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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 17. Dezember 2013 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0157577 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft eine variable Ventilhubvorrichtung, und insbesondere eine variable Ventilhubvorrichtung, deren Betriebsstabilität sichergestellt ist.
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Im Allgemeinen ist ein Motor mit einer Brennkammer zum Verbrennen von Kraftstoff, um Leistung zu erzeugen, einem Einlassventil, das zum wahlweisen Zuführen von Mischgas in die Brennkammer geöffnet und geschlossen werden kann, und einem Auslassventil versehen, das zum wahlweisen Auslassen von Abgas geöffnet und geschlossen werden kann.
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Das Einlassventil und das Auslassventil werden mittels einer Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils, die mit einer Kurbelwelle verbunden ist, zum Einlassen des Mischgases und Auslassen des Abgases geöffnet und geschlossen.
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Eine herkömmliche Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils wird mittels eines Nockens mit einer festgelegten Form betrieben, um das Ventil immer mit einem festgelegten Hub zu öffnen, ohne die Zeitsteuerung oder den Ventilhub des Einlasses und Auslasses zu verändern. Demzufolge kann kein angemessener Einlass und Auslass entsprechend einem Betriebszustand des Motors durchgeführt werden.
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Zum Beispiel kann, wenn ein Ventilmechanismus derart gestaltet ist, dass er für einen Betriebszustand mit niedriger Drehzahl geeignet ist, der Brennkammer kein adäquates Mischgas zugeführt werden, und in einem Betriebszustand mit hoher Drehzahl, wenn eine relativ hohe Leistung erforderlich ist, kann das Abgas aus der Brennkammer nicht sanft abgeführt werden. Außerdem kann, wenn der Ventilmechanismus derart gestaltet ist, dass er für den Betriebszustand mit hoher Drehzahl geeignet ist, der Brennkammer übermäßiges Mischgas zugeführt werden, und in dem Betriebszustand mit niedriger Drehzahl kann ein Zeitraum für das Auslassen des Abgases aus der Brennkammer übermäßig lang sein.
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In letzter Zeit wurden zur Lösung dieses Problems Untersuchungen an einer variablen Ventilhubvorrichtung aktiv durchgeführt.
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Jedoch kann, wenn die variable Ventilhubvorrichtung nur von einem Hydraulikdruck betrieben wird, ein sanfter Betrieb der variablen Ventilhubvorrichtung schwierig sein, da sich die Viskosität des Öles für den Hydraulikdruck erhöht, wenn eine Motortemperatur gering wird, was zu einer niedrigen Temperatur des Öles führt.
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Mit der Erfindung wird eine variable Ventilhubvorrichtung geschaffen, die einen stabilen Betrieb durchführen kann, selbst wenn eine Temperator von Öl niedrig ist.
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Nach einem Aspekt der Erfindung kann eine variable Ventilhubvorrichtung einen Außenkörper, der mit einem Zylinderkopf gekuppelt ist, der zwischen einem Nocken und einem Ventil angeordnet ist, einen Innenkörper, der in dem Außenkörper derart eingesetzt ist, dass er sich entsprechend einer Drehung des Nockens in dem Außenkörper auf- und abbewegt, einen Ventilzylinder, der in dem Außenkörper an einer Unterseite des Innenkörpers derart eingesetzt ist, dass zum Auf- und Abbewegen an einer Innenseite des Außenkörpers eine erste Seite mit dem Innenkörper gekuppelt ist und eine zweite Seite mit dem Ventil gekuppelt ist, ein Verriegelungselement, das entweder an dem Außenkörper oder an dem Innenkörper derart vorgesehen ist, dass es zum wahlweisen Kuppeln mit dem Außenkörper und dem Innenkörper durch einen Hydraulikdruck betrieben werden kann, eine Hydraulikkammer, die zwischen dem Außenkörper und dem Innenkörper ausgebildet ist und den Innenkörper so viel wie ein Weg eines Hubes des Nockens mit einem Hydraulikdruck bewegt, eine Verriegelungsflusspassage, die in dem Außenkörper derart ausgebildet ist, dass sie den Hydraulikdruck zu dem Verriegelungselement führt, und ein Ölauslassventil aufweisen, das derart vorgesehen ist, dass es ein Fluid aus einem Raum abführt, der zwischen dem Außenkörper und dem Ventilzylinder oder dem Innenkörper in Abhängigkeit von einer Form des Innenkörpers oder des Ventilzylinders zu einer Zeit einer Auf- und Abbewegung des Innenkörpers oder des Ventilzylinders gebildet wird.
