegelungskomponente 160 in einem Zustand, in dem die Hauptverriegelungskomponente 160 dazu fähig ist, in der Axialrichtung gleitfähig hin- und herzugehen. Die Hauptverriegelungskomponente 160 weist eine zylindrische Form auf und weist eine Achsmitte auf, die sich von einem Drehzentrum der drehenden Welle 140 unterscheidet. Eine Hauptentriegelungskammer 161 ist zwischen dem Flügel 141 und der Hauptverriegelungskomponente 160 so definiert, dass sie einen ringförmigen Raum für das Arbeitsöl aufweist.
Wie in 5 gezeigt ist die Hauptverriegelungskomponente 160 in einer Hauptverriegelungsaussparung 162 (einem Hauptverriegelungsloch) montiert, die (das) in der Rückplatte 13 definiert ist, wenn der Druck des Arbeitsöls, das in die Hauptentriegelungskammer 161 eingeführt wird, schwindet (kleiner wird). Zu dieser Zeit ist eine Drehphase des Flügelrotors 14 relativ zum Gehäuserotor 11 (die nachstehend einfach als „die Drehphase” bezeichnet wird) in einer Hauptverriegelungsphase Pm wie in 2 gezeigt verriegelt.
Andererseits nimmt die Hauptverriegelungskomponente 160 wie in den 6-8 gezeigt den Druck des Arbeitsöls auf, das in die Hauptentriegelungskammer eingeführt wird. Zu dieser Zeit tritt die Hauptentriegelungskomponente 160 aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 der hinteren Platte 13 aus, wodurch sie die Drehphase aus der Hauptverriegelungsphase Pm entriegelt.
Wie in den 3 und 4 gezeigt lagert der Flügel 142 eine zweite Verriegelungskomponente (Nebenverriegelungskomponente) 170, die aus Metall hergestellt ist, in einem Zustand, in dem die Nebenverriegelungskomponente 170 dazu fähig ist, in der axialen Richtung gleitend hin- und herzugehen. Die Nebenverriegelungskomponente 170 weist eine zylindrische Form auf und weist eine Achsmitte auf, die vom Drehzentrum der drehenden Welle 140 abweicht. Eine Nebenentriegelungskammer 171 ist zwischen dem Flügel 142 und der Nebenverriegelungskomponente 170 so definiert, dass sie einen ringförmigen Raum für das Arbeitsöl aufweist.
Wie in 7 gezeigt ist die Nebenverriegelungskomponente 170 in eine Nebenverriegelungsaussparung 172 (einem Nebenverriegelungsloch) montiert, die (das) in der hinteren Platte 13 definiert ist, wenn der Druck des Arbeitsöls, das in die Unterverriegelungskammer 171 eingeführt wird, schwindet (kleiner wird). Zu dieser Zeit ist die Drehphase in einer in 3 gezeigten Nebenverriegelungsphase Ps verriegelt.
Andererseits nimmt die Nebenverriegelungskomponente 170 wie in den 5, 6 und 8 gezeigt den Druck des Arbeitsöls auf, das in die Nebenentriegelungskammer 171 eingeführt wird. Zu dieser Zeit tritt die Nebenverriegelungskomponente 170 aus der Nebenverriegelungsaussparung 172 der hinteren Platte 13 heraus, wodurch sie die Drehphase aus der Nebenverriegelungsphase Ps entriegelt.
Wenn die Drehphase durch jede der Verriegelungskomponenten 160, 170 in der Antriebseinheit 10 entriegelt ist, wird die Drehphase in Richtung früh verstellt, wenn das Arbeitsöl in die Frühverstellkammern 22, 23, 24 eingeführt wird und aus den Verzögerungskammern 26, 27, 28 abgeführt wird (siehe beispielsweise die Änderung von 2 zu 3). Als ein Ergebnis wird die Ventiltaktung in Richtung früh verstellt.
Wenn die Drehphase durch jede der Verriegelungskomponenten 160, 170 entriegelt wird, wird die Drehphase verzögert, wenn das Arbeitsöl in die Verzögerungskammern 26, 27, 28 eingeführt und aus den Frühverstellkammern 22, 23, 24 abgegeben wird (siehe beispielsweise die Änderung von 3 nach 2). Als ein Ergebnis wird die Ventiltaktung verzögert.
In der in 1 und 5–8 gezeigten Steuereinheit 40 ist ein Hauptfrühverstelldurchlass 41 in der drehenden Welle 140 definiert und steht mit den Frühverstellkammern 22, 23, 24 in Verbindung. Ein Hauptverzögerungsdurchlass 45 ist in der drehenden Welle 140 definiert und steht mit den Verzögerungskammern 26, 27, 28 in Verbindung. Ein Entriegelungsdurchlass 49 ist in der drehenden Kammer 140 definiert und steht mit den beiden Entriegelungskammern 161, 171 in Verbindung.
Ein Hauptzuführdurchlass 50 ist in der drehenden Welle 140 definiert und steht mit einer Pumpe 4 über einen Zuführdurchlass 3, der in der Nockenwelle 2 definiert ist, und ein Lager für die Nockenwelle 2 in Verbindung. Die Pumpe 4 ist eine Einspeisequelle des Arbeitsöls. Die Pumpe 4 ist eine mechanische Pumpe, die von der Maschine mit interner Verbrennung angetrieben wird. Während die Maschine betrieben wird, pumpt die Pumpe 4 das Arbeitsöl aus einer Ölwanne 5 hoch und gibt das Arbeitsöl kontinuierlich ab.
Der Zuführdurchlass 3 kann stets dazu fähig sein, unabhängig von der Drehung der Nockenwelle 2 mit einem Abgabeanschluss der Pumpe 4 in Verbindung zu stehen. Wenn daher das Anlassen und Zünden nach dem Start der Maschine abgeschlossen ist, wird damit begonnen, das Arbeitsöl in den Hauptzuführdurchlass 50 zuzuführen, und die Zufuhr des Arbeitsöls wird angehalten, wenn die Maschine angehalten wird.
Ein Unterzuführdurchlass 52 ist in der drehenden Welle 140 definiert, und verzweigt sich von dem Hauptzuführdurchlass 50. Der Unterzuführdurchlass 52 empfängt das Arbeitsöl, das von der Pumpe 4 zugeführt wird, durch den Hauptzuführdurchlass 50. Ein Ablassrückführdurchlass 54 ist außerhalb der Antriebseinheit 10 und der Nockenwelle 2 definiert. Der Ablassrückführdurchlass 54 erstreckt sich zur Außenseite (der Atmosphärenluft) und gibt das Arbeitsöl in die Ölwanne 5 ab. Der Ablassrückführdurchlass 54 und die Ölwanne 5 entsprechen einem Ablassrückführabschnitt.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist ein Steuerventil 60 ein Magnetventil, das einen Schieber 68 unter Verwendung einer Antriebskraft, die durch einen Linearmagneten 62 erzeugt wird, und einer Rückstellkraft, die durch eine Vorspannkomponente 64 erzeugt wird, welche in einander entgegengesetzten Richtungen wirken, dazu veranlasst, in einer Hülse 66 hin- und herzugehen. Wie in 1 und 5–8 gezeigt weist die Hülse 66 des Steuerventils 60 einen Frühverstellanschluss 661, einen Verzögerungsanschluss 662, einen Entriegelungsanschluss 663, einen Hauptzuführanschluss 664, einen Nebenzuführanschluss 665 und einen Ablassanschluss 666 auf.
Der Frühverstellanschluss 661 steht mit dem Hauptfrühverstelldurchlass 41 in Verbindung. Der Verzögerungsanschluss 662 steht mit dem Hauptverzögerungsdurchlass 45 in Verbindung. Der Entriegelungsanschluss 663 steht mit dem Entriegelungsdurchlass 49 in Verbindung. Der Hauptzuführanschluss 664 steht mit dem Hauptzuführdurchlass 50 in Verbindung. Der Nebenzuführanschluss 665 steht mit dem Unterzuführdurchlass 52 in Verbindung. Der Ablassanschluss 666 steht mit dem Ablassrückführdurchlass 54 in Verbindung.
Das Steuerventil 60 ändert die Verbindungszustände zwischen den Anschlüssen 661, 662, 663, 664, 665, 666 gemäß der Bewegung der Spule 68 so, dass der Fluss des Arbeitsöls relativ zu den Kammern 161, 171, 22, 23, 24, 26, 27, 28 gesteuert wird.
Eine Steuerschaltung 80 ist eine elektronische Schaltung, die hauptsächlich durch einen Mikrocomputer gebildet ist, und ist elektrisch mit dem Linearmagnetventil 62 und verschiedenen (nicht gezeigten) elektronischen Komponenten der Maschine verbunden. Die Steuerschaltung 80 steuert den Betrieb der Maschine und die Energiebereitstellung des Linearmagneten 62 auf der Grundlage eines Programms, das in dem internen Speicher gespeichert ist.
Wenn die Steuereinheit 40 den Schieber 68 steuert, um ihn in einen Verriegelungsbereich Rl der 5–7 zu bewegen, wird Arbeitsöl von der Pumpe 4 in die Verzögerungskammern 26, 27, 28 eingeführt, weil der Verzögerungsanschluss 662 mit dem Hauptzuführanschluss 664 in Verbindung steht. Darüber hinaus wird in dem Verriegelungsbereich Rl Arbeitsöl aus den Frühverstellkammern 22, 23, 24 und der Entriegelungskammer 161, 171 in die Ölwanne 5 abgegeben, weil der Frühverstellanschluss 661 und der Entriegelungsanschluss 663 mit dem Abgabeanschluss 666 in Verbindung stehen. Daher wird es in dem Verriegelungsbereich Rl möglich, die Drehphase durch eine der Verriegelungskomponenten 160, 170 zu verriegeln, weil der Druck des Arbeitsöls in der Entriegelungskammer 161, 171 schwindet.
Wenn der Schieber 68 in einen Verzögerungsbereich Rr der 8 bewegt wird, wird Arbeitsöl aus den Frühverstellkammern 22, 23, 24 in die Ölwanne 5 abgegeben, weil der Frühverstellanschluss 661 mit dem Abgabeanschluss 666 verbunden ist. Darüber hinaus wird in dem Verzögerungsbereich Rr Arbeitsöl von der Pumpe 4 an die Verzögerungskammern 26, 27, 28 und die Entriegelungskammer 161, 171 abgegeben, weil der Verzögerungsanschluss 662 und der Entriegelungsanschluss 663 jeweils mit dem Hauptzuführanschluss 664 und dem Nebenzuführanschluss 665 in Verbindung stehen. Daher entriegeln in dem Verzögerungsbereich Rr die Verriegelungskomponenten 160, 170 die Drehphase, weil die Verriegelungskomponente 160, 170 Druck aus dem Arbeitsöl in der Entriegelungskammer 161, 171 aufnimmt. Daher wird es möglich, die Ventiltaktung durch Verzögern der Drehphase zu verzögern.
Wenn der Schieber 68 in einen Frühverstellbereich Ra der 8 bewegt wird, wird Arbeitsöl der Verzögerungskammern 26, 27, 28 in die Ölwanne 5 abgegeben, weil der Verzögerungsanschluss 662 mit dem Abgabeanschluss 666 in Verbindung steht. Darüber hinaus wird in dem Frühverstellbereich Ra Arbeitsöl von der Pumpe 4 in die Frühverstellkammern 22, 23, 24 und die Entriegelungskammer 161, 171 eingeführt, weil der Frühverstellanschluss 661 und der Entriegelungsanschluss 663 jeweils mit dem Hauptzuführanschluss 664 und dem Nebenzuführanschluss 665 in Verbindung stehen. Daher entriegeln in dem Frühverstellbereich Ra die Verriegelungskomponenten 160, 170 die Drehphase, weil die Verriegelungskomponenten 160, 170 Druck vom Arbeitsöl in der Entriegelungskammer 161, 171 aufnehmen. Daher wird es möglich, die Ventiltaktung durch Vorverstellen der Drehphase in Richtung früh zu verstellen.
Darüber hinaus bleibt Arbeitsöl in den Frühverstellkammern 22, 23, 24 und den Verzögerungskammern 26, 27, 28, indem die Verbindungen zwischen den Anschlüssen 661, 662, 664, 666 geschlossen werden, wenn sich der Schieber 68 in einem Haltebereich Rh der 8 befindet. Darüber hinaus steht der Entriegelungsanschluss 663 mit dem Nebenzuführanschluss 665 in Verbindung, und Arbeitsöl wird in die Entriegelungskammer 161, 171 eingeführt. Daher kann in dem Haltebereich Rh die Ventiltaktung als ungefähr gleichförmig beibehalten werden, indem eine Änderung der entriegelten Drehphase beschränkt ist.
