DE102014210664A1

DE102014210664A1 - Verstellpumpe

Info

Publication number: DE102014210664A1
Application number: DE201410210664
Authority: DE
Inventors: c/o HITACHI AUTOMOTIVE SYSTEMS Watanabe Yasushi; c/o HITACHI AUTOMOTIVE SYSTEMS Ohnishi Hideaki
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2015-02-26
Also published as: JP6177610B2; US9518484B2; US20150020759A1; CN104295490B; CN104295490A; JP2015021400A

Abstract

Eine Verstellpumpe enthält einen Drückmechanismus, der einen Nockenring in einer exzentrischen Richtung drückt und die Drückkraft erhöht, wenn eine Exzentrizität abnimmt, eine erste Steuerkammer, die auf den Nockenring eine Kraft in einer Richtung ausübt, in der die Exzentrizität abnimmt, sowie eine zweite Steuerkammer, die auf den Nockenring eine Kraft in einer Richtung ausübt, in der die Exzentrizität zunimmt. Die Verstellpumpe enthält des Weiteren einen wärmeempfindlichen Mechanismus, der die Zuleitung und Ableitung eines der zweiten Steuerkammer zugeleiteten Austrittsdrucks steuert, sowie ein Steuerventil, das durch den Austrittsdruck betätigt wird und den Druck in der zweiten Steuerkammer verringert, wenn der Austrittsdruck zunimmt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstellpumpe und insbesondere eine Verstellpumpe, die bei einem Verbrennungsmotor eingesetzt werden kann, um beispielsweise verschiedenen Gleitkontaktabschnitten ein Öl zuzuführen.
Seit einiger Zeit wird von einer Ölpumpe ausgestoßenes bzw. gepumptes Öl zusätzlich zur Schmierung von Gleitkontaktabschnitten eines Motors für verschiedene andere Zwecke eingesetzt, für die unterschiedliche Austrittsdruckpegel erforderlich sind, so beispielsweise für eine Antriebsquelle für einen variablen Ventilbetätigungsmechanismus, eine Ölstrahldüse zum Kühlen von Kolben sowie für die Schmierung von Lagern, die eine Kurbelwelle lagern. Dementsprechend gibt es Bedarf an Ölpumpen, die gewünschten Wechsel zwischen einer Niedrigdruck-Kennlinie und einer Hochdruck-Kennlinie in einem Niedrig-Drehzahlbereich und einer Hochdruck-Kennlinie in einem Hoch-Drehzahlbereich ermöglichen. Um diesen Bedarf zu erfüllen, wird in Patentdokument 1 JP 2011-111926 ( US 2011/0123379 A1 ) eine Verstellpumpe vorgeschlagen.
Bei der in diesem Patentdokument offenbarten Verstellpumpe wird ein Nockenring von zwei mit unterschiedlichem Federdruck versehenen Federn gedrückt, um eine Niedrigdruck-Kennlinie und eine Hochdruck-Kennlinie mechanisch ohne Einsatz einer elektrischen Steuervorrichtung zu erzielen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Verstellpumpe des Patentdokumentes 1 dient dazu, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, indem die Öl-Austrittsmenge und der Öldruck verringert werden, um den Energieverbrauch in einen Niedrig- und Mittel-Drehzahlbereich zu reduzieren, die größeren Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch haben. In dem Niedrig- und Mittel-Drehzahlbereich ist es jedoch, selbst wenn die Öltemperatur des Motors erhöht wird, unmöglich oder schwierig, einen Öldruck zu erreichen, der für den Ölstrahl zum Kühlen des Kolbens erforderlich ist.
Wenn der Öldruck in dem Niedrig- und Mittel-Drehzahlbereich auf einen relativ hohen Wert eingestellt wird, der für den Ölstrahl erforderlich ist, wird möglicherweise das Öl über die Ölstrahldüse bei einer normalen Öltemperatur eingespritzt werden, bei der kein Ölstrahl erforderlich ist, wodurch die Ölmenge und Antriebskraft nutzlos verbraucht werden.
Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Verstellpumpe zu schaffen, die für verschiedene Situationen geeignet ist, und insbesondere darin, eine Verstellpumpe zu schaffen, die sich dazu eignet, Energieverbrauch zu verringern, indem ein Öl-Austrittsdruck in einem Zustand mit normalerweise eingesetzter Öltemperatur in einem Niedrig- und Mittel-Drehzahlbereich verringert wird, und sich dazu eignet, die Zuverlässigkeit zu verbessern, indem der Öl-Austrittsdruck in einem Zustand höherer Öltemperatur erhöht wird, um den Betrieb der Ölstrahldüse zum Kühlen der Kolben zu ermöglichen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Verstellpumpe für einen Verbrennungsmotor einen Rotor, der so eingerichtet ist, dass er von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird, eine Vielzahl von Flügeln, die verschiebbar in einem Außenumfang des Rotors aufgenommen sind, einen Nockenring, der den Rotor und die Flügel umschließt, der eine Mittellinie hat, die exzentrisch zu einer Drehachse des Rotors ist, und der eine Vielzahl von Betriebs-Ölkammern bildet und so eingerichtet ist, dass er sich bewegt, um eine Exzentrizität zu ändern und damit ein Pumpenvolumen zu ändern, einen Ansaugabschnitt, der so ausgebildet ist, dass er sich in einem Volumenzunahme-Bereich, in dem Volumina der Betriebs-Ölkammern bei Drehung des Rotors zunehmen, in die Betriebs-Ölkammern hinein öffnet, einen Austrittsabschnitt, der so ausgebildet ist, dass er sich in einem Volumenabnahme-Bereich, in dem die Volumina der Betriebs-Ölkammern bei Drehung des Rotors abnehmen, in die Betriebs-Ölkammern hinein öffnet, einen Drückmechanismus, der wenigstens ein Federelement (oder ein erstes und ein zweites Federelement) enthält und so eingerichtet ist, dass er mit einer durch das wenigstens eine Federelement erzeugten Federkraft eine Drückkraft in einer exzentrischen Richtung auf den Nockenring ausübt, eine erste Steuerkammer, die so eingerichtet ist, dass sie ein aus dem Austrittsabschnitt austretendes Öl aufnimmt und auf den Nockenring eine Kraft in einer Richtung ausübt, in der die Exzentrizität abnimmt, eine zweite Steuerkammer, die so eingerichtet ist, dass sie das aus dem Austrittsabschnitt austretende Öl aufnimmt und auf den Nockenring eine Kraft, die kleiner ist als die durch die erste Steuerkammer ausgeübte Kraft, in einer Richtung ausübt, in der die Exzentrizität zunimmt; einen wärmeempfindlichen Mechanismus, der die zweite Steuerkammer in einem Zustand höherer Öltemperatur mit dem Austrittsabschnitt verbindet und die zweite Steuerkammer in einem Zustand niedriger Öltemperatur mit einem Niedrigdruck-Abschnitt verbindet, sowie ein Steuerventil, das durch einen Austrittsdruck des Austrittsabschnitts betätigt wird und einen Druck in der zweiten Steuerkammer verringert, wenn der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts höher wird als oder genauso hoch wie ein vorgegebener Druck.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Verstellpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Vertikalschnittansicht, die einen Pumpen-Hauptkörper der Verstellpumpe in 1 zeigt.