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Das Ölauslassventil kann einen Stützabschnitt, der an dem Außenkörper montiert ist, einen Aktivabschnitt, welcher derart ausgebildet ist, dass er eine Säulenform mit einem oberen Ende, einem unteren Ende und einer Seite hat und an einer Oberseite des Stützabschnitts derart vorgesehen ist, dass er auf- und abbewegbar ist, eine Rückstellfeder, die zum Drücken des Aktivabschnitts nach oben an dem Stützabschnitt abgestützt ist und zwischen dem Stützabschnitt und dem Aktivabschnitt angeordnet ist, eine Vorbeiflusspassage, die in dem Aktivabschnitt derart ausgebildet ist, dass ein erstes Ende an dem unteren Ende des Aktivabschnitts geöffnet ist und ein zweites Ende an der Seite des Aktivabschnitts geöffnet ist, eine Aktivflusspassage, die in dem Außenkörper derart ausgebildet ist, dass sie die Verriegelungsflusspassage mit dem oberen Ende des Aktivabschnitts in Verbindung bringen kann, eine Ausflusspassage, die in dem Außenkörper derart ausgebildet ist, dass sie wahlweise mit dem Raum und mit der Vorbeiflusspassage in Verbindung stehen kann, und eine Rückflusspassage aufweisen, die in dem Außenkörper derart ausgebildet ist, dass sie wahlweise mit der Hydraulikkammer und mit der Vorbeiflusspassage in Verbindung stehen kann.
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Die Ausflusspassage und die Rückflusspassage sind geschlossen, wenn das obere Ende des Aktivabschnitts von dem Hydraulikdruck gedrückt wird, der von der Aktivflusspassage zugeführt wird.
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Das obere Ende des Aktivabschnitts kann den von der Aktivflusspassage zugeführten Hydraulikdruck haben, wenn der Hydraulikdruck zu der Verriegelungsflusspassage geführt wird.
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Wenn der dem Aktivabschnitt zugeführte Hydraulikdruck abgebaut ist, ist der Aktivabschnitt von der Rückstellfeder in eine Ausgangsposition zurückgestellt.
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Wenn der Aktivabschnitt in die Ausgangsposition zurückgestellt ist, stehen die Ausflusspassage und die Rückflusspassage mit der Vorbeiflusspassage in Verbindung.
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Die Ausflusspassage gelangt mit einem Raum zwischen dem Aktivabschnitt, welcher mit dem ersten Ende der Vorbeiflusspassage in Verbindung steht, und dem Stützabschnitt in Verbindung.
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Die Rückflusspassage gelangt mit dem zweiten Ende der Vorbeiflusspassage in Verbindung.
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Daher kann in dem Falle, in dem die Motortemperatur niedrig ist, die Zuverlässigkeit und die Stabilität des Betriebs erhöht werden.
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Außerdem kann die Ansprechempfindlichkeit beim Betrieb verbessert werden, und ein sanftes Öffnen und Schließen des Ventils kann durchgeführt werden.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Schema eines Betriebskreislaufs einer variablen Ventilhubvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Ölauslassventils gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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3 einen Schnitt eines Ölauslassventils gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Betriebszustand; und
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4 einen Schnitt eines Ölauslassventils gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im Zustand einer Ausgangsposition.
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In den Figuren sind gleiche oder äquivalente Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Nachfolgend wird mit Bezug auf die Zeichnung eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.
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Eine variable Ventilhubvorrichtung 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist mit einem Zylinderkopf eines Motors gekuppelt. Die variable Ventilhubvorrichtung 100 steuert das Öffnen oder Schließen eines Ventils 7 entsprechend der Drehung einer Nockenwelle. Darüber hinaus weist die variable Ventilhubvorrichtung 100 einen Körper 110, 120, einen Ventilzylinder 130, ein Verriegelungselement 150, 152, 154 und eine Hydraulikkammer 128 auf.
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Der Körper 110, 120 weist einen Außenkörper 110, der mit dem Zylinderkopf gekuppelt und an diesem befestigt ist, und einen Innenkörper 120 auf, der mit einer Innenseite des Außenkörpers 110 gekuppelt und darin gleitend eingesetzt ist. In diesem Falle kann der Außenkörper 110 nach Bedarf als eine Einheit mit dem Zylinderkopf ausgebildet sein.