Als Nächstes wird ein Variationsdrehmoment, das die Nockenwelle 2 auf den Flügelrotor 14 ausübt, mit Bezug auf 9 beschrieben.
Während die Maschine läuft, wirkt ein Variations-(Fluktuations-)drehmoment, das durch eine Federreaktionskraft des Einlassventils 9 verursacht wird, über die Nockenwelle 2 auf den Flügelrotor 14. Wie in 9 gezeigt, wechselt das Variationsdrehmoment zwischen einem negativen Drehmoment, das auf den Gehäuserotor 11 in Richtung Frühverstellseite wirkt, und einem positiven Drehmoment, das auf den Gehäuserotor 11 in Richtung Verzögerungsseite wirkt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Spitzenwert des positiven Drehmoments – beispielsweise aufgrund von Reibung zwischen der Nockenwelle 2 und dem Lager – größer als der Spitzenwert des negativen Drehmoments, so dass das durchschnittliche Drehmoment zur positiven Seite hin abweicht.
Als Nächstes wird ein Hauptverriegelungsmechanismus 16 mit Bezug auf die 1 und 2 genau beschrieben, der eine elastische Hauptkomponente 163 und ein Paar von Temperaturfühlteilen 164, 165 zusätzlich zu der Hauptverriegelungskomponente 160, der Hauptentriegelungskammer 161 und der Hauptverriegelungsaussparung 162 aufweist.
Wie in den 5-8 gezeigt ist die elastische Hauptkomponente 163 aus einer metallischen Schraubenfeder hergestellt und in dem Flügel 141 untergebracht. Der Flügel 141 weist integriert eine Federaufnahme 141a auf, und die Hauptverriegelungskomponente 160 weist integriert eine Federaufnahme 160a auf. Die elastische Hauptkomponente 163 liegt in der axialen Richtung elastisch verformbar zwischen der Federaufnahme 141a des Flügels 141 und der Federaufnahme 160a der Hauptverriegelungskomponente 160. Daher erzeugt die elastische Hauptkomponente 163 die Rückstellkraft, welche die Hauptverriegelungskomponente 160 zur hinteren Platte 13 hin vorspannt.
In der Hauptverriegelungsphase Pm, die in 5 und 6 gezeigt ist, spannt die Rückstellkraft, die von der elastischen Hauptkomponente 163 erzeugt wird, die Hauptverriegelungskomponente 160 so vor, dass sie in einer Eintrittsrichtung Im in die Hauptverriegelungsaussparung 162 der hinteren Platte 13 montiert wird. Dagegen spannt eine Antriebskraft, die auf die Hauptverriegelungskomponente 160 durch den Öldruck in der Hauptentriegelungskammer 160 gegen die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 wirkt, die Hauptverriegelungskomponente 160 so vor, dass sie aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 in einer Austrittsrichtung Ein austritt, die der Eintrittsrichtung Im gegenüber liegt.
Jedes der Temperaturfühlteile 164, 165 besteht aus Bimetall mit einer Ringbrettform. Das Bimetall weist eine Schicht 164a, 165a mit hoher Ausdehnung und eine Schicht 164b, 165b mit niedriger Ausdehnung auf, die aufeinander geschichtet sind, und ist in dem Flügel 141 untergebracht. Die Schicht 164a, 165a mit hoher Ausdehnung weist einen linearen Ausdehnungskoeffizienten auf, der höher als jener der Schicht 164b, 165b mit niedriger Ausdehnung ist.
Innenumfangsteile der temperaturfühlenden Teile 164, 165 sind miteinander in der axialen Richtung in Kontakt und sind koaxial von der Außenseite an der Hauptverriegelungskomponente 160 montiert. Ein Außenumfangsteil des Temperaturfühlteils 164 ist dazu fähig, sich von der Federaufnahme 160a der Hauptverriegelungskomponente 160 zu trennen oder diese zu berühren, und die Schicht 164a mit hoher Ausdehnung ist näher an der Federaufnahme 160a als die Schicht 164b mit kleiner Ausdehnung angeordnet.
Der Flügel 141 weist integriert ein Stufenteil 141b auf und ein Außenumfangsteil des Temperaturfühlteils 165 ist dazu fähig, das Stufenteil 161b des Flügels 141 zu berühren oder sich davon zu trennen. Die Schicht 165a mit hoher Ausdehnung ist näher als die Schicht 165b mit niedriger Ausdehnung an dem Stufenteil 141b angeordnet.
Die Temperaturfühlteile 164, 165 sind zwischen der Hauptverriegelungskomponente 160, welche die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt, und dem Flügelrotor 14 (Lagerrotor) angeordnet. Das Temperaturfühlteil 164, 165 dehnt sich entsprechend der Umgebungstemperatur aus oder zieht sich zusammen.
Genauer gesagt ist die Ausdehnung der Schicht 164a, 165a mit hoher Ausdehnung größer als die Ausdehnung der Schicht 164b, 165b mit niedriger Ausdehnung, wenn die Umgebungstemperatur größer als eine oder gleich einer vorab festgelegten Temperatur T (siehe 12 und 13) ist. Zu dieser Zeit ist das Temperaturfühlteil 164, 165 in einem in 5 und 8 gezeigten ersten Zustand. Wenn daher der Druck in der Hauptentriegelungskammer 161 schwindet, kann die Hauptverriegelungskomponente 160 durch die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 in die Eintrittsrichtung Im bewegt werden. Somit kann die Hauptverriegelungskomponente 160 zu dieser Zeit in der Situation, in der die Drehphase die Hauptverriegelungsphase Pm der 5 erreicht hat, aufgrund der Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 in die Hauptverriegelungsaussparung 162 eingebracht werden.
Wenn andererseits die Umgebungstemperatur kleiner als die vorab festgelegte Temperatur T ist, zieht sich die Schicht 164a, 165a mit großer Ausdehnung stärker zusammen als die Schicht 164b, 165b mit kleiner Ausdehnung, so dass das Temperaturfühlteil 164, 165 sich in einem zweiten Zustand befindet, der in den 6 und 7 gezeigt ist. Wenn der Druck in der Hauptentriegelungskammer 161 schwindet, wird daher die Hauptverriegelungskomponente 160 dazu vorgespannt, sich in der Austrittsrichtung Ein gegen die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 zu bewegen. Zu dieser Zeit tritt die Hauptverriegelungskomponente 160 in der Situation, in der die Drehphase die Hauptverriegelungsphase Pm der 6 erreicht hat, gegen die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 aus.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die vorab festgelegte Temperatur T vorab beispielsweise bei –10°C in einer Weise festgelegt werden, dass die vorab festgelegte Temperatur T ungefähr gleich der Umgebungstemperatur des Temperaturfühlteils 164, 165 ist, wenn die Hauptverriegelungskomponente 160 zur Hauptverriegelungsphase Pm aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 austritt.
Die Hauptverriegelungsphase Pm, die durch Montage der Hauptverriegelungskomponente 160 in die Hauptverriegelungsaussparung 162 realisiert ist, wird vorab in die am weitesten in Richtung spät verstellte Phase eingestellt, die in 2 und 10 gezeigt ist. Die Hauptverriegelungsphase Pm dieser Ausführungsform wird vorab, wie in 11 gezeigt, in eine Drehphase eingestellt, in welcher das Ansaugventil 9 zu einem späteren Zeitpunkt als einem Zeitpunkt geschlossen wird, zu dem der Kolben 8 den unteren Totpunkt BDC (bottom dead center) in dem Zylinder 7 der Maschine erreicht.
Als Nächstes wird ein Nebenverriegelungsmechanismus 17 mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben, der eine elastische Nebenkomponente 173 und eine Begrenzungsnut 174 zusätzlich zu der Nebenverriegelungskomponente 170, der Nebenentriegelungskammer 171 und der Nebenverriegelungsaussparung 172 aufweist.
Wie in den 5 bis 8 gezeigt ist die elastische Nebenkomponente 173 aus einer Metallschraubenfeder hergestellt und in dem Flügel 142 untergebracht. Der Flügel 142 weist integriert eine Federaufnahme 142a auf, und die Nebenverriegelungskomponente 170 weist integriert eine Federaufnahme 172a auf. Die Nebenverriegelungskomponente 173 liegt in der Axialrichtung elastisch verformbar zwischen der Federaufnahme 142a des Flügels 142 und der Federaufnahme 172a der Nebenverriegelungskomponente 170. Daher erzeugt die elastische Nebenkomponente 173 die Rückstellkraft, welche die Nebenverriegelungskomponente 170 zur Rückplatte 13 hin vorspannt.
In der Nebenverriegelungsphase Ps, die in den 7 und 8 gezeigt ist, spannt die Rückstellkraft, die von der Nebenverriegelungskomponente 173 erzeugt wird, die Nebenverriegelungskomponente 170 so vor, dass sie in einer Eintrittsrichtung Is in die Nebenverriegelungsaussparung 172 der Rückplatte montiert ist. Dagegen spannt eine Antriebskraft, die auf die Nebenverriegelungskomponente 170 durch den Druck von Öl in der Nebenentriegelungskammer 171 ausgeübt wird, die Nebenverriegelungskomponente 170 gegen die Rückstellkraft der elastischen Nebenkomponente 173 so vor, dass sie in einer Austrittsrichtung Es aus der Nebenverriegelungsaussparung 172 austritt.
Die Grenznut 174 ist in der hinteren Platte 13 definiert und erstreckt sich in der Drehrichtung relativ weit. Die Nebenverriegelungsaussparung 172 ist so definiert, dass sie gegenüber dem Boden der Grenznut 174 auf halbem Weg in der Grenznut 174 ausgespart ist.
Die Nebenverriegelungskomponente 170 tritt in einer Drehphase in die Grenznut 174 in einem Bereich vor und hinter der Nebenverriegelungsphase Ps ein, wodurch es möglich ist, die Drehphase eher zur Frühverstellseite zu beschränken als die Hauptverriegelungsphase Pm. Darüber hinaus ist die Nebenverriegelungskomponente 170 dazu fähig, aus der Grenznut 174 in die Nebenverriegelungsaussparung 172 einzutreten, wenn die Drehphase die Nebenverriegelungsphase Ps erreicht.
Die Nebenverriegelungsphase Ps, die durch Eintreten der Nebenverriegelungskomponente 170 in die Nebenverriegelungsaussparung 172 realisiert ist, wird vorab in eine Drehphase eingestellt, die gegenüber der Hauptverriegelungsphase Pm in Richtung früh verstellt ist, wie in den 3 und 10 gezeigt. Die Nebenverriegelungsphase Ps dieser Ausführungsform wird vorab wie in 11 gezeigt auf eine Drehphase eingestellt, bei der das Ansaugventil 9 am gleichen oder einem benachbarten Zeitpunkt wie einem Zeitpunkt geschlossen wird, an dem der Kolben 8 den unteren Totpunkt BDC in dem Zylinder 7 der Maschine erreicht.
Als Nächstes wird ein Betrieb der Ventilzeitsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform erläutert.
(A) Normalbetrieb
Wenn sich die Maschine nach dem Abschluss des Anlassens und der Verbrennung wie in den 12 und 13 gezeigt in einem Normalbetrieb befindet, wird die Zufuhr des Arbeitsöls von der Pumpe 4 entsprechend der Drehzahl der Maschine fortgesetzt. Darüber hinaus kommt das Temperaturfühlteil 164, 165 in dem ersten Zustand (8) entsprechend dem Betrieb der Maschine auf die Umgebungstemperatur, die gleich oder größer als die vorab festgelegte Temperatur T ist. Daher wird jede der Verriegelungskomponenten 160, 170 in der Austrittsrichtung Em, Es durch den Druck des Arbeitsöls vorgespannt, das in die Entriegelungskammer 161, 171 eingeführt ist. Somit wird die Ventiltaktung wie in 8 gezeigt geeignet durch die Änderung der Position des Schiebers 68 in einen aus den Bereichen Rr, Ra, Rh angepasst, während die Drehphase aus der Verriegelungsphase Pm, Ps entriegelt wird.
Im Normalbetriebszeitabschnitt unmittelbar nach dem Anlassen der Maschine ist das Temperaturfühlteil 164, 165 in dem zweiten Zustand, wenn die Umgebungstemperatur des Temperaturfühlteils 164, 165 kleiner als die vorab festgelegte Temperatur T wird. Weil jedoch jede der Verriegelungskomponenten 160, 170 durch den Druck der Entriegelungskammer 161, 171 in die Austrittsrichtung Em, Es vorgespannt ist, wird auch in diesem Fall die Drehphase aus der Verriegelungsphase Pm, Ps entriegelt.