3 ist eine Vorderansicht eines Pumpengehäuses der Verstellpumpe in 1.
4A und 4B sind Vertikalschnittansichten, die ein in der Verstellpumpe in 1 eingesetztes wärmeempfindliches Ventil in einem Zustand niedriger Öltemperatur, in dem die Öltemperatur des Motors niedriger ist als oder genauso hoch wie eine vorgegebene Temperatur bzw. in einem Zustand hoher Öltemperatur zeigen, in dem die Öltemperatur des Motors höher ist als die vorgegebene Temperatur.
5A und 5B sind Vertikalschnittansichten, die ein in der Verstellpumpe in 1 eingesetztes Vorsteuerventil in einem Betriebszustand mit niedrigem Austrittsdruck, in dem ein Pumpen-Austrittsdruck unter oder auf einem vorgegebenen Wert liegt, bzw. in einem Betriebszustand mit hohem Austrittsdruck zeigen, in dem der Pumpen-Austrittsdruck über dem vorgegebenen Wert liegt.
6 ist eine Ansicht, die den Pumpen-Hauptkörper zur Veranschaulichung von Funktion der Verstellpumpe in 1 in einem Zustand zeigt, in dem ein Nockenring entgegen dem Uhrzeigersinn gegen eine erste Schraubenfeder gedreht wird.
7 ist eine Ansicht des Pumpen-Hauptkörpers in einem Zustand, in dem der Nockenring weiter entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird.
8 ist eine Ansicht des Pumpen-Hauptkörpers in einem Zustand, in dem der Nockenring weiter entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird.
9 ist eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Federdruck und einer Nockenringverschiebung in der ersten Ausführungsform zeigt.
10 ist eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Öl-Austrittsdruck und einer Motordrehzahl in der ersten Ausführungsform zeigt.
11 ist eine schematische Ansicht, die eine Verstellpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
12 ist eine schematische Ansicht, die eine Verstellpumpe gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
13A und 13B sind Ansichten, die der Darstellung von Funktion eines wärmeempfindlichen Ventils in der dritten Ausführungsform dienen.
14A, 14B und 14C sind Ansichten, die der Darstellung von Funktion eines Vorsteuerventils in der dritten Ausführungsform dienen.
15 ist eine schematische Ansicht, die eine Verstellpumpe gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
16A, 16B und 16C sind Ansichten, die der Darstellung von Funktion eines zweiten Vorsteuerventils in der vierten Ausführungsform dienen.
17 ist eine schematische Ansicht, die eine Verstellpumpe gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
18 ist eine schematische Ansicht, die der Darstellung von Funktion der Verstellpumpe gemäß der fünften Ausführungsform dient.
19 ist eine schematische Ansicht, die eine Verstellpumpe in einem abgewandelten Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
1–19 zeigen Verstellpumpen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In den dargestellten Beispielen wird die vorliegende Erfindung bei einer Verstellpumpe eingesetzt, die als eine Antriebsquelle einer Ventilsteuervorrichtung zum Ändern von Öffnungs-/Schließzeit/en eines Motorventils/mehrerer Motorventile eines Verbrennungsmotors für ein Kraftfahrzeug dient, und dazu, verschiedenen Abschnitten des Verbrennungsmotors Schmieröl zuzuführen, insbesondere das Schmieröl einem Gleitabschnitt zwischen einem Kolben und einer Zylinderbohrung über einen Ölstrahl zuzuführen, und das Schmieröl Lagern für eine Kurbelwelle zuzuführen.
Erste Ausführungsform
Eine Verstellpumpe gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Flügelpumpen-Hauptkörper, der beispielsweise zur Anbringung an einem vorderen Endabschnitt eines Zylinderblocks eines Verbrennungsmotors eingerichtet ist. Die Verstellpumpe enthält, wie in 1 und 2 gezeigt, hauptsächlich ein Pumpengehäuse 1 mit einer Bodenwand an einem Ende und einem offenen Ende an der gegenüberliegenden Seite eine Pumpenabdeckung 2, die das offene Ende von Pumpengehäuse 1 abschließt, eine Antriebswelle 3, die durch einen Mittelabschnitt von Pumpengehäuse 1 hindurchtritt und so eingerichtet ist, dass sie von einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angetrieben wird, einen Rotor 4 sowie einen Nockenring 5, der als ein bewegliches Element dient. Der Rotor 4 ist drehbar in Pumpengehäuse 1 aufgenommen, an der Antriebswelle 3 angebracht und mit ihr verbunden und so geformt, dass er einen annähernd I-förmigen Querschnitt hat. Der Nockenring 5 ist ein ringförmiges Element, das einen Rotor 4 umschließt, und das so eingerichtet ist, dass es geschwenkt wird.
Des Weiteren sind ein wärmeempfindliches Ventil 6 und ein Vorsteuerventil 7 (Steuerventil) vorhanden, die sich in einem Steuergehäuse 8 aus einer Aluminiumlegierung befinden, das an der Außenseitenfläche von Pumpenabdeckung 2 befestigt ist. Das wärmeempfindliche Ventil bzw. Temperaturerfassungsventil 6 fungiert als eine Hauptkomponente eines wärmeempfindlichen bzw. der Wärmeerfassung dienenden Mechanismus bzw. eine Vorrichtung, mit der das Zuleiten und Ableiten eines Öldrucks einer zweiten Steuer-Ölkammer 17, die als eine weiter unten erwähnte zweite Steuerkammer dient, entsprechend der Öltemperatur des Motors gesteuert wird. Das Vorsteuerventil 7 dient als ein Steuerventil, mit dem der Wechsel zwischen Zuleiten und Ableiten des von dem wärmeempfindlichen Ventil 6 zu der zweiten Steuer-Ölkammer 17 fließenden Öls entsprechend einem Pumpen-Austrittsdruck von dem Pumpen-Hauptkörper gesteuert wird.