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Der Außenkörper 110 weist eine Verriegelungsflusspassage 114 und eine Hydraulikkammerflusspassage 115 auf, die in Verbindung miteinander stehen und denen ein Arbeitsfluid mit einem konstanten Druck von einer Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3 zugeführt wird. Außerdem hat der Außenkörper 110 eine Gleitfläche 112, die an einer Innenseite des Außenkörpers 110 zum Gleiten des Innenkörpers 120 daran ausgebildet ist. Darüber hinaus hat die Gleitfläche 112 eine Oberseite zum Führen des Gleitens des Innenkörpers 120 und eine Unterseite zum Führen des Gleitens des Ventilzylinders 130.
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Die Hydraulikkammer 128 ist in der Oberseite der Innenseite des Außenkörpers 110 an einer Unterseite des Innenkörpers 120 und einer Seite des Ventilzylinders 130 in Verbindung mit der Hydraulikkammerflusspassage 115 konstruiert und erstreckt sich zu einer Unterseite der Innenseite des Außenkörpers 110. Außerdem kann die Hydraulikkammer 128 in zwei Räume, d.h. einen oberen und einen unteren Raum getrennt sein. Darüber hinaus tritt das der Hydraulikkammerflusspassage 115 zugeführte Arbeitsfluid durch die beiden Räume der so getrennten Hydraulikkammer 128 hindurch. Jedoch wird, wenn das Ventil 7 geschlossen ist, der untere Raum der beiden Räume der so getrennten Hydraulikkammer 128 aufgrund der Bewegung des Ventilzylinders 130 nicht gebildet.
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Der Innenkörper 120 ist derart vorgesehen, dass er mit dem Außenkörper 110 und dem Ventilzylinder 130 gekuppelt und zwischen diesen gleitend ist. Um das Arbeitsfluid von der Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3 zu dem Verriegelungselement 150, 152, 154 zu führen, weist der Innenkörper 120 eine Flusspassage 126 auf, die derart ausgebildet ist, dass sie darin in einer Umfangsrichtung davon ausgespart ist, um mit der Verriegelungsflusspassage 114 in Verbindung zu stehen.
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Der Innenkörper 120 hat eine Außenfläche, die an einer Innenfläche des Außenkörpers 110 gleitend ausgebildet ist, und eine Innenfläche, die an dem Ventilzylinder 130 gleitend ausgebildet ist. Außerdem weist der Innenkörper 120 Verriegelungselementaufnahmeabschnitte 124 auf, die an der einen Seite der Innenfläche davon in Positionen ausgebildet sind, die mit dem Verriegelungselement 150, 152, 154 zusammenpassen.
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Der Innenkörper 120 hat eine Oberseite mit einer Kontaktfläche 129, die derart ausgebildet ist, dass sie mit einem Nocken 9 in Kontakt stehen kann. Wenn sich die Nockenwelle dreht, drückt der an der Nockenwelle vorgesehene Nocken 9 die Kontaktfläche 129 derart, dass der Innenkörper 120 in eine Richtung des Öffnens oder Schließens des Ventils gleitet.
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Die eine Seite des Ventilzylinders 130 ist mit dem Körper 110, 120 gekuppelt, und die andere Seite des Ventilzylinders 130 ist mit dem Ventil 7 gekuppelt, um das Ventil 7 zu öffnen oder zu schließen, wenn sich der Ventilzylinder 130 in Bezug auf den Körper 110, 120 oder den Zylinderkopf bewegt.
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Der Ventilzylinder 130 weist einen Verriegelungselementeinsetzabschnitt 134 zum Aufnehmen des Verriegelungselements 150, 152, 154 darin auf.
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Eine Seite einer Oberseite des Ventilzylinders 130 gleitet an einer Innenseite des Innenkörpers 120 in einer Richtung des Öffnens und Schließens des Ventils, und ein Schließkontaktabschnitt 139, der an einer äußersten Seite einer Unterseite des Ventilzylinders 130 ausgebildet ist, gleitet an einer Innenseite einer Unterseite des Außenkörpers 110 in der Richtung des Öffnens und Schließens des Ventils.