(B) Anhaltevorgang
Wenn die Maschine des Fahrzeugs durch einen Anhaltebefehl wie ein Ausschalten eines Maschinenschalters wie in 12 und 13 gezeigt angehalten wird, fällt allmählich der Druck des von der Pumpe 4 zugeführten Arbeitsöls passend zur Trägheitsdrehzahl der Maschine. Zu dieser Zeit wird der Schieber 68 in den Verriegelungsbereich Rl bewegt, während die Drehphase aus der Verriegelungsphase Pm, Ps ähnlich wie im vorstehend beschriebenen Fall des Normalbetriebs entriegelt ist, weil der Zuführdruck des Arbeitsöls vergleichsweise hoch ist. Als ein Ergebnis wird das Drehen der Maschine an der Hauptverriegelungsphase Pm vollständig angehalten, nachdem die Drehphase die Hauptverriegelungsphase Pm (die am weitesten verzögerte Phase) erreicht hat.
(C) Start mit einer Temperatur gleich der oder größer als die vorab festgelegte Temperatur T
Wenn die Maschine des Fahrzeugs durch einen Startbefehl wie ein Einschalten eines Maschinenschalters wie in 12 gezeigt eingeschaltet wird, startet die Zufuhr des Arbeitsöls von der Pumpe 4 nicht, bis das Anlassen und die Verbrennung abgeschlossen ist. Darüber hinaus befindet sich das Temperaturfühlteil 164, 165 in dem ersten Zustand (5), in dem die Umgebungstemperatur höher als die vorab festgelegte Temperatur T ist.
Unmittelbar nach dem Anlassen liegt die Drehphase in der Hauptverriegelungsphase Pm. Darüber hinaus wird die Position des Schiebers bzw. Steuerkolbens 68 in dem Verriegelungsbereich Rl beibehalten, bevor das Anlassen und die Verbrennung abgeschlossen sind. Daher sitzt die Hauptverriegelungskomponente 160, welche die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt, in der Hauptverriegelungsaussparung 162, weil der Druck in der Hauptentriegelungskammer 161 schwindet (5).
Darüber hinaus berührt die Nebenverriegelungskomponente 170, welche die Rückstellkraft der elastischen Nebenkomponente 173 aufnimmt, die hintere Platte außerhalb der Nebenverriegelungsaussparung 172 und der Grenznut 174, wenn der Druck in der Nebenentriegelungskammer 171 schwindet (5). Daher ist das Anlassen und die Verbrennung der Maschine in dem Zustand wie in 12 gezeigt abgeschlossen, in dem die Drehphase in der Hauptverriegelungsphase Pm verriegelt ist.
(D) Start mit einer Temperatur unterhalb der vorab festgelegten Temperatur T
Wenn die Maschine wie in 13 gezeigt durch einen Startbefehl gestartet wird, während die Zufuhr des Arbeitsöls von der Pumpe 4 nicht gestartet ist, befindet sich das Temperaturfühlteil 164, 165 in dem zweiten Zustand (6), wobei die Umgebungstemperatur niedriger als die vorab festgelegte Temperatur T ist. Unmittelbar nach dem Startbefehl ist die Drehphase in der Hauptverriegelungsphase Pm angeordnet, und die Position des Schiebers wird vor der vollständigen Verbrennung in dem Verriegelungsbereich Rl gehalten.
Daher tritt die Hauptverriegelungskomponente 160 aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 in einer Richtung entgegen der Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aus (6), während der Druck in der Hauptentriegelungskammer 161 schwindet. Somit wird die Drehphase aus der Hauptverriegelungsphase Pm entriegelt. Dann dreht der Flügelrotor 14 relativ zum Gehäuserotor 11 auf die Frühverstellseite, wenn der Flügelrotor 14 das negative Drehmoment des Variationsdrehmoments so aufnimmt, dass die Drehphase gegenüber der Hauptverriegelungsphase Pm in Richtung früh verstellt ist.
Als ein Ergebnis tritt die Nebenverriegelungskomponente 170, welche die Rückstellkraft der elastischen Nebenkomponente 173 aufnimmt, zuerst in die Grenznut 174 ein, während der Druck in der Nebenentriegelungskammer 171 schwindet. Daher wird die Rückkehr der Drehphase in die Hauptverriegelungsphase Pm wie in 13 gezeigt selbst dann beschränkt, wenn der Flügelrotor 14 auf der Verzögerungsseite relativ zum Gehäuserotor 11 gedreht wird, falls das positive Drehmoment auf den Flügelrotor 14 wirkt.
Darüber hinaus tritt die Nebenverriegelungskomponente 170, die die Rückstellkraft der elastischen Nebenkomponente 173 aufnimmt, in die Nebenverriegelungsaussparung 172 ein, nachdem die Nebenverriegelungskomponente 170 in die Grenznut 174 eingetreten ist, wenn die Drehphase durch das negative Drehmoment weiter in Richtung früh verstellt wurde, um die Nebenverriegelungsphase Ps zu erreichen, während der Druck in der Nebenentriegelungskammer 171 schwindet (7).
Zu dieser Zeit berührt die Hauptverriegelungskomponente 160, die die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt, die hintere Platte außerhalb der Hauptverriegelungsaussparung 162, während der Druck in der Hauptentriegelungskammer 161 schwindet (7). Daher werden das Anlassen und die Verbrennung der Maschine wie in 13 gezeigt in dem Zustand abgeschlossen, in welchem die Drehphase in der Nebenverriegelungsphase Ps verriegelt ist.
Der Betrieb und die Vorteile der Ventilzeitsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform werden erläutert.
In der ersten Ausführungsform ist die Drehphase, welche die Hauptverriegelungsphase Pm erreicht hat, durch den Hauptverriegelungsmechanismus 16 verriegelt, wenn die Maschine bei einer Umgebungstemperatur gestartet ist, die größer oder gleich der vorab festgelegten Temperatur T ist. Die Hauptverriegelungsphase Pm ist eine Drehphase, die zum Schließen des Einlassventils 9 festgelegt ist, nachdem der Kolben 8 den unteren Totpunkt BDC in in dem Zylinder 7 erreicht.
Daher wird Gas in dem Zylinder 7 in das Einlasssystem ausgestoßen, weil der Kolben 8 nach dem Erreichen des unteren Totpunkts BDC hoch geht, wodurch das tatsächliche Kompressionsverhältnis verringert wird. Somit kann eine Erzeugung eines Klopfens, einer Frühzündung und einer unerwünschten Schwingung oder ein Lärm beschränkt werden, wenn die Maschine in einer Umgebung mit relativ hoher Temperatur größer oder gleich der vorab festgelegten Temperatur T gestartet wird.
Nach der ersten Ausführungsform wird die Drehphase, die auf der Hauptverriegelungsphase Pm verriegelt ist, durch den Hauptverriegelungsmechanismus 16 entriegelt, wenn die Maschine mit einer Umgebungstemperatur unter der vorab festgelegten Temperatur T gestartet ist. Daher dreht der Flügelrotor 14 auf der Frühverstellseite relativ zum Gehäuserotor 11 durch das negative Drehmoment, das von der Nockenwelle 2 wirkt. Als ein Ergebnis wird die Drehphase durch den Nebenverriegelungsmechanismus 17 verriegelt, wenn die Drehphase die Nebenverriegelungsphase Ps erreicht, die gegenüber der Hauptverriegelungsphase Pm in Richtung früh verstellt ist, und die Schließzeit des Einlassventils 9 wird soweit wie möglich in Richtung früh verstellt.
Daher verringert sich die Menge des aus dem Zylinder 7 ausgestoßenen Gases, und die Temperatur in dem Zylinder 7 steigt zusammen mit dem tatsächlichen Kompressionsverhältnis. Somit wird die Zündfähigkeit erhöht, um die Anlaufeigenschaften sicherzustellen, selbst wenn die Maschine beispielsweise in der Umgebung mit vergleichsweise niedriger Temperatur unterhalb der vorab festgelegten Temperatur T gestartet wird, beispielsweise nachdem das Fahrzeug in einer Umgebung mit sehr niedriger Temperatur geparkt wurde.
Entsprechend kann die Maschine passend zur Umgebungstemperatur angelassen werden.
Darüber hinaus ist die Hauptverriegelungskomponente 160, die vom Flügelrotor 14 gelagert wird, in dem Hauptverriegelungsmechanismus 16 der ersten Ausführungsform in der Hauptverriegelungsaussparung 162 des Gehäuserotors 11 montiert oder davon getrennt, wodurch die Drehphase relativ zur Hauptverriegelungsphase Pm verriegelt oder entriegelt ist. Die Hauptverriegelungskomponente 160, die in der Eintrittsrichtung Im als Antwort auf die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 vorgespannt ist, kann in die Hauptverriegelungsaussparung 162 montiert werden, indem das Temperaturfühlteil 164, 165 in dem ersten Zustand auf die Umgebungstemperatur kommt, die größer oder gleich der vorab festgelegten Temperatur T ist.
Daher ist zur Zeit des Anlassens der Maschine bei einer Umgebungstemperatur größer oder gleich der vorab festgelegten Temperatur T die Drehphase, welche die Hauptverriegelungsphase Pm erreicht hat, durch das Einpassen der Hauptverriegelungskomponente 160 in die Hauptverriegelungsaussparung 162 verriegelt. Somit können Klopfen, Frühzündung und unerwünschte Schwingung verlässlich beschränkt werden.
Darüber hinaus spannt das temperaturfühlende Teil 164, 165, das im zweiten Zustand auf einer Umgebungstemperatur unter der vorab festgelegten Temperatur T liegt, die Hauptverriegelungskomponente 160 in der Austrittsrichtung Ein entgegen der Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 vor. Daher tritt die Hauptverriegelungskomponente 160 zur Zeit des Anlassens der Maschine bei einer Umgebungstemperatur unter der vorab festgelegten Temperatur T aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 aus, wodurch sie die Drehphase aus der Hauptverriegelungsphase Pm entriegelt. Daher wird es möglich, die Drehphase unter Verwendung des negativen Drehmoments in der Nebenverriegelungsphase Ps so zu verriegeln, dass die Anlaufeigenschaften sichergestellt werden können. Demgemäß ist es möglich, die Verlässlichkeit der Anlaufeigenschaften der Maschine passend zu der Umgebungstemperatur zu verbessern.
Darüber hinaus wird im Nebenverriegelungsmechanismus 17 der ersten Ausführungsform, ähnlich wie beim Hauptverriegelungsmechanismus 16, die Nebenverriegelungskomponente 170, die durch den Flügelrotor 14 gelagert ist, in die Nebenverriegelungsaussparung 172 des Gehäuserotors 11 eintreten oder aus dieser austreten, wodurch die Drehphase auf der Nebenverriegelungsphase Ps verriegelt oder aus ihr entriegelt ist. Die Hauptverriegelungskomponente 160 des Hauptverriegelungsmechanismus 16 und die Nebenverriegelungskomponente 170 des Nebenverriegelungsmechanismus 17 dürfen jeweils in die Hauptverriegelungsaussparung 162 und die Nebenverriegelungsaussparung 172 eintreten, weil der Druck des Arbeitsöls, das passend zu dem vollständigen Durchdrehen und der Zündung der Maschine zugeführt zu werden beginnt, zur Zeit des Anlassens der Maschine verschwunden ist. Daher verriegelt die Hauptverriegelungskomponente 160 zur Zeit des Anlassens der Maschine bei einer Umgebungstemperatur größer als die oder gleich der vorab festgelegten Temperatur T die Drehphase auf der Hauptverriegelungsphase Pm, indem sie in die Hauptverriegelungsaussparung 162 eintritt, was auch über das Temperaturfühlteil 164, 165 zugelassen wird.
Andererseits wird die Hauptverriegelungskomponente 160 zur Zeit des Anlassens der Maschine bei einer Umgebungstemperatur unter der vorab festgelegten Temperatur T in der Austrittsrichtung Ein entgegen der Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 abhängig vom Temperaturfühlteil 164, 165 vorgespannt, wodurch die Drehphase gegenüber der Hauptverriegelungsphase Pm entriegelt wird. Daher verriegelt die Nebenverriegelungskomponente 170, die die Rückstellkraft der elastischen Nebenkomponente 173 aufnimmt, die Drehphase durch Eintreten in die Nebenverriegelungsaussparung 172, während der Druck des Arbeitsöls schwindet, wenn die Drehphase durch das negative Drehmoment die Nebenverriegelungsphase Ps erreicht. Somit kann die Drehphase passend zur Umgebungstemperatur in der Hauptverriegelungsphase Pm oder der Nebenverriegelungsphase Ps verriegelt sein, und es wird möglich, verlässlich das Anlassen der Maschine passend zur Umgebungstemperatur zu verbessern.