Das Pumpengehäuse 1 und die Pumpenabdeckung 2 sind, wie in 2 gezeigt, über eine Vielzahl von Schrauben 9 miteinander verbunden und bilden eine Gehäuseeinheit. Bei dem vorliegenden Beispiel werden vier der Schrauben 9 über in Pumpengehäuse 1 und in Pumpenabdeckung 2 ausgebildete Schraubenlöcher eingeführt und beim Installieren der Pumpe an dem Zylinderblock jeweils in in dem Zylinderblock ausgebildeten Innengewindelöchern angezogen.
Pumpengehäuse 1 ist ein einzelnes integrales Element aus einer Aluminiumlegierung, das eine Endwand bzw. Bodenwand, die eine Bodenfläche 1a enthält, und eine Umfangswand enthält, die eine Vertiefung bildet, die axial von der Bodenfläche 1a begrenzt wird. Der Nockenring 5 in der Vertiefung liegt axial an der Bodenfläche 1a an und gleitet an Bodenfläche 1a. Daher wird die Bodenfläche 1a mit einem Bearbeitungsvorgang ausgebildet und erhält sorgfältige Oberflächenbearbeitung, um die Genauigkeit hinsichtlich der Planheit und der Oberflächenrauigkeit in einem Gleitkontaktbereich zu verbessern.
Pumpengehäuse 1 enthält ein mittiges Wellenloch 1b, das durch die Endwand in einem Mittelbereich hindurch verläuft, um die Antriebswelle 3 aufzunehmen, und ein Bolzenloch 1c in Form eines Sacklochs an einer vorgegebenen Position, die, wie in 3 gezeigt, radial von dem mittigen Wellenloch 1b beabstandet ist. Das Bolzenloch 1c ist so angeordnet, dass es axial in der axialen Richtung des mittigen Wellenlochs 1b verläuft und einen Drehbolzen 10 aufnimmt, wie dies weiter unten erläutert ist.
Pumpengehäuse 1 enthält eine erste und eine zweite Dichtungsfläche 1b bzw. 1e an einander gegenüberliegenden Seiten (in 3 gesehen obere und untere Seite) einer imaginären geraden Linie X (im Folgenden als eine ”Nockenring-Bezugslinie” bezeichnet), die die Achse des Drehbolzens 10 (bzw. des Bolzenlochs 1c) und die Mitte des mittigen Wellenlochs 1b von Pumpengehäuse 1 (die Achse von Antriebswelle 3) verbindet. Die erste und die zweite Dichtungsfläche 1d und 1e sind eine in Form eines Kreisbogens gekrümmte Innenumfangsfläche.
Die erste und die zweite Dichtungsfläche 1d und 1e haben, wie in 3 gezeigt, jeweils die Form eines Kreisbogens mit einem vorgegebenen Radius R1 um die Achse des Bolzenlochs 1c herum bzw. eines Kreisbogens mit einem vorgegebenen Radius R2 um die Achse des Bolzenlochs 1c herum.
Eine erste Steuerfluid-Kammer bzw. Ölkammer 16, die als eine erste Steuerkammer dient, wird, wie in 1 gezeigt, im Zusammenwirken mit der Außenumfangsfläche von Nockenring 5 mit einem ersten Dichtungselement 22a abgedichtet und begrenzt, das an der ersten Dichtungsfläche 1d gleitet.
Eine zweite Steuerfluid-Kammer oder Ölkammer 17, die als eine zweite Steuerkammer dient, wird, wie in 1 gezeigt, im Zusammenwirken mit der Außenumfangsfläche von Nockenring 5 mit einem zweiten Dichtungselement 22b abgedichtet und begrenzt, das an der zweiten Dichtungsfläche 1e gleitet.
Ein Ansaug- bzw. Einlassanschluss 11 und ein Austritts- bzw. Auslassanschluss 12 sind in der Bodenfläche 1a des Pumpengehäuses ausgebildet. Der Ansauganschluss 11 ist, wie in 3 gezeigt, wie ein Halbmond geformt und an einer ersten Seite (linke Seite in 3) der Antriebswelle 3 ausgebildet (das mittige Wellenloch 1b befindet sich zwischen dem Ansauganschluss 11 und dem Bolzenloch 1c). Der Austrittsanschluss 12 ist ebenfalls wie ein Halbmond geformt und an einer zweiten Seite (rechte Seite in 3) der Antriebswelle 3 ausgebildet (der Austrittsanschluss 12 befindet sich zwischen dem mittigen Wellenloch 1b und dem Bolzenloch 1c). Der Ansaug- und der Austrittsanschluss 11 und 12 liegen einander diametral gegenüber.
Der Ansauganschluss 11 steht, wie in 1 und 3 gezeigt, zum Aufnehmen des Schmieröls aus einer Ölwanne (nicht dargestellt) in Fluidverbindung mit einem Ansaugloch 11a. Der Austrittsanschluss 12 steht zum Zuführen des Schmieröls über eine Haupt-Ölleitung 13 beispielsweise zu verschiedenen Gleitkontaktabschnitten, zu einer Ventilsteuervorrichtung oder zu einer Ventilbetätigungsvorrichtung sowie zu Lagern für die Kurbelwelle in Fluidverbindung mit einem Austrittsloch 12a.
Ein Abzweigkanal 29 zweigt von der Haupt-Ölleitung 13 ab und führt zu dem wärmempfindlichen Ventil 6 und Vorsteuerventil 7.
Ein erster Ölfilter 50 befindet sich zwischen einem Austrittskanal 12b, der sich von dem Austrittsloch 12a aus erstreckt, und der Haupt-Ölleitung 13. Ein zweiter Ölfilter 51 befindet sich in dem Abzweigkanal 29 an einer Position in der Nähe des Abzweigpunktes, an dem der Abzweigkanal 29 von Haupt-Ölleitung 13 abzweigt. Daher wird das dem Vorsteuerventil 7 und dem wärmeempfindlichen Ventil 6 zugeführte Öl von dem ersten und dem zweiten Ölfilter 50 und 51 zweimal gefiltert. Diese Ölfilter 50 und 51 sind von einem bestimmten Typ, wie beispielsweise einem Kartuschentyp, der ein austauschbares Filterelement, wie beispielsweise Filterpapier, enthält, das, wenn es zugesetzt ist, gegen ein neues ausgetauscht werden kann.
Eine Schmieröl-Nut 1f ist in der Innenumfangsfläche des mittigen Wellenlochs 1b ausgebildet, das sich annähernd in der Mitte von Bodenwandfläche 1a öffnet, wie dies in 1 und 3 dargestellt ist, und so eingerichtet ist, dass sie das Schmieröl zum Schmieren der Antriebswelle 3 aufnimmt.