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Eine Hydraulikdruckspieleinrichtung (HLU) 140 ist zwischen dem Ventil 7 und einer Unterseite eines mittleren Bereichs des Ventilzylinders 130 gekuppelt. Damit das Ventil 7 einen festgelegten Abstand zu dem Nocken 9 beibehält, wird das Hydraulikdrucköl mit einem konstanten Druck in der Hydraulikdruckspieleinrichtung 140 abgedichtet.
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Das Verriegelungselement 150, 152, 154 bewegt sich wahlweise in eine Entriegelungsposition, in der das Verriegelungselement 150, 152, 154 mit dem einen der Körper 110, 120 und dem Ventilzylinder 130 gekuppelt ist und von dem anderen der Körper 110, 120 und dem Ventilzylinder 130 entkuppelt ist, und in eine Verriegelungsposition, in der das Verriegelungselement 150, 152, 154 mit dem anderen der Körper 110, 120 und dem Ventilzylinder 130 gekuppelt ist.
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Dementsprechend wird unter der Steuerung einer Steuereinrichtung (ECU) 10 die Verriegelungsposition oder die Entriegelungsposition des Verriegelungselements 150, 152, 154 ausgewählt, und entsprechend der Drehung des Nockens 9 gleiten der Innenkörper 120 und der Ventilzylinder 130 gemeinsam an dem Zylinderkopf, gleiten relativ zueinander, oder der Ventilzylinder 130 bewegt sich nicht.
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Nachfolgend wird ein typischer Fall beschrieben, wie das Verriegelungselement 150, 152, 154 mit dem Ventilzylinder 130 gekuppelt ist.
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Das Verriegelungselement 150, 152, 154 weist einen Verriegelungsbolzen 150, der mit dem Verriegelungselementeinsetzabschnitt 134 gleitend gekuppelt ist, eine Verriegelungsfeder 152, die den Verriegelungsbolzen 150 zu der einen Seite drückt, und einen Stopper 154 auf, der verhindert, dass sich der Verriegelungsbolzen 150 übermäßig in dem Verriegelungselementeinsetzabschnitt 134 bewegt.
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Die Verriegelungsfeder 152 drückt den Verriegelungsbolzen 150 zu der einen Seite, damit der Verriegelungsbolzen 150 die Verriegelungsposition beibehält. Wenn das von der Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3 zugeführte Arbeitsfluid in die Verriegelungsflusspassage 114 eingeführt wird, wird der Verriegelungsbolzen 150 durch den Hydraulikdruck gedrückt. In diesem Falle überwindet somit der Hydraulikdruck, der den Verriegelungsbolzen 150 drückt, die Kraft der Verriegelungsfeder 152, damit der Verriegelungsbolzen 150 die Entriegelungsposition beibehält.
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Die Hydraulikkammer 128 ist zwischen dem Körper 110, 120 und dem Ventilzylinder 130 derart ausgebildet, dass sich der Innenkörper 120 entsprechend der Drehung des Nockens 9 so viel wie ein Basishub von einem Hub des Nockens 9 in einer Richtung des Öffnens und Schließens des Ventils 7 bewegen kann. In diesem Falle wird der Basishub von dem Hub des Nockens 9 als ein Haupthub bezeichnet. Außerdem erstreckt sich die Hydraulikkammer 128 zwischen dem Körper 110, 120 und dem Ventilzylinder 130 derart, dass sich das Ventil 7 so viel wie ein Hub bewegen kann, der proportional zu der Änderung des Weges des Hubes des Nockens 9 in der Richtung des Öffnens und Schließens des Ventils 7 verstärkt wird. In diesem Falle wird der Hub, der in der Richtung des Öffnens und Schließens des Ventils 7 proportional verstärkt wird, als ein verstärkter Hub bezeichnet. In diesem Falle sind die Größen des Hubes des Nockens 9 und des Haupthubes des Innenkörpers 120 gleich.
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Ein Verhältnis des Haupthubes zu dem verstärkten Hub kann von einem technisch versierten Fachmann innerhalb eines Bereichs von 1:15 ~ 1:2,5 gesetzt werden. Wenn das Verhältnis des Haupthubes zu dem verstärkten Hub größer als der Bereich ist, ist die Höhe des Mechanismus groß, und wenn das Verhältnis kleiner ist, kann der Effekt der Verstärkung geschwächt werden.
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Der Außenkörper 110 oder der Ventilzylinder 130 weist einen Anstiegsverhinderungsabschnitt 137 auf, der daran ausgebildet ist, um eine starke Volumenreduzierung der Hydraulikkammer 128 in einer Stufe des Öffnens und Schließens des Ventils 7 auf ein größtes Maß, bevor das Ventils 7 geschlossen ist, wenn sich der Nocken 9 dreht, zu verhindern.