Zudem werden nach der ersten Ausführungsform die Hauptverriegelungskomponente 160 des Hauptverriegelungsmechanismus 16 und die Nebenverriegelungskomponente 170 des Nebenverriegelungsmechanismus 17 in der Austrittsrichtung Em, Es vorgespannt, um aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 und der Nebenverriegelungsaussparung 172 hervorzutreten, indem sie jeweils den Druck des Arbeitsöls aufnehmen. Daher entriegeln sowohl die Hauptverriegelungskomponente 160 als auch die Nebenverriegelungskomponente 170, die den Druck des Arbeitsöls aufnehmen, während des Normalbetriebs nach dem vollständigen Anlassen und der Verbrennung der Maschine die Drehphase durch das Austreten so, dass die Ventiltaktung durch eine Änderung der Drehphase flexibel gesteuert werden kann.
Darüber hinaus expandiert oder schrumpft das aus dem Bimetall hergestellte Temperaturfühlteil 164, 165 nach der ersten Ausführungsform auf der Grundlage der Umgebungstemperatur und ist zwischen dem Flügelrotor 14 und der Hauptverriegelungskomponente 160 angeordnet. Daher kann die Hauptverriegelungskomponente 160 passend zu der Expansion oder dem Schrumpfungszustand des Temperaturfühlteils 164, 165 arbeiten. Das bedeutet, dass die Hauptverriegelungskomponente 160, die die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt, die Drehphase in der Hauptverriegelungsphase Pm verriegeln kann, indem sie in die Hauptverriegelungsaussparung 162 eintritt, weil das Temperaturfühlteil 164, 165 so geändert wird, dass es den ersten Zustand aufweist, wenn die Umgebungstemperatur größer oder gleich der vorab festgelegten Temperatur T ist.
Andererseits kann die Hauptverriegelungskomponente 160 die Drehphase aus der Hauptverriegelungsphase Pm entriegeln, indem sie aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 gegen die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 austritt, weil das Temperaturfühlteil 164, 165 so geändert wird, dass es den zweiten Zustand aufweist, wenn die Umgebungstemperatur niedriger als die vorab festgelegte Temperatur T ist. Somit kann der Hauptverriegelungsmechanismus 16 geeignet mit dem einfachen Aufbau funktionieren, indem das Bimetall als das Temperaturfühlteil 164, 165 verwendet wird.
Darüber hinaus wird ein großer Bewegungsbetrag der Hauptverriegelungskomponente 160 entsprechend der Expansion oder dem Schrumpfen des Temperaturfühlteils 164, 165 erzeugt, weil das Paar aus Temperaturfühlteilen 164, 165 in der Axialrichtung angeordnet ist. Daher kann verlässlich zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand umgeschaltet werden. Demgemäß kann die Maschine durch den einfachen Aufbau passend zur Umgebungstemperatur mit hoher Verlässlichkeit gestartet werden.
(Zweite Ausführungsform)
Wie in den 14–18 gezeigt ist eine zweite Ausführungsform eine Modifizierung der ersten Ausführungsform.
Ein Hauptverriegelungsmechanismus 2016 nach der zweiten Ausführungsform wird beschrieben. Eine Hauptverriegelungskomponente 2160 des Hauptverriegelungsmechanismus 2016 wird durch einen Kolben 2160a aufgebaut, der aus Metall hergestellt ist, und einen beweglichen Zylinder 2160b, der aus Metall hergestellt ist. Genauer gesagt weist der Kolben 2160a eine Säulenform auf, die aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 heraus oder in diese hinein gebracht werden kann, und ist in dem Flügel 141 so untergebracht, dass er in der axialen Richtung hin- und hergehen kann. Der bewegliche Zylinder 2160b weist eine zylindrische Form auf, die im Inneren eine innere Kammer 2160c definiert, und der Kolben 2160a ist koaxial in der inneren Kammer 2160c montiert oder von ihr getrennt. Der bewegliche Zylinder 2160b wird durch den Flügel 141 so gelagert, dass er in der axialen Richtung hin- und hergehen kann.
Der Kolben 2160a ist an einem Endteil des beweglichen Zylinders 2160b so montiert, dass er ein Temperaturfühlteil 2164 (das nachstehend genau beschrieben wird) in der inneren Kammer 2160c abdichtet, wodurch der Kolben 2160a an dem Flügel 141 über den beweglichen Zylinder 2160b gelagert ist. Darüber hinaus wird der Kolben 2160a aufgrund eines (nicht gezeigten) Aufbaus bzw. Anschlags zum Stoppen des Herausrutschens in dem Zustand der 15 und 18 am Herausrutschen aus dem beweglichen Zylinder 2160b gehindert, wenn der Kolben 2160a von der inneren Kammer 2160c getrennt ist. Ferner ist die Hauptentriegelungskammer 161 zwischen dem beweglichen Zylinder 2160b und dem Flügel 141 definiert, und die elastische Hauptkomponente 163 ist zwischen dem beweglichen Zylinder 2160b und der Federaufnahme 141a des Flügels 141 gelagert.
Wie in 15 gezeigt wird der Kolben 2160a, der die elastische Hauptkomponente 163 über den beweglichen Zylinder 2160b aufnimmt, in die Hauptverriegelungsaussparung 162 montiert, wenn der Druck des Arbeitsöls, das den beweglichen Zylinder 2160b berührt, in der Hauptentriegelungskammer 161 schwindet. Somit wird die Drehphase ähnlich wie in der ersten Ausführungsform auf der vorab durch den Kolben 2160a festgelegten Hauptverriegelungsphase Pm verriegelt. Andererseits tritt der Kolben 2160a wie in den 16–18 gezeigt aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 in einer Richtung entgegen der Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aus, indem er den Druck der Hauptentriegelungskammer 161 aufnimmt, wodurch er die Drehphase aus der Hauptverriegelungsphase Pm entriegelt.
Darüber hinaus wird das Temperaturfühlteil 2164 des Hauptverriegelungsmechanismus 2016 der zweiten Ausführungsform wie in den 14–18 gezeigt aus einem nicht kompressiblen Thermowachs in flüssigem Zustand hergestellt, das in der inneren Kammer 2160c des beweglichen Zylinders 2160b eingeschlossen ist. Das Temperaturfühlteil 2164 expandiert oder schrumpft entsprechend der Umgebungstemperatur in dem beweglichen Zylinder 2140b, der die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt.
Insbesondere wenn die Umgebungstemperatur größer als die oder gleich der vorab festgelegten Temperatur T wird, steigt das Volumen des Temperaturfühlteils 2164, so dass das Temperaturfühlteil 2164 sich so ändert, dass es in dem in 15 und 18 gezeigten ersten Zustand ist. Wenn daher der Druck in der Hauptentriegelungskammer 161 schwindet, wird es dem beweglichen Zylinder 2160b und dem Kolben 2160a aufgrund der Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 ermöglicht, sich in der Eintrittsrichtung Im zu bewegen. Zu dieser Zeit wird es dem Kolben 2160a, der die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt, ermöglicht, in der Situation in die Hauptverriegelungsaussparung 162 einzutreten, in welcher die Drehphase die Hauptverriegelungsphase Pm der 15 erreicht hat.
Wenn die Umgebungstemperatur niedriger als die vorab festgelegte Temperatur T ist, verringert sich das Volumen des Temperaturfühlteils 2164, so dass sich das Temperaturfühlteil 2164 so ändert, dass es den in 16 und 17 gezeigten zweiten Zustand annimmt. Wenn daher der Druck in der Hauptentriegelungskammer 161 schwindet, wird der Kolben 2160a so vorgespannt, dass er sich gegen die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 in der Austrittsrichtung Ein bewegt. Zu dieser Zeit tritt der Kolben 2160a in einer Richtung gegen die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 in der Situation aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 aus, in der die Drehphase die Hauptverriegelungsphase Pm der 16 erreicht hat.
Zusätzlich wird die vorab festgelegte Temperatur der zweiten Ausführungsform zuvor auf einen Wert wie –10°C so festgelegt, dass sie zu der Umgebungstemperatur des Temperaturfühlteils 2164 in einem Fall passt, in dem sich der Kolben 2160a aus dem in die Hauptverriegelungsaussparung 162 eingetretenen Zustand so verändert, dass er in der Hauptverriegelungsphase Pm aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 austritt.
Nach der zweiten Ausführungsform werden ungefähr dieselben Vorgänge wie in der ersten Ausführungsform durchgeführt, wobei in (A) bis (D) der ersten Ausführungsform das Temperaturfühlteil 164, 165 durch das Temperaturfühlteil 2164 ersetzt wird und wobei die Hauptverriegelungskomponente 160 durch den Kolben 2160 ersetzt wird. Dadurch wird zur Zeit des Anlassens der Maschine bei einer Umgebungstemperatur größer als die oder gleich der vorab festgelegten Temperatur T die Drehphase, welche die Hauptverriegelungsphase Pm erreicht hat, durch den Hauptverriegelungsmechanismus 2016 verriegelt. Wenn dagegen die Umgebungstemperatur kleiner als die vorab festgelegte Temperatur T ist, wird die Drehphase durch den Hauptverriegelungsmechanismus 2016 entriegelt. Daher ist es möglich, die Maschine entsprechend der Umgebungstemperatur durch dasselbe Prinzip wie in der ersten Ausführungsform zu starten.
Nach dem Verriegelungsmechanismus 2016, 17 der zweiten Ausführungsform werden der Kolben 2160a und die Nebenverriegelungskomponente 170 jeweils in die Hauptverriegelungsaussparung 162 und die Nebenverriegelungsaussparung 172 montiert oder von diesen getrennt, wodurch die Drehphase in der Verriegelungsphase Pm, Ps verriegelt oder entriegelt wird. Der Kolben 2160a, der ein bewegliches Element des Verriegelungsmechanismus 2016 ist, und die Nebenverriegelungskomponente 170, die ein bewegliches Element des Verriegelungsmechanismus 17 ist, dürfen in die Verriegelungsaussparung 162, 172 eingebracht werden, weil der Druck des Arbeitsöls zur Zeit des Anlassens der Maschine schwindet, während die Zufuhr des Arbeitsöls nach dem Abschließen des Durchdrehens und der Zündung in der Maschine gestartet wird.
Darüber hinaus werden der Kolben 2160a und die Nebenverriegelungskomponente 170 vorgespannt, um sich in der Austrittsrichtung Ein zu bewegen, um aus der Verriegelungsaussparung 162, 172 durch Aufnahme des Drucks des Arbeitsöls auszutreten. Somit wird die Verlässlichkeit des Anlassens der Maschine entsprechend der Umgebungstemperatur verbessert, und es wird möglich, die Ventiltaktung durch Steuern der Drehphase flexibel zu steuern.
Ferner wird nach der zweiten Ausführungsform die Hauptverriegelungskomponente 2160 durch Kombination des beweglichen Zylinders 2160b und des Kolbens 2160a aufgebaut. Das Temperaturfühlteil 2164, das aus dem Thermowachs hergestellt ist, wird flüssigkeitsdicht in der inneren Kammer 2160c des beweglichen Zylinders 2160b eingeschlossen, in der sich der Kolben 2160a bewegt. Daher arbeitet die Hauptverriegelungskomponente 2160 entsprechend der Ausdehnung oder dem Schrumpfungszustand des Temperaturfühlteils 2164, das sich entsprechend der Umgebungstemperatur ausdehnt oder schrumpft.
Das heißt, dass die Hauptverriegelungskomponente 2160 die Drehphase in der Hauptverriegelungsphase Pm verriegelt, wenn der Kolben 2160a, der die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt, in die Hauptverriegelungsaussparung 162 montiert ist, weil das Temperaturfühlteil 2164 sich so ändert, dass der erste Zustand bei der Umgebungstemperatur größer oder gleich der vorab festgelegten Temperatur T eingerichtet ist. Andererseits entriegelt die Hauptverriegelungskomponente 2160 bei der Umgebungstemperatur unterhalb der vorab festgelegten Temperatur T die Drehphase aus der Hauptverriegelungsphase Pm, wenn der Kolben 2160a aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 in einer Richtung gegen die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 austritt, weil das Temperaturfühlteil 2164 in den zweiten Zustand wechselt.
Somit wird die Größe der Expansion oder des Zusammenziehens des Temperaturfühlteils 2164 durch Verwendung des Thermowachses stabilisiert, das in die innere Kammer 2160c des beweglichen Zylinders 2160b als das Temperaturfühlteil 2164 eingefüllt ist, so dass der Hauptverriegelungsmechanismus 2016 geeignet und sicher funktionieren kann. Folglich wird es möglich, die Verlässlichkeit der Maschinenanlasseigenschaften passend zur Umgebungstemperatur zu verbessern.