Ein erstes und ein zweites Verbindungsloch 14 und 15 sind, wie in 1 und 3 gezeigt, in Pumpengehäuse 1 an einer oberen und einer unteren Position oberhalb und unterhalb des Bolzenlochs 1c ausgebildet und mit der ersten Steuer-Ölkammer 16 bzw. der zweiten Steuer-Ölkammer 17 verbunden.
Die Pumpenabdeckung 2 ist ein integrales Element, das aus einem Aluminiumlegierungs-Material besteht, und enthält eine plane Innenfläche sowie ein mittiges Wellenloch 2a, das sich durch die Pumpenabdeckung 2 öffnet und so eingerichtet ist, dass es die Antriebswelle 3 aufnimmt und Antriebswelle 3 im Zusammenwirken mit dem mittigen Wellenloch 1b von Pumpengehäuse 1 lagert. Das Ansaugloch, das Austrittsloch und ein Ölspeicherabschnitt können in der planen Innenfläche von Pumpenabdeckung 2 wie in der Bodenfläche 1a von Pumpengehäuse 1 ausgebildet werden. Pumpenabdeckung 2 wird in der Umfangsrichtung in Bezug auf Pumpengehäuse 1 mit einer Vielzahl von Positionierzapfen IP positioniert und mit Schrauben 9 an Pumpengehäuse 1 befestigt.
Antriebswelle 3 ist so eingerichtet, dass sie den Rotor 4 mit einer von der Kurbelwelle übertragenen Drehkraft in 1 im Uhrzeigersinn dreht. Ein Ansaugbereich ist in einer, in 1 gesehen, linken Hälfte der linken Seite von Antriebswelle 3 ausgebildet, und ein Austrittsbereich ist in einer rechten Hälfte an der rechten Seite von Antriebswelle 3 ausgebildet.
Eine Vielzahl (sieben) Flügel 18 sind jeweils verschiebbar in einer Vielzahl (sieben) radialer Schlitze 4a aufgenommen, die radial in Rotor 4 ausgebildet sind und sich radial nach außen erstrecken. Eine Gegendruckkammer 19 ist an dem radial innen liegenden Ende jedes Schlitzes 4a ausgebildet. Bei dem vorliegenden Beispiel hat jede Gegendruckkammer 19 einen annähernd kreisförmigen Querschnitt. Die Gegendruckkammern 19 sind so eingerichtet, dass sie den zu Austrittsanschluss 12 austretenden Öl-Austrittsdruck aufnehmen.
Jeder Flügel 18 enthält ein inneres Basisende, das an einer Außenumfangsfläche eines Paars Flügel-Ringe 20, 20 gleitet, sowie ein vorderes Ende, das an einer Innenumfangsfläche 5a des Nockenrings 5 gleitet. Eine Vielzahl von Pumpkammern 21, die als Betriebs-Ölkammern dienen, werden durch die Flügel 18, die Innenumfangsfläche 5a von Nockenring 5, die Außenumfangsfläche von Rotor 4, die Bodenfläche 1a von Pumpengehäuse 1 und die Innenfläche von Pumpenabdeckung 2 gebildet. Jeder Flügel-Ring 20 dreht sich exzentrisch mit der Drehung von Antriebswelle 3 und drückt so jeden Flügel 18 radial nach außen.
Nockenring 5 ist ein integrales Element, das die Form eines hohlen Zylinders hat, und besteht aus leicht zu bearbeitendem gesintertem Metallmaterial. Nockenring 5 enthält einen Drehvorsprung 5b, der in der Außenumfangsfläche an der Nockenring-Bezugslinie X an einer in 1 gesehen, rechten äußeren Position ausgebildet ist. In der Mitte dieses Drehvorsprungs 5b ist eine Drehnut 5c ausgebildet, die in Form eines Kreisbogens vertieft ist, die axial verläuft und die so eingerichtet ist, dass sie den Drehbolzen 10 aufnimmt, der in Drehloch 1c eingeführt und positioniert ist, um einen Drehpunkt exzentrischer Schwenkbewegung zu bestimmen.
Ein erster und ein zweiter Vorsprung 5d und 5e sind in Nockenring 5 ausgebildete annähernd dreieckige Vorsprünge. Der erste Vorsprung 5d ist an der Oberseite der Nockenring-Bezugslinie X ausgebildet, während der zweite Vorsprung 5e an der unteren Seite der Nockenring-Bezugslinie X ausgebildet ist.
Das erste und das zweite Dichtungselement 22a und 22b bestehen beispielsweise aus reibungsarmem Kunstharzmaterial, das so geformt ist, dass es sich in der axialen Richtung von Nockenring 5 erstreckt, und sie werden jeweils in Haltenuten gehalten, die in dem ersten und dem zweiten Vorsprung 5b und 5e von Nockenring 5 ausgebildet sind. Ein erstes und ein zweites Dichtungselement 22a und 22b werden durch die elastischen Kräfte entsprechender elastischer Elemente aus Gummi, die am Boden der oben erwähnten Haltenuten befestigt sind, nach vorn gespannt und an die Dichtungsfläche 1d bzw. 1e gepresst. So dichten die Dichtungselemente 22a und 22b die erste und die zweite Steuer-Ölkammer 16 und 17 stets flüssigkeitsundurchlässig ab.
Die erste Steuer-Ölkammer 16 ist eine relativ lange Kammer, die annähernd halbmondförmig ist und zwischen dem ersten Dichtungselement 22a und dem Drehbolzen 10 an der Außenumfangsfläche von Nockenring 5 ausgebildet ist. Die erste Steuer-Ölkammer 16 dient dazu, den Nockenring 5 mit dem über Austrittsanschluss 12 eingeleiteten Ausstoß-Öldruck in 1 entgegen dem Uhrzeigersinn zu schwenken und so den Nockenring 5 in der Richtung zu bewegen, in der die Exzentrizität bzw. das Maß der Exzentrizität in Bezug auf die Drehachse von Rotor 4 abnimmt.
Die zweite Steuer-Ölkammer 17 ist eine relativ kurze Kammer, deren Form sich von der Form der ersten Steuer-Ölkammer 16 unterscheidet und die zwischen dem zweiten Dichtungselement 22a und dem Drehbolzen 10 an der Außenumfangsfläche von Nockenring 5 ausgebildet ist. Die zweite Steuer-Ölkammer 17 dient dazu, den Nockenring 5 mit dem über das wärmeempfindliche Ventil 6 und Vorsteuerventil 7 von Austrittsanschluss 12 eingeleiteten Austritts-Öldruck in 1 in Uhrzeigersinn zu schwenken und so den Nockenring 5 in der Richtung zu bewegen, in der die Exzentrizität in Bezug auf Rotor 4 zunimmt.