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Die Hydraulikkammerflusspassage 115 steht mit einem Speicher 30 wahlweise in Verbindung.
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Wenn sich der Innenkörper 120 in der Richtung des Öffnens und Schließens des Ventils nach unten bewegt, wird das Arbeitsfluid von der Hydraulikkammer 128 über die Hydraulikkammerflusspassage 115 an den Speicher 30 übertragen. Das Arbeitsfluid, das an den Speicher 30 übertragen wird, wird somit darin gespeichert, während der konstante Hydraulikdruck gebildet wird.
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Die Steuereinrichtung 10 steuert die Zufuhr und den Auslass des Arbeitsfluids, das der Verriegelungsflusspassage 114 oder der Hydraulikkammerflusspassage 115 zugeführt wird, um die Steuerung eines Öffnens oder Schließens des Ventils 7 in Verbindung mit der Drehung des Nockens 9 zu ermöglichen. Das heißt, die Steuereinrichtung 10 steuert die Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3, ein Arbeitsfluidsteuerventil 20 und ein Verriegelungsölsteuerventil 50.
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Das Arbeitsfluidsteuerventil 20 wird wahlweise geöffnet oder geschlossen, um das von der Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3 zugeführte Arbeitsfluid darin zu speichern und das so gespeicherte Arbeitsfluid wahlweise der Hydraulikkammer 128 zuzuführen.
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Das Arbeitsfluidsteuerventil 20 ist mit einer Verbindungsflusspassage 60 und einer Zuführflusspassage 62 verbunden.
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Die Verbindungsflusspassage 60 bringt das Arbeitsfluidsteuerventil 20 und die Hydraulikkammerflusspassage 115 in Verbindung miteinander. Wenn das Arbeitsfluidsteuerventil 20 geöffnet ist, wird das durch das Arbeitsfluidsteuerventil 20 hindurchlaufende Arbeitsfluid über die Verbindungsflusspassage 60 zu der Hydraulikkammerflusspassage 115 geführt. Das heißt, das Arbeitsfluid wird der Hydraulikkammer 128 zugeführt.
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Die Zuführflusspassage 62 bringt die Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3 und das Arbeitsfluidsteuerventil 20 in Verbindung miteinander. Das heißt, das Arbeitsfluid wird von der Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3 über die Zuführflusspassage 62 zu dem Arbeitsfluidsteuerventil 20 geführt. Ein Rückschlagventil 40 ist in der Zuführflusspassage 62 angeordnet. Das Rückschlagventil 40 verhindert, dass das Arbeitsfluid umgekehrt zu der Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3 fließt. Währenddessen ist der Speicher 30 in der Zuführflusspassage 62 zwischen dem Rückschlagventil 40 und dem Arbeitsfluidsteuerventil 20 angeordnet.
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Das Verriegelungsölsteuerventil 50 wird wahlweise geöffnet oder geschlossen, um das von der Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3 zugeführte Arbeitsfluid darin zu speichern und das so gespeicherte Arbeitsfluid dem Verriegelungselement 150, 152, 154 zuzuführen.
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Das Verriegelungsölsteuerventil 50 ist mit einer Verriegelungsverbindungsflusspassage 64 verbunden.
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Die Verriegelungsverbindungsflusspassage 64 bringt das Verriegelungsölsteuerventil 50 und das Verriegelungselement 150, 152, 154 in Verbindung miteinander. Wenn das Verriegelungsölsteuerventil 50 geöffnet ist, wird das durch das Verriegelungsölsteuerventil 50 hindurchlaufende Arbeitsfluid über die Verriegelungsverbindungsflusspassage 64 zu dem Verriegelungselement 150, 152, 154 geführt.
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Nachfolgend wird der Betrieb der variablen Ventilhubvorrichtung 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Die Entriegelungsposition des Verriegelungselements 150, 152, 154 ist ein Zustand, in dem der Verriegelungsbolzen 150 durch das Arbeitsfluid, das von der Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3 mit Druck beaufschlagt und der Verriegelungsflusspassage 114 zugeführt wird, um den Druck der Verriegelungsfeder 152 zu überwinden, in den Verriegelungselementeinsetzabschnitt 134 des Ventilzylinders 130 derart gedrückt wurde, dass der Verriegelungsbolzen 150 nicht mit dem Innenkörper 120 gekuppelt ist. Währenddessen wird der Hydraulikkammerflusspassage 115 kein mit Druck beaufschlagtes Arbeitsfluid zugeführt.