(Dritte Ausführungsform)
Wie in 19 gezeigt ist eine dritte Ausführungsform eine Modifizierung der ersten Ausführungsform. In der dritten Ausführungsform wird die Maschine als Antwort auf einen Ausschaltbefehl oder Einschaltbefehl, der von einem Maschinenschalter SW ausgegeben wird, oder einem Leerlaufstoppbefehl oder Wiederanlassbefehl, der von einem Leerlaufstoppsystem ISS ausgegeben wird, die dazu aufgebaut sind, die Steuerschaltung 80 zu umfassen, angehalten oder gestartet.
In der dritten Ausführungsform wird wie in 19 gezeigt ein Vorspannaufbau hinzugefügt, um den Flügelrotor 14 hin zur Nebenverriegelungsphase Ps vorzuspannen. Insbesondere wird ein erster Verriegelungsstift 3110 in dem Gehäuserotor 11 angeordnet, und ein zweiter Verriegelungsstift 3146 ist in dem Flügelrotor 14 angeordnet. Der erste Verriegelungsstift 3110 weist eine Pfostenform auf, die von dem Backenring 12 in der Axialrichtung von der Frontplatte 15 weg vorsteht. Die drehende Welle 140 weist eine Armplatte 3147 ungefähr parallel zur Frontplatte 15 auf, und der zweite Verriegelungsstift 3146 weist eine Pfostenform auf, die von der Armplatte 3147 hin zur Frontplatte 15 in der Axialrichtung vorsteht.
Der Verriegelungsstift 3110, 3146 ist so angeordnet, dass er von dem Drehzentrum des Rotors 11, 14 beabstandet ist, und der Abstand zwischen dem Verriegelungsstift 3110 und dem Drehzentrum des Gehäuserotors 11 ist ungefähr derselbe wie der Abstand zwischen dem Verriegelungsstift 3146 und dem Drehzentrum des Flügelrotors 14. Die Positionen der Verriegelungsstifte 3110, 3146 sind zueinander in der Axialrichtung versetzt.
Eine elastische Frühverstellkomponente 3019 ist zwischen der vorderen Platte 15 und der Armplatte 3147 angeordnet. Die elastische Frühverstellkomponente 3019 kann eine Spiralfeder sein, die durch Aufwickeln eines Metallelementdrahts im Wesentlichen in derselben Ebene aufgebaut ist. Das Spiralzentrum der elastischen Frühverstellkomponente 3019 stimmt mit dem Drehzentrum der Rotoren 11 und 14 überein. Die Innenumfangsseite der elastischen Frühverstellkomponente 3019 wird gewickelt am äußeren Umfangsteil der drehenden Welle 140 montiert. Das außenumfangsseitige Ende der elastischen Frühverstellkomponente 3019 wird in der U-Form gebogen, um ein Verriegelungsteil 3190 zu bilden. Das Verriegelungsteil 3190 kann abhängig von der Drehphase durch den Verriegelungsstift 3110 oder den Verriegelungsstift 3146 verriegelt werden.
Wenn sich die Drehphase auf der Spätverstellseite weiter als die Nebenverriegelungsphase Ps ändert, das bedeutet, wenn die Drehphase zwischen der Nebenverriegelungsphase Ps und der Hauptverriegelungsphase Pm angeordnet ist, wird das Verriegelungsteil 3190 der elastischen Frühverstellkomponente 3019 durch den ersten Verriegelungsstift 3110 verriegelt. Zu dieser Zeit wirkt die Rückstellkraft der elastischen Frühverstellkomponente 3019, die durch die elastische Torsionsverformung erzeugt wird, auf den Flügelrotor 14 als ein Drehmoment, das bezüglich des Gehäuserotors 11 hin zur Frühverstellseite wirkt, weil sich der zweite Verriegelungsstift 3146 vom Verriegelungsteil 3190 trennt. Das bedeutet, dass der Flügelrotor 14 auf der Frühverstellseite hin zur Nebenverriegelungsphase Ps vorgespannt ist.
Hier wird die Rückstellkraft der elastischen Frühverstellkomponente 3019 so eingestellt, dass sie größer als der mittlere Wert des Variationsdrehmoments ist, das auf die Verzögerungsseite zwischen der Nebenverriegelungsphase Ps und der Hauptverriegelungsphase Pm abweicht (siehe die 9, die in der ersten Ausführungsform erläutert wird). Wenn sich die Drehphase andererseits weiter als die Nebenverriegelungsphase Ps hin zur Frühverstellseite geändert hat, wird das Verriegelungsteil 3190 durch den zweiten Verriegelungsstift 3146 verriegelt. Zu dieser Zeit wird der Vorspannvorgang der elastischen Frühverstellkomponente 3019 bezüglich des Flügelrotors 14 beschränkt, weil der erste Verriegelungsstift 3119 sich vom Verriegelungsteil 3190 trennt.
Wie in 19 gezeigt umfasst der Hauptverriegelungsmechanismus 3016 der dritten Ausführungsform weiterhin einen beweglichen Körper 3166, eine elastische Steuerkomponente 3167 und ein Temperaturfühlteil 3168.
Wie in den 20–23 gezeigt weist der bewegliche Körper 3166 einen beweglichen Kolben 3164 und einen beweglichen Bodenabschnitt 3165 auf. Der bewegliche Kolben 3164 ist aus Metall hergestellt und weist eine zylindrische Form auf. Die Hauptverriegelungsaussparung 162 weist ein Teil 162a mit großem Durchmesser und ein Teil 162b mit kleinem Durchmesser auf. Ein Durchmesser des Teils 120a mit großem Durchmesser ist größer als ein Durchmesser des Teils 162b mit kleinem Durchmesser. Das Teil 162a mit großem Durchmesser ist näher an dem Flügelrotor 14 als das Teil 162b mit kleinem Durchmesser angeordnet. Der bewegliche Kolben 3164 ist koaxial in der Hauptverriegelungsaussparung 162 untergebracht und erstreckt sich zwischen dem Teil 162a mit großem Durchmesser und dem Teil 162b mit kleinem Durchmesser.
Der bewegliche Kolben 3164 weist einen ersten Flansch 3164a auf, der in dem Teil 162a mit großem Durchmesser angeordnet ist, und einen zweiten Flansch 3164b, der in dem Teil mit kleinem Durchmesser 162b angeordnet ist. Der erste Flansch 3164a und der zweite Flansch 3164b sind jeweils an axialen Enden des beweglichen Teils 3164 angeordnet und der Durchmesser des Flansches 3164a, 3164b ist größer als der Durchmesser des mittleren Teils des beweglichen Kolbens 3164. Der erste Flansch 3164a ist näher als der zweite Flansch 3164b an dem Flügelrotor 14 angeordnet. Der dem Flügelrotor 14 benachbarte erste Flansch 3164a wird bewegbar in das Teil 162a mit großem Durchmesser eingefügt, und der zweite Flansch 3164b gegenüber dem Flügelrotor 14 wird einsetzbar in das Teil 162b mit kleinem Durchmesser eingefügt.
Der bewegliche Bodenabschnitt 3165 ist aus Metall hergestellt und weist ein Teil 3165a mit großem Durchmesser und ein Teil 3165b mit kleinem Durchmesser auf. Das Teil 3165b mit kleinem Durchmesser ist näher am Flügelrotor 14 als das Teil 3165a mit großem Durchmesser angeordnet. Sowohl das Teil 3165a mit großem Durchmesser als auch das Teil 3165b mit kleinem Durchmesser des beweglichen Bodenabschnitts 3165 ist koaxial in dem Teil 162a mit großem Durchmesser untergebracht. Das Teil 3165a mit großem Durchmesser des beweglichen Bodenabschnitts 3165 ist einsetzbar in das Teil 162a mit großem Durchmesser eingefügt, und das Teil 3165b mit kleinem Durchmesser des beweglichen Bodenabschnitts 3165 ist beweglich in das Teil 162a mit großem Durchmesser eingefügt. Darüber hinaus weist das Teil 3165a mit großem Durchmesser eine Aussparung auf, die hin zum Flügelrotor 14 ausgespart ist, und der erste Flansch 3164a wird in die Aussparung des Teils 3165a mit großem Durchmesser eingeführt. Daher werden in der Hauptverriegelungsaussparung 162 der bewegliche Bodenabschnitt 3165 und der bewegliche Kolben 3164 integriert dazu fähig, in der axialen Richtung hin- und herzugehen.
Wie in den 21 und 22 gezeigt, schließt der bewegliche Körper 3166 annähernd eine Öffnung 162c des Teils 162a mit großem Durchmesser benachbart zum Flügelrotor 14 (nämlich gegenüber dem Teil 162b mit kleinem Durchmesser), wenn sich der bewegliche Körper 3166 in eine Schließposition Lc bewegt. In diesem Fall wird in der Hauptverriegelungsphase Pm wie in 21 gezeigt verhindert, dass die Hauptverriegelungskomponente 160 in die Hauptverriegelungsaussparung 162 eintritt, das bedeutet, dass die Drehphase entriegelt wird. Zu dieser Zeit wird das Teil 3165a mit großem Durchmesser des beweglichen Bodenabschnitts 3165 durch ein Anschlagteil 162d nach der dritten Ausführungsform gestoppt, das in dem Teil 162a mit großem Durchmesser der Hauptverriegelungsaussparung 162 angeordnet ist.
Dagegen wird die Öffnung 162c wie in 20 und 23 gezeigt geöffnet, wenn sich der bewegliche Körper 3166 zu einer offenen Position Lo gegenüber der geschlossenen Position Lc bezüglich des Flügelrotors 14 (nämlich in die Nähe des Teils 162b mit kleinem Durchmesser) bewegt. Somit kann die Hauptverriegelungskomponente 160 in der Hauptverriegelungsphase Pm, die in 20 gezeigt ist, so in die Hauptverriegelungsaussparung 162 eintreten, dass die Drehphase verriegelt werden kann. In der dritten Ausführungsform wird das Teil 3165a mit großem Durchmesser durch ein Anschlagteil 162e gestoppt, das in dem Teil 162a mit großem Durchmesser der Hauptverriegelungsaussparung 162 definiert ist, wenn der bewegliche Körper 3166 sich in die maximal offene Position Lomax der 20 bewegt, an der die Öffnung 162c in der offenen Position Lo am weitesten offen ist.
Wie in den 20–23 gezeigt kann die elastische Steuerkomponente 3167 eine metallische Schraubenfeder sein und ist in dem Teil 162b mit kleinem Durchmesser untergebracht. Die elastische Steuerkomponente 3167 ist zwischen einer Federaufnahme 130 der hinteren Platte 13 und dem zweiten Flansch 3164b angeordnet, der in dem Teil 162b mit kleinem Durchmesser in der axialen Richtung angeordnet ist. Daher wird eine Rückstellkraft durch die elastische Steuerkomponente 3164 erzeugt, um sowohl den beweglichen Kolben 3164 als auch den beweglichen Bodenabschnitt 3165 des beweglichen Körpers 3166 in der axialen Richtung hin zum Flügelrotor 14 vorzuspannen.
Daher arbeitet die Rückstellkraft der elastischen Steuerkomponente 3167 in der Hauptverriegelungsphase Pm wie in den 20 und 21 gezeigt als eine Vorspannkraft, die in der Austrittsrichtung Ein hin zur Hauptverriegelungskomponente 160 gegen die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 wirkt, die auf den beweglichen Körper 3166 in der Eintrittsrichtung Im wirkt, wenn sich die Hauptverriegelungskomponente 160 und der bewegliche Bodenabschnitt 3165 des beweglichen Körpers 3166 berühren.
Wie in den 20–23 gezeigt wird das Temperaturfühlteil 3168 aus einem flüssigen, nicht kompressiblen Thermowachs hergestellt, das der Umgebungstemperatur folgend Ausdehnungs- und Schrumpfungseigenschaften aufweist. Das Temperaturfühlteil 3168 ist flüssigkeitsdicht zwischen einer Trennkomponente 162f und dem zweiten Flansch 3164 eingeschlossen. Die Trennkomponente 162f ist zwischen dem Teil 162b mit kleinem Durchmesser und dem Teil 162a mit großem Durchmesser definiert. Der zweite Flansch 3164b ist bezüglich der Trennkomponente 162f in dem Teil 162b mit kleinem Durchmesser gegenüber dem Flügelrotor 14 angeordnet.
Das Temperaturfühlteil 3168 steuert das Hin- und Hergehen des beweglichen Körpers 3166 durch Expandieren und Zusammenziehen entsprechend der Umgebungstemperatur des Temperaturfühlteils 3168, die zu der Umgebungstemperatur passt. Insbesondere wenn die Umgebungstemperatur größer als die oder gleich der vorab festgelegten Temperatur T ist (siehe 24–27, die genau beschrieben werden), weist das Temperaturfühlteil 3168 durch die Erhöhung des Volumens den ersten Zustand auf, wodurch der Innendruck stärker als ein feststehender Wert angehoben wird.