Die erste Ölkammer 16 und die zweite Ölkammer 17 sind in den jeweiligen oben beschriebenen Bereichen ausgebildet. Daher ist die Druckaufnahmefläche an der Außenfläche von Nockenring 5, die den Öldruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16 aufnimmt, größer als die Druckaufnahmefläche an der Außenfläche von Nockenring 5, die den Öldruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 17 aufnimmt.
Ein Arm 23 ist ein integraler Teil von Nockenring 5 und steht von der Außenumfangsfläche von Nockenring 5 an einer Position vor, die der Position von Drehvorsprung 5b diametral gegenüberliegt. Der Arm 23 steht, wie in 1, 5 und 6 gezeigt, in Form einer rechteckigen Platte radial von dem äußeren Ende von Nockenring 5 vor und enthält ein vorderes Ende 23a, einen Vorsprung bzw. oberen Vorsprung 23b, der an einer Position nahe an dem vorderen Ende 23a integral von der Oberseite von Arm 23 vorsteht, sowie einen erhabenen Abschnitt bzw. unteren Vorsprung 23c, der in der Form eines Vorsprungs, der sich in Form eines Kreisbogens von der unteren Fläche von Arm 23 erhebt, an der Position integral vorsteht, die dem oberen Vorsprung 23b gegenüber liegt oder sich unmittelbar darunter befindet.
Der (obere) Vorsprung 23b steht, wie in 1 gezeigt, annähernd in Form eines langen flachen Rechtecks im Wesentlichen in einer Richtung (nach oben gerichtet) senkrecht zu einer Längsrichtung des Arms 23a vor und enthält ein oberes Ende, das so gekrümmt ist, dass es einen relativ kleinen Krümmungsradius hat.
Die erste und die zweite Federkammer 24 und 25 sind an einer oberen und einer unteren Seite von Arm 23 an der Drehloch 1c von Pumpengehäuse 1 gegenüberliegenden Seite ausgebildet. In 1 und 3 befindet sich die erste Federkammer 24 an der unteren Seite von Arm 23, und die zweite Federkammer 25 befindet sich an der oberen Seite von Arm 23 und liegt der ersten Federkammer 24 über Arm 23 koaxial gegenüber.
Die erste Federkammer 24 hat die Form eines flachen Rechtecks, das sich in einer axialen Richtung von Pumpengehäuse 1 bzw. nach unten erstreckt und mit dem Ansaugloch 11a verbunden ist, das als ein Niedrigdruck-Abschnitt dient. Die Abmessung der zweiten Federkammer 25 in der vertikalen Richtung ist kleiner als die der ersten Federkammer 24. Wie die erste Federkammer 24 ist die zweite Federkammer 25 wie ein flaches Rechteck geformt, das sich in der axialen Richtung vom Pumpengehäuse 1 erstreckt. Ein unteres offenes Ende 25a der zweiten Federkammer 25 wird durch ein Paar Halteabschnitte 26, 26 gebildet, die in einer Form, die einem (langen) Rechteck ähnelt, in der Richtung der Breite der zweiten Federkammer 25 aufeinander zu vorstehen. Über das offene Ende 25a zwischen den Halteabschnitten 26, 26 kann sich der (obere) Vorsprung 23b von Arm 23 in die zweite Federkammer 25 hinein und aus ihr heraus bewegen. Die Halteabschnitte 26, 26 sind so eingerichtet, dass sie eine maximale Ausdehnungsverformung einer weiter unten erwähnten zweiten Schraubenfeder 28 regulieren.
Eine erste Schraubenfeder 27 ist in der ersten Federkammer 24 angeordnet und so eingerichtet, dass sie als ein Drück- bzw. Spannelement dient, mit dem der Nockenring 5 über Arm 23 in 1 im Uhrzeigersinn gedrückt wird.
Die erste Schraubenfeder 27 enthält ein unteres Ende, das elastisch an einer Bodenfläche 24a der ersten Federkammer 24 anliegt, und ein oberes Ende, das an dem erhabenen Abschnitt bzw. unteren Vorsprung 23c, der an der unteren Seite von Arm 23 ausgebildet ist, elastisch so anliegt, dass im Voraus ein vorgegebener Feder-Solldruck W1 ausgeübt wird. So drückt die erste Feder 27 den Nockenring 5 in der Richtung, in der die Exzentrizität in Bezug auf die Drehachse von Rotor 4 zunimmt. So ist die erste Schraubenfeder 27 unter Druck angeordnet und übt dadurch eine Drückkraft auf Nockenring 5 im Uhrzeigersinn aus.
Die zweite Schraubenfeder 28 ist in der zweiten Federkammer 25 angeordnet und so eingerichtet, dass sie als ein Drück- oder Spannelement dient, mit dem der Nockenring 5 über Arm 23 in 1 entgegen dem Uhrzeigersinn gedrückt wird.
Die zweite Schraubenfeder 28 enthält ein oberes Ende, das elastisch an einer oberen Innenfläche 25b der zweiten Federkammer 25 anliegt, sowie ein unteres Ende, das elastisch an dem oberen Vorsprung 23b von Arm 23 anliegt und so den Nockenring 5 in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn drückt, in der die Exzentrizität in Bezug auf die Drehachse von Rotor 4 bei Bewegung von der Position maximaler Exzentrizität von Nockenring 5 im Uhrzeigersinn an die Position abnimmt, an der sie durch die Halteabschnitte 26, 26 unterbrochen wird.
Auch die zweite Schraubenfeder 28 weist einen vorgegebenen Feder-Solldruck W2 auf, der der ersten Schraubenfeder 27 entgegenwirkt. Der Solldruck W2 ist kleiner als der Solldruck W1 der ersten Schraubenfeder 27. Nockenring 5 wird durch den Unterschied zwischen den Drücken W1 und W2 der ersten und der zweiten Schraubenfeder 27 und 28 an eine Ausgangsposition (Position maximaler Exzentrizität) gebracht.
Bei diesem Beispiel drückt die erste Schraubenfeder 27 den Nockenring 5 in dem Zustand, in dem sie den Feder-Solldruck W1 aufweist, über Arm 23 permanent nach oben in der Richtung, in der die Exzentrizität erzeugt wird, d. h. in der Richtung, in der die Volumina der Pumpenkammern 21 zunehmen. Der Feder-Solldruck W1 ist auf einen Wert eingestellt, bei dem sich der Nockenring 5 bei dem Öldruck zu bewegen beginnt, der einem erforderlichen Öldruck P1 gleich ist, der für die Ventilsteuervorrichtung erforderlich ist.