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Mit anderen Worten setzt die Steuereinrichtung 10 die Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3 in Betrieb und steuert das Öffnen des Verriegelungsölsteuerventils 50 und das Schließen des Arbeitsfluidsteuerventils 20.
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Daher bewegt sich, wenn sich der Nocken 9 dreht, der Innenkörper 120 so viel wie der Haupthub in Bezug auf den Zylinderkopf und den Ventilzylinder 130 bei einem größten Hub des Nockens 9. In diesem Falle ist, da sich der Ventilzylinder 130 nicht bewegt, die Hydraulikkammer 128 nicht getrennt. Außerdem ist der Ventilzylinder 130 an der Ventilfeder 160 federnd abgestützt.
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Währenddessen bewegt sich, wenn der Hub von der Hydraulikkammer 128 erhöht wird, das Arbeitsfluid von der Hydraulikkammer 128 in Richtung zu einer Seite des Speichers 30, der mit der Hydraulikkammerflusspassage 115 in Verbindung steht, um einen Druck auf einen federnden Bereich des Speichers 30 derart auszuüben, dass er einen Raum darin sicherstellt und in der Hydraulikkammerflusspassage 115 mit dem konstanten Druck aufgenommen werden kann. Dann übt, wenn sich der Nocken 9 in einer Schließrichtung des Ventils 7 bewegt, das einen größten Hub durchlaufen hat, der Innenkörper 120 aufgrund des Arbeitsfluids, das in der Hydraulikkammerflusspassage 115 und dem Speicher 30 mit dem konstanten Druck gespeichert ist, einen Druck in Richtung zu dem Nocken 9 federnd aus.
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In diesem Falle ist, auch wenn der Hub des Nockens 9 und der Haupthub des Innenkörpers 120 gleich sind, da sich der Ventilzylinder 130 nicht bewegt, um das Ventil 7 nicht zu öffnen, dies ein Zustand, in dem es keinen verstärkten Hub gibt.
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Dann wird, wenn sich das Verriegelungselement 150, 152, 154 in die Verriegelungsposition bewegt, da das von der Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3 mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid nicht der Verriegelungsflusspassage 114 zugeführt wird, der Verriegelungsbolzen 150 durch den Druck der Verriegelungsfeder 152 mit dem Innenkörper 120 gekuppelt, wodurch der Innenkörper 120 mit dem Ventilzylinder 130 bewegt werden kann. Währenddessen wird der Hydraulikkammerflusspassage 115 kein mit Druck beaufschlagtes Arbeitsfluid zugeführt.
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Mit anderen Worten setzt die Steuereinrichtung 10 die Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3 in Betrieb und steuert sowohl das Schließen des Verriegelungsölsteuerventils 50 als auch das Schließen des Arbeitsfluidsteuerventils 20.
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Daher bewegt sich, wenn sich der Nocken 9 dreht, der Innenkörper 110 so viel wie der Haupthub in Bezug auf den Zylinderkopf bei dem größten Hub des Nockens 9, um den Ventilzylinder 130 und den Innenkörper 120 zusammen in einem Zustand, in dem der Ventilzylinder 130 mit dem Innenkörper 120 und dem Verriegelungselement 150, 152, 154 verriegelt ist, nach unten zu bewegen. In diesem Falle bewegt sich auch der Ventilzylinder 130, um die Hydraulikkammer 128 zu trennen. Währenddessen ist der Ventilzylinder 130 an der Ventilfeder 160 federnd abgestützt.
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Da sich der Hub von der Hydraulikkammer 128 erhöht, bewegt sich ein Teil des Arbeitsfluids in der Hydraulikkammer 128 in Richtung zu dem Speicher 30, der mit der Hydraulikkammerflusspassage 115 in Verbindung steht, und wird in die Hydraulikkammerflusspassage 115 mit dem konstanten Druck eingeführt. Dann übt, wenn sich der Nocken 9 in einer Schließrichtung des Ventils 7 bewegt, das den größten Hub durchlaufen hat, der Innenkörper 120 durch das Arbeitsfluid, das in der Hydraulikkammerflusspassage 115 und dem Speicher 30 mit dem konstanten Druck gespeichert ist, einen Druck in Richtung zu dem Nocken 9 federnd aus. In diesem Falle können die Kontaktfläche 129 und der Nocken 9 immer in Kontakt sein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind der Hub des Nockens 9, der Haupthub des Innenkörpers 120 und der verstärkte Hub des Ventilzylinders 130 gleich, und der Ventilzylinder 130 wird so viel wie der Hub des Nockens 9 geöffnet.