Als ein Ergebnis berührt der bewegliche Körper 3166, der den Innendruck vom Temperaturfühlteil 3168 aufnimmt, die Hauptverriegelungskomponente 160, die die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 in der Hauptverriegelungsphase Pm der 20 aufnimmt. Währenddessen kann der bewegliche Körper 3166 gegen die Rückstellkraft der elastischen Steuerkomponente 3164 in die offene Position Lo bewegt werden. Zudem wird zu dieser Zeit die Hauptverriegelungsaussparung 162 geöffnet, weil der bewegliche Körper 3166 in die offene Position Lo gegenüber der Hauptverriegelungskomponente 160 bewegt wird. Daher wird es wie in 20 gezeigt möglich, dass die Hauptverriegelungskomponente 160, welche die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt, in die Aussparung 162 eintreten kann.
Wenn andererseits die Umgebungstemperatur niedriger als die vorab festgelegte Temperatur T ist, ändert sich das Temperaturfühlteil 3168 so, dass es durch die Verringerung des Volumens in den zweiten Zustand kommt, wodurch der Innendruck auf weniger als den feststehenden Wert verringert wird. Als ein Ergebnis berührt der bewegliche Körper 3166, der den Innendruck vom Temperaturfühlteil 3168 aufnimmt, die Hauptverriegelungskomponente 160, die die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt, in der Hauptverriegelungsphase Pm der 21. Währenddessen wird der bewegliche Körper 3166 gegen die Rückstellkraft in die Schließposition Lc getrieben.
Darüber hinaus schließt der bewegliche Körper 3166, der sich in die Schließposition Lc benachbart zur Hauptverriegelungskomponente 160 bewegt hat, zu dieser Zeit die Hauptverriegelungsaussparung 162. Somit wird die Hauptverriegelungskomponente 160 wie in 21 gezeigt gegen die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aus der Aussparung 162 hinausgestoßen. Zudem wird die vorab festgelegte Temperatur T dieser Ausführungsform vorab auf einen vorher festgelegten Wert wie –10°C so festgelegt, dass sie zur Umgebungstemperatur des Temperaturfühlteils 3168 passt, wenn die Hauptverriegelungskomponente 160 in der Hauptverriegelungsphase Pm aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 austritt, das bedeutet, wenn der bewegliche Körper 3166 aus der offenen Position Lo in die Schließposition Lc schaltet.
Betriebsarten der Ventiltaktung der dritten Ausführungsform werden erläutert.
(A) Normalbetrieb
Wenn sich die Maschine wie in 24–26 gezeigt im Normalbetrieb befindet, wird die Zufuhr des Arbeitsöls von der Pumpe 4 mit dem Druck entsprechend der Drehzahl der Maschine fortgesetzt. Als ein Ergebnis wird jede der Verriegelungskomponenten 160, 170 in der Austrittsrichtung Em, Es durch den Druck des Arbeitsöls vorgespannt, das in die Entriegelungskammer 161, 171 eingeführt wird. Daher wird die Drehphase aus der Verriegelungsphase Pm, Ps entriegelt, wie in 23 gezeigt. Hier wird die Drehphase aus der Hauptverriegelungsphase Pm durch den Druck des Arbeitsöls unabhängig von der Position des beweglichen Körpers 3166 entriegelt. Die Ventiltaktung wird durch die Änderung der Position des Spulenkörpers 68 in den Bereichen Rr, Ra, Rh geeignet angepasst.
(B) Leerlaufstoppvorgang und Wiederanlassvorgang
Wenn die Maschine durch einen Leerlaufstoppbefehl des Leerlaufstoppsystems ISS wie in 24 und 25 gezeigt im Leerlauf angehalten wird, wird der Schieber 68 in den Verriegelungsbereich Rl bewegt, bevor die Maschine durch Kraftstoffabschaltung in einen Trägheitsdrehzustand versetzt wird. Zu dieser Zeit wird die Zufuhr des Arbeitsöls von der Pumpe 4 mit hohem Druck entsprechend der Drehzahl der Maschine fortgesetzt. Daher wird die Drehphase mit dem Druck des Arbeitsöls in den Verzögerungskammern 26, 27, 28 in die Hauptverriegelungsphase Pm (die am stärksten verzögerte Phase) geändert.
Nachdem die Drehphase in die Hauptverriegelungsphase Pm geändert wurde, wird sich der Zufuhrdruck des Arbeitsöls von der Pumpe 4 allmählich entsprechend der Geschwindigkeit der Trägheitsdrehung wie in den 24 und 25 gezeigt verringern, wenn die Maschine in den Trägheitsdrehzustand gebracht wird. Zu dieser Zeit schwindet der Druck in der Hauptentriegelungskammer 161, und die Hauptverriegelungskomponente 160, die die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt, berührt den beweglichen Körper 3166, der die Rückstellkraft der elastischen Steuerkomponente 3167 aufnimmt (20 und 21). Darüber hinaus berührt zu dieser Zeit die Nebenverriegelungskomponente 170, die die Rückstellkraft der elastischen Nebenkomponente 173 aufnimmt, die hintere Platte 13 außerhalb der Nebenverriegelungsaussparung 172 und der Grenznut 174 (20 und 21), während der Druck in der Nebenentriegelungskammer 171 schwindet. Somit wird die Maschine vorübergehend in der Hauptverriegelungsphase Pm angehalten.
Während des Anhaltens der Maschine durch das Leerlaufstoppsystem ISS wie in 24 gezeigt wird der bewegliche Körper 3166 durch das Temperaturfühlteil 3168 in dem ersten Zustand entsprechend der Änderung der Umgebungstemperatur, aber etwas zeitverzögert, in den Bereich der offenen Position Lo getrieben, wenn die Umgebungstemperatur größer als die oder gleich der vorab festgelegten Temperatur T ist. Die Drehphase ist in der Hauptverriegelungsphase Pm verriegelt, weil die Hauptverriegelungskomponente 160 in die Hauptverriegelungsphase 162 eingepasst wird, die in dem offenen Zustand ist.
Während die Drehphase bei der Umgebungstemperatur größer als oder gleich der vorab festgelegten Temperatur T wie in 24 gezeigt verriegelt ist, ist der bewegliche Körper 3166 in der offenen Position Lo angeordnet, wenn die Maschine wieder angelassen wird, um das Durchdrehen entsprechend der Wiederanlassabfolge des Leerlaufstoppsystems ISS zu starten. Zu dieser Zeit wird die Position des Steuerkolbens 68 in dem Verriegelungsbereich Rl gehalten, und das Arbeitsöl wird nicht von der Pumpe 4 zugeführt. Daher bleibt die Hauptverriegelungskomponente 160, die die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt, in der weit geöffneten Hauptverriegelungsaussparung 162 (20), während der Druck in der Hauptentriegelungskammer 161 schwindet.
Darüber hinaus berührt die Nebenverriegelungskomponente 170, welche die Rückstellkraft der elastischen Komponente 173 aufnimmt, die hintere Platte 13 außerhalb der Nebenverriegelungsaussparung 172 und der Grenznut 174 (20), während der Druck in der Nebenentriegelungskammer 171 schwindet. Demgemäß wird die Maschine die Verbrennung in dem Zustand abschließen, in dem die Drehphase in der Hauptverriegelungsphase Pm verriegelt ist.
Wenn die Umgebungstemperatur während des Anhaltens der Maschine durch das Leerlaufstoppsystem ISS wie in 25 gezeigt auf weniger als die vorab festgelegte Temperatur T fällt, wird der bewegliche Körper 3166 hin zur Schließposition Lc getrieben, weil das Temperaturfühlteil 3168 durch das Zusammenziehen in den zweiten Zustand gerät (21). Dadurch wird die Hauptverriegelungsaussparung 162 geschlossen, und die Hauptverriegelungskomponente 160 tritt aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 aus, wodurch sie die Drehphase aus der Hauptverriegelungsphase Pm entriegelt.
Wenn die Maschine wie in 25 gezeigt durch Starten des Durchdrehens entsprechend des Wiederanlassbefehls des Leerlaufstoppsystems ISS wieder angelassen wird, während die Drehphase bei der Umgebungstemperatur unter der vorab festgelegten Temperatur T entriegelt wird, wird der bewegliche Körper 3166 dazu veranlasst, in der geschlossenen Position Lc zu verbleiben. Zu dieser Zeit wird die Position des Schiebers 68 in dem Verriegelungsbereich Rl gehalten, und das Arbeitsöl wird nicht von der Pumpe 4 zugeführt. Daher berührt die Hauptverriegelungskomponente 160, welche die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt, den beweglichen Körper 3166, der die Rückstellkraft der elastischen Steuerkomponente 3167 aufnimmt, und bleibt außerhalb der Hauptverriegelungsaussparung 162 (21), während der Druck in der Hauptentriegelungskammer 161 schwindet.
Wenn der Flügelrotor 14 aus der Hauptverriegelungsphase Pm entriegelt wird, dreht der Flügelrotor 14 relativ zum Gehäuserotor 11 durch das negative Drehmoment auf die Frühverstellseite, und die Drehphase wird gegenüber der Hauptverriegelungsphase Pm in Richtung früh verstellt. Als ein Ergebnis tritt die Nebenverriegelungskomponente 170, die die Rückstellkraft der elastischen Nebenkomponente 173 aufnimmt, zuerst in die Grenznut 174 ein, während der Druck in der Nebenentriegelungskammer 171 schwindet. Dadurch wird die Drehphase wie in 25 gezeigt selbst dann an der Rückkehr in die Hauptverriegelungsphase Pm gehindert, wenn der Flügelrotor 14 relativ zum Gehäuserotor 11 durch das positive Drehmoment hin zur Verzögerungsseite dreht.
Danach tritt die Nebenverriegelungskomponente 170, welche die Rückstellkraft der elastischen Nebenkomponente 173 erfährt, in die Nebenverriegelungsaussparung 172 ein (22), wenn die Drehphase durch das negative Drehmoment weiter in Richtung früh verstellt wird und die Nebenverriegelungsphase Ps erreicht, während der Druck in der Nebenentriegelungskammer 171 schwindet. Darüber hinaus berührt zu dieser Zeit die Hauptverriegelungskomponente 160, welche die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt, die hintere Platte 13 außerhalb der Hauptverriegelungsaussparung 162 (2), während der Druck in der Hauptentriegelungskammer 161 schwindet. Somit wird die Maschine, wie in 25 gezeigt, die Verbrennung in dem Zustand abschließen, in dem die Drehphase in der Nebenverriegelungsphase Ps verriegelt wurde.
(C) Normaler Anhaltebetrieb und normaler Anlasserbetrieb
Wenn die Maschine gemäß einem Ausschaltbefehl vom Maschinenschalter SW wie in 26 gezeigt angehalten wird, wird die Maschine veranlasst, durch Kraftstoffabschaltung in den Trägheitsdrehzustand einzutreten, wodurch der Zuführdruck des Arbeitsöls von der Pumpe 4 entsprechend der Geschwindigkeit der Trägheitsdrehung allmählich verringert wird. Danach wird die Drehphase aus der Verriegelungsphase Pm, Ps durch dasselbe Prinzip wie im vorstehenden Fall (A) entriegelt, weil der Zuführdruck des Arbeitsöls vergleichsweise hoch ist. Als ein Ergebnis erreicht die Drehphase die Nebenverriegelungsphase Ps als eine Zwischenphase durch einen Ausgleich zwischen dem Druck in den Verzögerungskammern 26, 27, 28, der Rückstellkraft der elastischen Frühverstellkomponente 3019, die auf die Frühverstellseite wirkt, und dem Variationsdrehmoment, das zur Verzögerungsseite hin verschoben ist.
Nach dem Erreichen der Nebenverriegelungsphase Ps wie in 26 gezeigt wird die Nebenverriegelungskomponente 170, die die Rückstellkraft der elastischen Nebenkomponente 173 aufnimmt, in die Nebenverriegelungsaussparung 172 eingepasst, wenn der Druck in der Nebenentriegelungskammer 171 durch die Verringerung der Trägheitsdrehzahl der Maschine schwindet (22). Darüber hinaus berührt die Hauptverriegelungskomponente 160, die die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt, zu dieser Zeit die hintere Platte 13 außerhalb der Hauptverriegelungsaussparung 162 (22), während der Druck in der Hauptentriegelungskammer 161 schwindet. Somit wird die Drehphase in der Nebenverriegelungsphase Ps verriegelt.