Die zweite Schraubenfeder 28 ist dabei so eingerichtet, dass sie elastisch an dem Arm 23 anliegt, wenn die Exzentrizität von Nockenring 5 zwischen dem Drehmittelpunkt von Rotor 4 und dem Mittelpunkt der Innenumfangsfläche von Nockenring 5 größer ist als oder genauso groß wie ein vorgegebener Wert. Wenn jedoch die Exzentrizität von Nockenring 5 zwischen dem Drehmittelpunkt von Rotor 4 und dem Mittelpunkt der Innenumfangsfläche von Nockenring 5 kleiner wird als ein vorgegebener Wert, wird die zweite Schraubenfeder 28, wie in 7 und 8 gezeigt, von den Halteabschnitten 26, 26 zusammengedrückt und in einem Zustand gehalten, in dem die zweite Schraubenfeder 28 den Arm 23 leicht oder überhaupt nicht berührt.
Der Feder-Solldruck W1 der ersten Schraubenfeder 27 bei einem Schwenkmaß (einem Maß der Schwenkbewegung) von Nockenring 5, bei dem der von der zweiten Schraubenfeder 28 auf Arm 23 ausgeübte Druck durch die Halteabschnitte 26, 26 auf nahezu Null gebracht wird, ist ein Druck, bei dem sich der Nockenring 5 zu bewegen beginnt, wie dies in 10 dargestellt ist, wenn der Öldruck einem erforderlichen Druck (2') für den Ölstrahl für die Kolben oder einem erforderlichen Öldruck (3) gleich ist, der für die Lager der Kurbelwelle bei maximaler Kurbelwellen-Drehzahl erforderlich ist.
Die erste Schraubenfeder 27 und die zweite Schraubenfeder 28 bilden einen Drück- bzw. Spannmechanismus.
9 zeigt eine Beziehung zwischen der Winkelverschiebung von Nockenring 5 und den Federdrücken der ersten und der zweiten Schraubenfeder 27 und 28. Selbst wenn die Winkelverschiebung von Nockenring 5 Null beträgt (an der Position maximaler Exzentrizität), wirkt der Feder-Solldruck A der Schraubenfedern 27 und 28. In dem Bereich ”a” der Winkelverschiebung von Nockenring 5 wirkt der Feder- Solldruck W2 der zweiten Schraubenfeder 28 als eine Hilfskraft, und daher kann sich der Nockenring 5 mit geringem Druck in 1 entgegen dem Uhrzeigersinn drehen. Die Steigung des Federdrucks entspricht einer Federkonstante.
Wenn sich Nockenring 5 an eine Position B in 9 dreht, liegt das untere Ende der zweiten Schraubenfeder 28 an den Halteabschnitten 26, 26 an, und damit ist die Hilfskraft nicht verfügbar. Daher kann sich Nockenring 5 nicht in der gleichen Richtung drehen. Wenn der Federdruck größer wird als oder genauso groß wie C, d. h., wenn der Speisedruck zu der ersten Steuerkammer 16 ansteigt und den Federdruck der ersten Schraubenfeder 27 übersteigt, kann der Nockenring 5 gegen diesen Federdruck wieder in einen Bereich ”b” gedreht werden.
Durch den Nockenring 5, die Flügel-Ringe 20 und 20, die erste und die zweite Steuer-Ölkammer 16 und 17 sowie die erste und die zweite Schraubenfeder 27 und 28 wird ein Änderungs- bzw. Verstellmechanismus gebildet.
Der Abzweigkanal 29 verläuft über einen Zwischenpunkt, der mit dem ersten Verbindungsloch 14 verbunden ist, das über einen (ersten) Verbindungskanal 35 zu der ersten Steuer-Ölkammer 16 führt, zu einem stromabliegenden Ende, das mit dem wärmeempfindlichen Ventil 6 verbunden ist, das über einen (Verbindungs-) Kanal 36 mit dem Vorsteuerventil 8 verbunden ist. Ein Zuleit-/Ableitkanal bzw. zweiter Verbindungskanal 37 verläuft von einem mit Vorsteuerventil 7 verbundenen ersten Ende zu einem zweiten Ende, das mit dem zweiten Verbindungsloch 15 verbunden ist, das zu der zweiten Steuer-Ölkammer 17 führt.
Das wärmeempfindliche Ventil 6 enthält, wie in 4A und 4B gezeigt, einen Zylinderblock 30, in dem eine Zylinderbohrung 31 enthalten ist, die, in den Figuren gesehen, vertikal verläuft, ein Ventilelement 32, das in der Zylinderbohrung 31 verschoben werden kann, sowie ein wärmeempfindliches Element 33, das in Ventilelement 32 angeordnet und so eingerichtet ist, dass es Ventilelement 32 entsprechend der Öltemperatur des in Zylinderbohrung 31 eingeleiteten Öls betätigt.
Ein erstes Ende 29a von Abzweigkanal 29 öffnet sich an einer oberen Position nahe an dem oberen Ende von Zylinderbohrung 31 in die Zylinderbohrung 31 des wärmeempfindlichen Ventils 6 hinein. Ein stromaufliegendes Ende 35a des ersten Verbindungskanals 35, der zu der ersten Steuer-Ölkammer 16 führt, öffnet sich in der Nähe des unteren Endes von Zylinderbohrung 31 in Zylinderbohrung 31 hinein. An einer Zwischenposition in der Längsrichtung von Zylinderbohrung 31 zwischen dem oberen und dem unteren Ende öffnet sich ein offenes Ende 36a des Verbindungs-Ölkanals 36, der das wärmeempfindliche Ventil 6 mit Vorsteuerventil 7 verbindet. An einer Position an der gegenüberliegenden Seite, die diesem offenen Ende 36a gegenüberliegt, ist an einer höheren Position als der dieses offenen Endes 36a ein offenes Ende 43a eines Ableitanschlusses 43 zum Ableiten des Öls nach außen (eine Ölwanne) ausgebildet, das als der Niedrigdruck-Abschnitt dient.
Das Ventilelement 32 hat die Form eines hohlen Zylinders, der an einem Ende geschlossen ist, und enthält eine Bodenwand bzw. Abschlusswand 32a sowie eine Umfangswand 32d. Ventilelement 32 enthält ein mittiges Durchgangsloch 32b mit einem relativ großen Durchmesser, das in einer Mitte von Bodenwand 32a durch Bodenwand 32a hindurch in einer axialen Richtung ausgebildet ist. Ventilelement 32 enthält des Weiteren um das mittige Durchgangsloch 32b herum eine Vielzahl von Durchlasslöchern 32c, die in der axialen Richtung durch Bodenwand 32a hindurch verlaufen. Ventilelement 32 enthält des Weiteren eine Ringnut 32e, die in der Außenfläche von Umfangswand 32d an einer Position näher an Bodenwand 32a ausgebildet ist. Diese Ringnut 32e kann das offene Ende 36a von Verbindungs-Ölkanal 36 in Abhängigkeit von der Gleitposition von Ventilelement 32 mit dem offenen Ende 43a von Ableitanschluss 43 verbinden.