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Als nächstes ist die Entriegelungsposition des Verriegelungselements 150, 152, 154 ein Zustand, in dem der Verriegelungsbolzen 150 mit dem Innenkörper 120 gekuppelt ist und ein relatives Gleiten zwischen dem Innenkörper 120 und dem Ventilzylinder 130 möglich ist, wenn das von der Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3 mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid zu der Verriegelungsflusspassage 114 geführt wird, um den Druck der Verriegelungsfeder 152 zu überwinden. Währenddessen wird das so mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid zu der Hydraulikkammerflusspassage 115 geführt.
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Mit anderen Worten setzt die Steuereinrichtung 10 die Hydraulikdruckzuführeinrichtung 3 in Betrieb und steuert sowohl das Öffnen des Verriegelungsölsteuerventils 50 als auch das Öffnen des Arbeitsfluidsteuerventils 20.
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Daher bewegt sich, wenn sich der Nocken 9 dreht, der Innenkörper 110 so viel wie der Haupthub in Bezug auf den Zylinderkopf bei dem größten Hub des Nockens 9, und der Ventilzylinder 130 bewegt sich in einem Zustand, in dem der Ventilzylinder 130 von dem Innenkörper 120 und dem Verriegelungselement 150, 152, 154 entriegelt ist, von einer Oberseite zu einer Unterseite der Hydraulikkammer 128, in der das Arbeitsfluid der Bewegung des Innenkörpers 120 nach unten folgend getrennt wird.
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Der Anstiegsverhinderungsabschnitt 137 und der Schließkontaktabschnitt 139 des Ventilzylinders 130 sind mit einer Stufe versehen, und wenn sich der Ventilzylinder 130 nach unten bewegt, wird ein Raum zwischen einem Stufenabschnitt, der zwischen dem Anstiegsverhinderungsabschnitt 137 und dem Schließkontaktabschnitt 139 vorgesehen ist, und dem Außenkörper 110 gebildet. Wenn der Ventilzylinder 130 bis zu einem bestimmten Maß nach unten bewegt wird, hat der Raum, der zwischen dem Stufenabschnitt, welcher zwischen dem Anstiegsverhinderungsabschnitt 137 und dem Schließkontaktabschnitt 139 vorgesehen ist, und dem Außenkörper 110 gebildet wird, eine geschlossene Form. In diesem Falle beeinträchtigt, selbst wenn es einen Spalt zwischen dem Außenkörper 110 und dem Ventilzylinder 130 gibt, das in dem geschlossenen Raum vorhandene Fluid einen sanften Anstieg des Ventilzylinders 130.
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Mit anderen Worten kann eine Rate der Leckage von Fluid, das in dem geschlossenen Raum vorhanden ist, zu einer Außenseite davon durch einen Spalt zwischen dem Außenkörper 110 und dem Ventilzylinder 130 hindurch geringer als eine Rate des Anstiegs des Ventilzylinders 130 sein, was dazu führt, dass das Fluid einen Hydraulikdruck in dem geschlossenen Raum bildet. Daher kann der in dem geschlossenen Raum gebildete Hydraulikdruck den Anstieg des Ventilzylinders 130 derart beeinträchtigen, dass die Ansprechempfindlichkeit des Anstiegs schlecht ist. Insbesondere kann, wenn die Viskosität des der variablen Ventilhubvorrichtung 100 zugeführten Fluids bei einem Abfall der Temperatur des Fluids in einem Zustand, in dem die Motortemperatur niedrig ist, hoch ist, die Ansprechempfindlichkeit des Anstiegs des Ventilzylinders 130 schlechter werden.
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Die variable Ventilhubvorrichtung 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist ein Ölauslassventil 80 auf.
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Das Ölauslassventil 80 funktioniert derart, dass das Fluid aus dem geschlossenen Raum sanft herausfließen kann. Das Ölauslassventil 80 weist einen Stützabschnitt 82, einen Aktivabschnitt 84, eine Rückstellfeder 86, eine Vorbeiflusspassage 88, eine Aktivflusspassage 116, eine Rückflusspassage 117 und eine Ausflusspassage 119 auf.