Danach wird die Position des Schiebers 68 in dem Verriegelungsbereich Rl gehalten und das Arbeitsöl nicht von der Pumpe 4 zugeführt, wenn die Maschine durch Starten des Durchdrehens entsprechend eines Ein-Befehls des Maschinenschalters SW wie in 26 gezeigt normal gestartet wird. Dadurch bleibt die Nebenverriegelungskomponente 170, die die Rückstellkraft der elastischen Nebenkomponente 173 aufnimmt, so, dass sie in die Nebenverriegelungsaussparung 172 vorsteht (22), während der Druck in der Nebenentriegelungskammer 171 schwindet. Darüber hinaus berührt zu dieser Zeit die Hauptverriegelungskomponente 160, die die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 aufnimmt, weiter die hintere Platte 13 außerhalb der Hauptverriegelungsaussparung 162 (22), während der Druck in der Hauptentriegelungskammer 161 schwindet. Daher schließt die Maschine die Verbrennung in dem Zustand ab, in dem die Drehphase in der Nebenverriegelungsphase Ps verriegelt wurde.
Betriebsarten und Vorteile der dritten Ausführungsform werden beschrieben.
Nach der dritten Ausführungsform können Klopfen, Frühzündung und unerwünschte Schwingung oder Lärm in einem Fall beschränkt werden, in dem die Maschine bei einer Umgebungstemperatur größer oder gleich der vorab festgelegten Temperatur gestartet wird, beispielsweise selbst wenn das Wiederanlassen durch das Leerlaufstoppsystem ISS wie in 27 gezeigt häufig wiederholt wird, weil der bewegliche Körper 3166 innerhalb des Bereichs der offenen Position Lo angetrieben wird.
Darüber hinaus wird nach der dritten Ausführungsform die Zündfähigkeit erhöht, um die Starteigenschaften durch dasselbe Prinzip wie in der ersten Ausführungsform sicherzustellen, wenn die Maschine mit der Umgebungstemperatur unter der vorab festgelegten Temperatur T gestartet wird, beispielsweise wenn die Maschine wieder angelassen wird, nachdem die Maschine nach dem vorübergehenden Anhaltezustand gestoppt wurde.
Darüber hinaus wurde nach der dritten Ausführungsform der Innendruck des Thermowachses durch die Ausdehnung erhöht, weil das Temperaturfühlteil 3168 sich in dem ersten Zustand befindet, wenn die Umgebungstemperatur gleich der oder größer als die vorab festgelegte Temperatur T wird. Der Innendruck steigt auf einen Druck, der in der Hauptverriegelungsphase Pm zum Treiben des beweglichen Körpers 3166 in die offene Position Lo gegenüber der Hauptverriegelungskomponente 160 nötig ist.
Daher bewegt sich der bewegliche Körper 3166 in der Hauptverriegelungsphase Pm gegen die Rückstellkraft der elastischen Steuerkomponente 3167 in dem Zustand in die offene Position Lo, in dem die Hauptverriegelungskomponente 160 und der bewegliche Körper 3166 einander berühren, während jeweils die Hauptverriegelungskomponente 160 durch die elastische Hauptkomponente 163 und der bewegliche Körper 3166 durch die elastische Steuerkomponente 3167 vorgespannt sind. Als ein Ergebnis kann die Hauptverriegelungskomponente 160 in die Hauptverriegelungsaussparung 162 eintreten, die im offenen Zustand ist.
Dagegen wird der Innendruck des Thermowachses durch das Zusammenziehen verringert, weil sich das Temperaturfühlteil 3168 im zweiten Zustand befindet, wenn die Umgebungstemperatur niedriger als die vorab festgelegte Temperatur T wird. Der Innendruck wird auf einen Druck verringert, der benötigt wird, um den beweglichen Körper 3166 in der Hauptverriegelungsphase Pm in die Schließposition Lc benachbart zur Hauptverriegelungskomponente 160 zu treiben.
Daher bewegt sich der bewegliche Körper 3166 in der Hauptverriegelungsphase Pm gegen die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 in dem Zustand in die Schließphase Lc, in dem die Hauptverriegelungskomponente 160 und der bewegliche Körper 3166 miteinander in Kontakt sind, während die Hauptverriegelungskomponente 160 und der bewegliche Körper 3166 jeweils durch die elastische Hauptkomponente 163 und die elastische Steuerkomponente 3167 vorgespannt sind. Als ein Ergebnis wird die Hauptverriegelungskomponente 160 aus der Hauptverriegelungsaussparung 162 herausgedrückt, die sich in dem geschlossenen Zustand befindet.
Mit dem Temperaturfühlteil 3168, das aus dem Thermowachs besteht, ist es der Drehphase möglich, durch das Öffnen der Hauptverriegelungsaussparung 162 verriegelt zu sein, und die Drehphase wird durch Schließen der Hauptverriegelungsaussparung 162 entriegelt. Das Verriegeln und das Entriegeln werden geeignet entsprechend der Umgebungstemperatur ineinander umgeschaltet, welche die Umgebungstemperatur des Temperaturfühlteils 3168 bestimmt. Somit wird es möglich, die Verlässlichkeit der Anlaufeigenschaften passend zur Umgebungstemperatur zu verbessern.
Zusätzlich wird nach der dritten Ausführungsform der Flügelrotor 14 durch die elastische Frühverstellkomponente 3019 auf der Frühverstellseite mit Bezug auf den Gehäuserotor in einer Drehphase zwischen der Hauptverriegelungsphase Pm und der Nebenverriegelungsphase Ps vorgespannt. Der Flügelrotor 14 nimmt die Vorspannkraft der elastischen Frühverstellkomponente 3019 zur Zeit des Anlassens der Maschine in einer Umgebung mit niedriger Temperatur unter der vorab festgelegten Temperatur T auf. Daher kann die Drehphase des Flügelrotors 14 bezüglich des Gehäuserotors 11 zusammen mit dem Variationsmoment schnell die Nebenverriegelungsphase Ps erreichen. Somit kann ein Zeitabschnitt zur Zeit des Anlassens der Maschine verkürzt werden, der zum Verriegeln der Drehphase in der Nebenverriegelungsphase Ps ab dem Beginn des Durchdrehens verwendet wird, das das Variationsdrehmoment in der Maschine erzeugt. Demgemäß wird es möglich, die Anlassverlässlichkeit in der Umgebung mit niedriger Temperatur passend zur Umgebungstemperatur zu verbessern.
(Vierte Ausführungsform)
Wie in 28 gezeigt ist eine vierte Ausführungsform eine Modifizierung der dritten Ausführungsform.
Die Nebenverriegelungskomponente 170, die Nebenentriegelungskammer 171 und die elastische Nebenkomponente 173 sind in einem Nebenverriegelungsmechanismus 4017 der vierten Ausführungsform eliminiert. Stattdessen nimmt die Hauptverriegelungskomponente 160 des Hauptverriegelungsmechanismus 3016 die Funktion der Nebenverriegelungskomponente an.
Insbesondere wirkt die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 in der Nebenverriegelungsphase Ps, die in 28 gezeigt ist, als eine Vorspannkraft, welche die Hauptverriegelungskomponente 160 hin zur Nebenverriegelungsaussparung 172 in der Eintrittsrichtung Is vorspannt. Darüber hinaus treibt die Antriebskraft, die durch den Druck in der Hauptentriegelungskammer 161 erzeugt wird, in der Nebenverriegelungsphase Ps die Hauptverriegelungskomponente 160 gegen die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente 163 so an, dass diese aus der Nebenverriegelungsaussparung 172 in der Austrittsrichtung Es austritt.
Ferner wird die Drehphase so beschränkt, dass sie in einem Bereich der Drehphase angeordnet ist, der auf beiden Seiten der Nebenverriegelungsphase Ps definiert ist, wenn die Hauptverriegelungskomponente 160 in die Grenznut 174 eintritt, die in der Drehrichtung auf beiden Seiten der Nebenverriegelungsaussparung 172 definiert ist. Ferner ist die Drehphase in der Nebenverriegelungsphase Ps verriegelt, wenn die Drehphase die Nebenverriegelungsphase Ps in einem Fall erreicht, in dem die Hauptverriegelungskomponente 160 aus der Grenznut 174 in die Nebenverriegelungsaussparung 172 eintritt.
In der vierten Ausführungsform werden ungefähr dieselben Vorgänge ausgeführt, wobei die Nebenverriegelungskomponente 170 der dritten Ausführungsform durch die Hauptverriegelungskomponente 160 ersetzt wird. Die vierte Ausführungsform weist im Wesentlichen dieselben Vorteile wie die dritte Ausführungsform auf.
Darüber hinaus arbeitet die Hauptverriegelungskomponente 160 nach der vierten Ausführungsform, welche die Drehphase durch Eintreten in die Hauptverriegelungsaussparung 162 in der Hauptverriegelungsphase Pm verriegelt, auch als eine Nebenverriegelungskomponente, die die Drehphase durch Eintreten in die Nebenverriegelungsaussparung 172 in der Nebenverriegelungsphase Ps verriegelt. Daher können die Starteigenschaften passend zur Umgebungstemperatur mit einem einfachen Aufbau sichergestellt werden, wobei die Anzahl von Komponenten verringert wird, die zur Änderung der Verriegelungsphase benötigt werden.
(Andere Ausführungsformen)
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die Ausführungsformen beschränkt sein, sondern kann auf andere Arten ohne Abweichen vom Gebiet der vorliegenden Offenbarung implementiert werden.
In einem ersten Modifizierungsbeispiel bezüglich der ersten bis vierten Ausführungsformen kann die Hauptverriegelungsphase Pm auf der Frühverstellseite anstelle der am meisten verzögerten Phase eingestellt sein, wenn das Einlassventil 9 geschlossen wird, nachdem der Kolben 8 den unteren Totpunkt BDC in dem Zylinder 7 der Maschine erreicht.
In einem zweiten Modifizierungsbeispiel bezüglich der ersten bis vierten Ausführungsformen kann die Verriegelungsaussparung 162, 172 in dem Flügelrotor 14 anstelle dem Gehäuserotor 11 definiert sein. In diesem Fall wird die Verriegelungskomponente 160, 170, 2160 (der Kolben 2160a und der bewegliche Zylinder 2160b) durch den Gehäuserotor 11 als einem Lagerrotor gelagert.
In einem dritten Modifizierungsbeispiel bezüglich der ersten bis vierten Ausführungsformen kann die elastische Komponente 163, 173, 3167 aus einer Gummikomponente oder einer Metallfeder anstelle der Schraubenfeder hergestellt sein.
In einem vierten Modifizierungsbeispiel bezüglich der ersten bis vierten Ausführungsformen kann die Pumpe 4 eine elektrische Pumpe sein, die die Zufuhr von Arbeitsöl zu einem beliebigen Zeitpunkt oder ab der vollständigen Verbrennung in der Maschine beginnen kann.
In einem fünften Modifizierungsbeispiel bezüglich der ersten Ausführungsform kann nur ein Temperaturfühlteil 165 verwendet werden, und es kann in einer Weise angeordnet sein, dass das Innenumfangsteil des Temperaturfühlteils 165 so angeordnet ist, dass es die Federaufnahme 160a der Hauptverriegelungskomponente 160 berührt oder davon getrennt ist.
In einem sechsten Modifizierungsbeispiel bezüglich der ersten und zweiten Ausführungsformen kann die elastische Frühverstellkomponente 3019 wie in 29 gezeigt ähnlich der dritten Ausführungsform angepasst werden (29 gibt das sechste Modifizierungsbeispiel bezüglich der ersten Ausführungsform wieder). In dem sechsten Modifizierungsbeispiel wird der Steuerkolben passend zum Vorgang (B) der dritten Ausführungsform in den Verriegelungsbereich Rl bewegt, bevor die Maschine in den Trägheitsdrehzustand gelangt.
In einem siebten Modifizierungsbeispiel bezüglich den dritten und vierten Ausführungsformen wie in 30 gezeigt kann die elastische Frühverstellkomponente 3019 eliminiert werden (30 gibt das siebte Modifizierungsbeispiel relativ zur ersten Ausführungsform wieder). In diesem Fall wird die Reihenfolge der Durchführung der Bewegung des Steuerkolbens 68 in dem Verriegelungsbereich Rl und die Trägheitsdrehung der Maschine zwischen der Leerlaufstoppzeit und der normalen Stoppzeit umgekehrt eingestellt.
In einem achten Modifizierungsbeispiel bezüglich den ersten und zweiten Ausführungsformen kann der Betrieb zwischen der Leerlaufstoppzeit und der normalen Stoppzeit entsprechend den Vorgängen (B) und (C) der dritten Ausführungsform unterschiedlich eingestellt sein.
In einem neunten Modifizierungsbeispiel bezüglich der dritten und vierten Ausführungsform kann jeweils zur normalen Stoppzeit und zur normalen Startzeit ungefähr derselbe Vorgang wie zur Leerlaufstoppzeit und zur Wiederanlasszeit durchgeführt werden.