Ventilelement 32 enthält einen Ventilabschnitt 32f, der in Umfangswand 32d an oder nahe an der Bodenwand 32a ausgebildet ist und so eingerichtet ist, dass er das offene Ende 36a von Verbindungs-Ölkanal 36 mit dem stromaufliegenden Ende 35a des ersten Verbindungskanals 35 verbindet, wenn sich Ventilelement 32 an eine vorgegebene Position nach oben bewegt.
Eine Ventilfeder 38 ist in der Zylinderbohrung 31 angeordnet und so eingerichtet, dass sie das Ventilelement 32 in 4A nach unten auf die Position zu drückt, an der das offene Ende 36a von Verbindungs-Ölkanal 36 über das wärmeempfindliche Element 33 mit dem offenen Ende 43a von Ableitkanal 43 verbunden ist.
Das wärmeempfindliche Element 33 enthält hauptsächlich eine Führungsstange 39, einen Drückabschnitt 40 und Wachspellets 41, die in den Drückabschnitt 40 eingefüllt sind. Die Führungsstange 39 ist eine kreisförmige Säule mit kleinem Durchmesser, die von der Mitte des Bodens von Zylinderbohrung 31 nach oben vorsteht. Der Drückabschnitt 40 ist so auf die Führungsstange 39 aufgesetzt, dass Drückabschnitt 40 an Führungsstange 39 entlang nach oben und nach unten gleiten kann.
Führungsstange 39 besteht aus Metallmaterial und hat eine Länge, die annähernd einem Drittel der Gesamtlänge von Zylinderbohrung 31 in der axialen Richtung entspricht.
Der Drückabschnitt 40 ist ein integrales Element, das die Form eines an einem Ende geschlossenen hohlen Zylinders hat, und es enthält einen zylindrischen Abschnitt 40a, der gleitend in ein Gleitloch 32b von Ventilelement 32 eingesetzt ist, sowie einen Anschlagabschnitt 40b, der wie ein Flansch von dem unteren Ende des zylindrischen Abschnitts 40a radial nach außen vorsteht und einen Durchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 40a. Eine Ringnut 40c ist in der Innenumfangsfläche von Anschlagabschnitt 40b an dem unteren Ende ausgebildet. Ein Dichtungselement 42 ist in die Ringnut 40c eingepresst. Die Innenumfangsfläche dieses Dichtungselementes 42 ist flüssigkeitsundurchlässig in Gleitkontakt mit der Außenumfangsfläche von Führungsstange 39.
Der zylindrische Abschnitt 40a weist einen mit Wachspellets 41 gefüllten Innenhohlraum auf, der durch das Dichtungselement 42 flüssigkeitsundurchlässig abgedichtet wird. Der Anschlagabschnitt 40b weist eine obere Abschlussfläche auf, an der ein Innenumfangsabschnitt der Bodenwand 32a von Ventilelement 32 in dem Zustand elastisch anschlägt, in dem Ventilelement 32 durch Feder 38 nach unten gedrückt wird. Der Innenumfangsabschnitt von Bodenwand 32a ist ein Abschnitt, der das mittige Durchgangsloch 32b umschließt und von den Durchlasslöchern 32c umgeben ist.
Der Abzweigkanal 29 wird über das offene Ende 29a, das sich in den oberen Abschnitt von Zylinderbohrung 31 hinein öffnet, die Durchlasslöcher 32c, die durch die Bodenwand 32a von Ventilelement 32 hindurch ausgebildet sind, und das offene Ende 35a, das sich in den unteren Abschnitt von Zylinderbohrung 31 hinein öffnet, permanent in Verbindung mit dem ersten Verbindungskanal 35 gehalten. Durch diese Anordnung wird der Austritts-Fluiddruck der ersten Steuer-Fluidkammer 16 von dem ersten Verbindungskanal 35 über das erste Verbindungsloch 14 zugeführt.
Der Drückabschnitt 40 ist so eingerichtet, dass das Ventilelement 32 durch das Schrumpfen der Wachspellets 41 in einem Zustand niedrigerer Öltemperatur über den zylindrischen Abschnitt 40a an einer in 4A gezeigten unteren Position gehalten wird. In dieser unteren bzw. tiefer gelegenen Position ist das offene Ende 36a von Verbindungs-Fluidkanal 36 über die Ringnut 32e von Ventilelement 32, wie in 4A gezeigt, mit dem offenen Ende 43a von Ableitanschluss 43 verbunden.
Wenn die Öltemperatur allmählich ansteigt und hoch wird, dehnen sich die Wachspellets 41 allmählich aus, so dass eine nach oben gerichtete Kraft auf den zylindrischen Abschnitt 40a wirkt. Dadurch bewegt sich der Drückabschnitt 40 gegen die elastische Kraft von Ventilfeder 38, wie in 4B gezeigt, an der Führungsstange 39 nach oben. Gleichzeitig bewegt sich das Ventilelement 32 über den Anschlagabschnitt 40b nach oben an eine vorgegebene obere Position. An dieser oberen Position von Ventilelement 32 unterbricht der Ventilabschnitt 32f die Verbindung zwischen dem offenen Ende 36a von Verbindungs-Fluidkanal 36 und dem offenen Ende 43a von Ableitanschluss 43 und verbindet den Verbindungs-Fluidkanal 36 über den unteren Abschnitt von Zylinderbohrung 31 mit dem ersten Verbindungskanal 35. Die Öffnungsgröße bzw. Öffnungsfläche des offenen Endes 36a wird von dem Ventilabschnitt 32f mit der nach oben gerichteten Bewegung von Ventilelement 32 allmählich und kontinuierlich vergrößert.
Das Vorsteuerventil 7 enthält, wie in 5A und 5B gezeigt, einen Schieber 52, der in einem zylindrischen Gleitloch 50 nach oben und nach unten verschoben werden kann, sowie eine Ventilfeder 53. Das Gleitloch 50 verläuft in der vertikalen Richtung in dem Steuergehäuse 8. Ein unteres offenes Ende des Gleitlochs 50 wird von einem Abschlusselement 51 verschlossen. Die Ventilfeder 53 ist zwischen dem Schieber 52 und dem Abschlusselement 51 angeordnet und so eingerichtet, dass sie Schieber 52 auf eine obere Position zu nach oben drückt, um ein offenes Ende 35b des Abzweigabschnitts 35a des ersten Verbindungskanals 35 zu verschließen, das sich an dem oberen Abschnitt von Gleitloch 50 öffnet.