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Der Stützabschnitt 82 ist an dem Außenkörper 110 montiert und befestigt.
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Der Aktivabschnitt 84 ist an einer Oberseite des Stützabschnitts 82 derart vorgesehen, dass er in Auf- und Abwärtsrichtung bewegbar ist. Außerdem ist der Aktivabschnitt 84 derart ausgebildet, dass er eine Säulenform mit einem oberen Ende, einem unteren Ende und einer Seite hat.
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Die Rückstellfeder 86 ist zwischen dem Stützabschnitt 82 und dem Aktivabschnitt 84 angeordnet und an dem Stützabschnitt 82 abgestützt, um den Aktivabschnitt 84 nach oben zu drücken.
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Die Vorbeiflusspassage 88 ist in dem Aktivabschnitt 84 ausgebildet. Das eine Ende der Vorbeiflusspassage 88 ist an dem unteren Ende des Aktivabschnitts 84 geöffnet, und das andere Ende der Vorbeiflusspassage 88 ist an der Seite des Aktivabschnitts 84 geöffnet. Daher steht das eine Ende der Vorbeiflusspassage 88 mit einem Raum zwischen dem Stützabschnitt 82 und dem Aktivabschnitt 84 in Verbindung.
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Die Aktivflusspassage 116 ist in dem Außenkörper 110 derart ausgebildet, dass die Verriegelungsflusspassage 114 mit dem oberen Ende des Aktivabschnitts 84 in Verbindung gebracht werden kann.
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Die Rückflusspassage 117 ist in dem Außenkörper 110 derart ausgebildet, dass sie mit der Hydraulikkammer 128 in Verbindung stehen kann.
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Die Ausflusspassage 119 ist in dem Außenkörper 110 derart ausgebildet, dass sie mit dem geschlossenen Raum, der zwischen dem Stufenabschnitt des Anstiegsverhinderungsabschnitts 137 und des Schließkontaktabschnitts 139 und dem Außenkörper 110 gebildet wird, in Verbindung stehen kann.
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Nachfolgend wird der Betrieb des Ölauslassventils 80 beschrieben.
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Wenn das Arbeitsfluid zu der Verriegelungsflusspassage 114 geführt wird, wird das Arbeitsfluid von der Verriegelungsflusspassage 114 durch die Aktivflusspassage 116 hindurch zugeführt, um das obere Ende des Aktivabschnitts 84 zu drücken. Wenn der Aktivabschnitt 84 nach unten gedrückt wird, werden die Rückflusspassage 117 und die Ausflusspassage 119 geschlossen.
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Wenn die Zufuhr des Arbeitsfluids zu der Verriegelungsflusspassage 114 unterbrochen wird, oder wenn das Arbeitsfluid durch die Verriegelungsflusspassage 114 hindurch zu einer Außenseite des Außenkörpers 110 abgeführt wird, wird der Hydraulikdruck des Arbeitsfluids, welcher das obere Ende des Aktivabschnitts 84 drückt, abgebaut. Das heißt, der Aktivabschnitt 84 bewegt sich durch die Rückstellfeder 86 nach oben. In diesem Falle steht die Ausflusspassage 119 mit dem Raum zwischen dem Stützabschnitt 82 und dem Aktivabschnitt 84 in Verbindung, und die Rückflusspassage 117 steht mit dem anderen Ende der Vorbeiflusspassage 88 in Verbindung. Dementsprechend wird das in dem geschlossenen Raum vorhandene Fluid zu der Hydraulikkammer 128 zurückgeführt, indem es durch die Ausflusspassage 119, den Raum zwischen dem Stützabschnitt 82 und dem Aktivabschnitt 84, die Vorbeiflusspassage 88 und die Rückflusspassage 117 hindurchläuft.
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Daher kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in dem Falle, in dem die Motortemperatur niedrig ist, die Zuverlässigkeit und die Stabilität des Betriebs erhöht werden. Außerdem kann die Ansprechempfindlichkeit beim Betrieb verbessert werden, und ein sanftes Öffnen und Schließen des Ventils 7 kann durchgeführt werden.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“ und „außen“ verwendet, um die Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf die Positionen dieser Merkmale zu beschreiben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2013-0157577 [0001]