In einem zehnten Modifizierungsbeispiel bezüglich der dritten und vierten Ausführungsform kann das Temperaturfühlteil 3168 aus einem Bimetall anstelle des Thermowachses hergestellt sein, das sich entsprechend der Umgebungstemperatur ausdehnt oder zusammenzieht.
Solche Änderungen und Modifizierungen werden als im durch die beigefügten Ansprüche definierten Gebiet der vorliegenden Offenbarung liegend angesehen.
Eine Ventilzeitsteuerung umfasst einen Verriegelungsmechanismus, der eine Drehphase auf einer Hauptverriegelungsphase (Pm) verriegelt, wenn eine Maschine mit interner Verbrennung bei einer Umgebungstemperatur größer als eine oder gleich einer vorab festgelegten Temperatur (T) gestartet wird. Die Hauptverriegelungsphase gibt eine Drehphase wieder, die zum Schließen eines Einlassventils zu einem späteren Zeitpunkt eingestellt ist, der später als ein Zeitpunkt ist, zu dem ein Kolben einen unteren Totpunkt eines Zylinders in der Maschine mit interner Verbrennung erreicht. Der Verriegelungsmechanismus verriegelt die Drehphase in einer Nebenverriegelungsphase (Ps), die eine Drehphase wiedergibt, die gegenüber der Hauptverriegelungsphase für die Maschine mit interner Verbrennung in Richtung früh verstellt ist, wenn die Maschine mit interner Verbrennung bei einer Umgebungstemperatur unterhalb der vorab festgelegten Temperatur gestartet wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4161356 B2 [0002, 0003]

Claims

Ventilzeitsteuervorrichtung, die eine Ventiltaktung eines Einlassventils (9) steuert, das einen Zylinder (7) einer Maschine mit interner Verbrennung unter Verwendung eines Drucks eines Arbeitsfluids öffnet und schließt, wobei die Ventilzeitsteuervorrichtung Folgendes aufweist: einen Gehäuserotor (11), der synchron mit einer Kurbelwelle der Maschine mit interner Verbrennung drehbar ist; einen Flügelrotor (14), der synchron mit einer Nockenwelle der Maschine mit interner Verbrennung drehbar ist, wobei der Flügelrotor den Druck von Arbeitsfluid im Gehäuserotor so aufnimmt, dass sich eine Drehphase des Flügelrotors bezüglich des Gehäuserotors ändert; und einen Verriegelungsmechanismus (4017), der die Drehphase in einer Hauptverriegelungsphase (Pm) verriegelt, wenn die Maschine mit interner Verbrennung bei einer Umgebungstemperatur größer als eine oder gleich einer vorab festgelegten Temperatur (T) gestartet wird, wobei die Hauptverriegelungsphase die Drehphase wiedergibt, die zum Schließen des Einlassventils zu einem späteren Zeitpunkt eingestellt wird, der später als ein Zeitpunkt ist, zu dem ein Kolben (8) in dem Zylinder der Maschine mit interner Verbrennung einen unteren Totpunkt erreicht, wobei der Verriegelungsmechanismus die Drehphase in einer Nebenverriegelungsphase (Ps) verriegelt, welche die Drehphase wiedergibt, die im Vergleich zur Hauptverriegelungsphase in der Maschine mit interner Verbrennung in Richtung früh verstellt ist, wenn die Maschine mit interner Verbrennung mit einer Umgebungstemperatur gestartet wird, die niedriger als die vorab festgelegte Temperatur ist.
Ventilzeitsteuerung nach Anspruch 1, wobei der Verriegelungsmechanismus Folgendes aufweist: einen Hauptverriegelungsmechanismus (16, 2016, 3016), der die Drehphase verriegelt, welche die Hauptverriegelungsphase (Pm) erreicht, wenn die Maschine mit interner Verbrennung bei einer Umgebungstemperatur angelassen wird, die größer als eine oder gleich einer vorab festgelegten Temperatur (T) ist, wobei der Hauptverriegelungsmechanismus die Drehphase aus der Hauptverriegelungsphase entriegelt, wenn die Maschine mit interner Verbrennung mit einer Umgebungstemperatur unter der vorab festgelegten Temperatur angelassen wird; und einen Nebenverriegelungsmechanismus (17), der die Drehphase verriegelt, welche die Nebenverriegelungsphase (Ps) erreicht, wenn die Maschine mit interner Verbrennung angelassen wird, wobei der Hauptverriegelungsmechanismus Folgendes aufweist: ein Hauptverriegelungsloch (162), das entweder in dem Gehäuserotor oder dem Flügelrotor definiert ist; eine Hauptverriegelungskomponente (160, 260), die durch den anderen aus dem Gehäuserotor und dem Flügelrotor gelagert ist, wobei die Hauptverriegelungskomponente die Drehphase in der Hauptverriegelungsphase verriegelt, indem sie in das Hauptverriegelungsloch eintritt, und die Drehphase aus der Hauptverriegelungsphase entriegelt, indem sie aus dem Hauptverriegelungsloch austritt; eine elastische Hauptkomponente (163), welche die Hauptverriegelungskomponente durch Erzeugen einer Rückstellkraft hin zum Hauptverriegelungsloch vorspannt; und ein Temperaturfühlteil (164, 165, 2164, 3168), das sich in einem ersten Zustand befindet, der es der Hauptverriegelungskomponente erlaubt, in das Hauptverriegelungsloch einzutreten, wenn eine Umgebungstemperatur größer als die oder gleich der vorab festgelegten Temperatur ist, oder in einem zweiten Zustand, der die Hauptverriegelungskomponente vorspannt, um aus dem Hauptverriegelungsloch gegen die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente auszutreten, wenn eine Umgebungstemperatur niedriger als die vorab festgelegte Temperatur ist.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Ventilzeitsteuervorrichtung die Ventiltaktung unter Verwendung des Drucks von Arbeitsfluid steuert, dessen Zuführung als Antwort auf eine vollständige Verbrennung in der Maschine mit interner Verbrennung begonnen wird, wobei der Nebenverriegelungsmechanismus Folgendes aufweist: ein Nebenverriegelungsloch (172), das entweder in dem Gehäuserotor oder dem Flügelrotor definiert ist, eine Nebenverriegelungskomponente (170), die durch den anderen aus dem Gehäuserotor und dem Flügelrotor gelagert ist, wobei die Nebenverriegelungskomponente die Drehphase in der Nebenverriegelungsphase verriegelt, indem sie in das Nebenverriegelungsloch eintritt und die Drehphase aus der Nebenverriegelungsphase entriegelt, indem sie aus dem Nebenverriegelungsloch austritt; und ein elastische Nebenkomponente (173), welche die Nebenverriegelungskomponente durch Erzeugen einer Rückstellkraft hin zum Nebenverriegelungsloch vorspannt, wobei die Hauptverriegelungskomponente und die Nebenverriegelungskomponente jeweils in das Hauptverriegelungsloch und das Nebenverriegelungsloch eintreten dürfen, wenn der Druck von Arbeitsfluid schwindet, und die Hauptverriegelungskomponente und die Nebenverriegelungskomponente so vorgespannt sind, dass sie jeweils aus dem Hauptverriegelungsloch und dem Nebenverriegelungsloch austreten, sobald bzw. indem sie den Druck des Arbeitsfluids aufnehmen.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Temperaturfühlteil (164, 165) aus Bimetall hergestellt ist und zwischen der Hauptverriegelungskomponente und dem anderen aus dem Gehäuserotor und dem Flügelrotor angeordnet ist, der einem Lagerrotor entspricht, der die Hauptverriegelungskomponente (160) lagert, und das Temperaturfühlteil (164, 165) zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand durch Ausdehnen oder Zusammenziehen entsprechend der Umgebungstemperatur umgeschaltet wird.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Hauptverriegelungskomponente (2160) durch Kombination eines beweglichen Zylinders (2160b), der die Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente aufnimmt, mit einem Kolben (2160a) aufgebaut ist, der in das Hauptverriegelungsloch ein- oder daraus austritt, das Temperaturfühlteil (2164) aus einem Thermowachs hergestellt ist, das in einer internen Kammer des beweglichen Zylinders eingeschlossen ist, wobei der Kolben in der internen Kammer des beweglichen Zylinders hin- und hergeht, und das Temperaturfühlteil (2164) zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand umgeschaltet wird, indem es sich entsprechend der Umgebungstemperatur ausdehnt oder zusammenzieht, wobei der Kolben in dem ersten Zustand in das Hauptverriegelungsloch eintreten darf und vorgespannt wird, um in dem zweiten Zustand aus dem Hauptverriegelungsloch auszutreten.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Hauptverriegelungsmechanismus (3016) Folgendes aufweist: einen beweglichen Körper (3166), der in dem Hauptverriegelungsloch angeordnet ist, wobei der bewegliche Körper zwischen einer offenen Position (Lo), in der das Hauptverriegelungsloch geöffnet ist, und einer geschlossenen Position (Lc), in der das Hauptverriegelungsloch geschlossen ist, hin- und hergeht; und ein elastische Steuerkomponente (3167), welche den beweglichen Körper in der Hauptverriegelungsphase hin zur Hauptverriegelungskomponente vorspannt, wobei die elastische Hauptkomponente die Hauptverriegelungskomponente in der Hauptverriegelungsphase zum beweglichen Körper hin vorspannt, das Temperaturfühlteil (3168) aus Thermowachs hergestellt ist und in der Hauptverriegelungsphase, in der die Hauptverriegelungskomponente und der bewegliche Körper einander berühren, zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand umschaltet, und das Temperaturfühlteil einen Innendruck aufweist, der auf einen Druck erhöht wird, der zum Antrieb des beweglichen Körpers in die offene Position gegenüber der Hauptverriegelungskomponente in dem ersten Zustand nötig ist, indem es sich entsprechend der Umgebungstemperatur ausdehnt, die größer als die oder gleich der vorab festgelegten Temperatur ist, und der auf einen Druck verringert wird, der nötig ist, um den beweglichen Körper in dem zweiten Zustand in die Schließposition in der Nähe der Hauptverriegelungskomponente zu treiben, indem es sich entsprechend der Umgebungstemperatur unter der vorab festgelegten Temperatur zusammenzieht.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Hauptverriegelungskomponente die Drehphase in der Nebenverriegelungsphase durch Eintreten in das Nebenverriegelungsloch als die Nebenverriegelungskomponente verriegelt.
Ventilzeitsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter mit: einer elastischen Frühverstellkomponente (3019), welche den Flügelrotor bezüglich des Gehäuserotors in der Drehphase zwischen der Hauptverriegelungsphase und der Nebenverriegelungsphase auf die Frühverstellseite vorspannt.
Ventilzeitsteuerung nach Anspruch 1, wobei die Ventilzeitsteuerung die Ventiltaktung unter Verwendung des Drucks von Arbeitsfluid steuert, dessen Zuführen als Antwort auf eine vollständige Verbrennung in der Maschine mit interner Verbrennung begonnen wird, wobei der Verriegelungsmechanismus Folgendes aufweist: ein Hauptverriegelungsloch (162) und ein Nebenverriegelungsloch (172), die in entweder dem Gehäuserotor oder dem Flügelrotor definiert sind; eine Hauptverriegelungskomponente (160), die durch das andere aus dem Gehäuserotor und dem Flügelrotor gelagert ist; eine elastische Hauptkomponente (163), welche die Hauptverriegelungskomponente hin zum Hauptverriegelungsloch oder dem Nebenverriegelungsloch vorspannt, indem sie eine Rückstellkraft erzeugt; und ein Temperaturfühlteil (3168), das sich in einem ersten Zustand befindet, welcher es der Hauptverriegelungskomponente erlaubt, in das Hauptverriegelungsloch oder das Nebenverriegelungsloch einzutreten, wenn eine Umgebungstemperatur größer als die oder gleich der vorab festgelegten Temperatur ist, oder in einem zweiten Zustand die Hauptverriegelungskomponente vorspannt, um aus dem Hauptverriegelungsloch oder dem Nebenverriegelungsloch in einer Richtung entgegen der Rückstellkraft der elastischen Hauptkomponente auszutreten, wenn eine Umgebungstemperatur unterhalb der vorab festgelegten Temperatur liegt, wobei die Hauptverriegelungskomponente in das Hauptverriegelungsloch oder das Nebenverriegelungsloch eintreten darf, wenn der Druck des Arbeitsfluids schwindet, und die Hauptverriegelungskomponente vorgespannt ist, um aus dem Hauptverriegelungsloch oder dem Nebenverriegelungsloch auszutreten, indem sie den Druck des des Arbeitsfluids aufnimmt.