Das Gleitloch 50 wird durch das obere Ende, an dem sich das offene Ende 35b von Abzweigabschnitt 35a öffnet, und die Umfangswandfläche gebildet, die mit drei Öffnungen versehen ist. Die erste Öffnung der Umfangswandfläche von Gleitloch 50 ist ein offenes Ende 36b von Verbindungs-Fluidkanal 36, das sich an einer höheren Position in der Nähe des oberen Endes von Gleitloch 50 befindet. Die zweite Öffnung ist ein offenes Ende 37a des Zuleit-/Ableitkanals (zweiter Verbindungskanal) 37, das sich an einer mittleren Position unterhalb des offenen Endes 36b befindet. Die dritte Öffnung ist ein offenes Ende 54a des Ableitanschlusses 54, der zu der Ölwanne führt. Das offene Ende 54a befindet sich an einer tiefer gelegenen Position unterhalb des offenen Endes 37a.
Das offene Ende 35b des ersten Verbindungskanals 35 hat eine kleinere Querschnittsgröße bzw. einen kleineren Innendurchmesser als das Gleitloch 50. Zwischen dem kleineren offenen Ende 35b und dem größeren Gleitloch 50 ist ein konischer Sitzabschnitt 55 ausgebildet. Ein erster Steg 52a von Schieber 52 liegt an dem Sitzabschnitt 55 an und bewegt sich, wie weiter unten erläutert, von dem Sitzabschnitt 55 weg.
Der Schieber 52 enthält den ersten Steg 52a, der als das Ventilelement dient, an der oberen Seite, einen zweiten Steg 52b an der unteren Seite sowie einen Schaftabschnitt 52c, der eine geringere Querschnittsgröße hat und sich zwischen dem ersten Steg 52a an der oberen Seite und dem zweiten Steg 52b an der unteren Seite erstreckt.
Der erste Steg 52a verschließt das offene Ende 35b von Kanal 35 in dem Zustand, in dem der erste Steg 52a auf dem Sitzabschnitt 36b aufsetzt, durch die Federkraft von Ventilfeder 53. Gleichzeitig ist das offene Ende 36b von Kanal 36 mit dem offenen Ende 37a von Zuleit-/Ableitkanal 37 über einen ringförmigen Raum bzw. eine Ringnut 52d verbunden, der/die um den Schaftabschnitt 52c herum ausgebildet ist.
Der zweite Steg 52b hat die Form eines hohlen Zylinders, der an einem Ende (dem oberen Ende) verschlossen ist, und ist so eingerichtet, dass er einen oberen Teil der Ventilfeder 53 aufnimmt und ein oberes Ende 53a von Ventilfeder 53 mit der inneren oberen Abschlussfläche trägt. In Abhängigkeit von der Gleitposition von Schieber 52 in der vertikalen Richtung unterbricht der zweite Steg 52b die Verbindung zwischen dem Zuleit-/Ableitkanal 37 und dem Ableitanschluss 54 oder verbindet den Zuleit-/Ableitkanal 37 mit dem Ableitanschluss 54 über die Ringnut 52d.
Der Schaftabschnitt 52c wird von dem ringförmigen Raum bzw. der Ringnut 52d umschlossen, der/die axial zwischen dem ersten und dem zweiten Steg 52a und 52b ausgebildet ist und so eingerichtet ist, dass er, wie in 5a gezeigt, den Kanal 36 mit dem Zuleit-/Ableitkanal 37 verbindet oder, wie in 5b gezeigt, den Zuleit-/Ableitkanal 37 mit dem Ableitanschluss 54 verbindet.
Funktion der ersten Ausführungsform
In dem in 1 gezeigten Zustand liegt aufgrund der resultierenden Kraft der Federkräfte der ersten Schraubenfeder 27 und der zweiten Schraubenfeder 28 die obere Fläche von Arm 23 von Nockenring 5 an Anschlagfläche 26a an einem unteren Ende eines Halteabschnitts 26 an. In diesem Zustand ist die Exzentrizität am ausgeprägtesten, und die Volumenänderung jeder Pumpkammer 21 bei Drehung ist am größten. Daher ist das Austrittsvolumen bzw. die Kapazität der Ölpumpe am größten.
Der Rotor des Pumpen-Hauptkörpers wird, wie mit einem Pfeil in 1 gezeigt, von der Antriebswelle 3 im Uhrzeigersinn gedreht, und so vergrößern sich die Pumpenkammern 21 in dem Zustand, in dem sie sich zu dem Ansauganschluss 11 in einem linken Seitenbereich an der linken Seite in 1 öffnen. Ansauganschluss 11 kann das Öl aus der Ölwanne außerhalb der Pumpe über das Ansaugloch bzw. die Ansaugöffnung 11a ansaugen. In einem Bereich an der rechten Seite in 1 verkleinern sich die Pumpenkammern 21 in dem Zustand, in dem sie sich zu dem Ableitanschluss 12 öffnen, so dass das Öl zu Austrittsanschluss 12 austritt. Austritts- bzw. Ableitanschluss 12 ist über Austrittsloch 12a und Austrittskanal 12b mit Haupt-Ölleitung 13 verbunden. Daher wird das von der Pumpe gepumpte Öl im Wesentlichen verschiedenen Abschnitten des Motors, wie beispielsweise Gleitkontaktabschnitten, zugeführt.
Der Pumpen-Austrittsdruck wird von Abzweigkanal 29 über den ersten Verbindungskanal 35 und das erste Verbindungsloch 14 in die erste Steuerkammer 16 eingeleitet. Der in die erste Steuerkammer 16 eingeleitete Öldruck wirkt auf die obere Außenumfangsfläche (Druckaufnahmefläche) von Nockenring 5 und wirkt so als eine Kraft, durch die Nockenring 25 gegen die Federkraft der ersten Schraubenfeder 27 entgegen dem Uhrzeigersinn um Drehbolzen 10 herum gedreht wird. In diesem Fall wirkt die Federkraft der zweiten Schraubenfeder 28 als eine Hilfskraft zum Drehen von Nockenring 5.
Wenn der Pumpen-Austrittsdruck mit Zunahme der Motordrehzahl ansteigt und der Nockenring 5 geringfügig entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, bis der in 6 gezeigte Zustand erreicht ist, bewegt sich die obere Fläche von Arm 23 geringfügig von der Anschlagfläche 26a eines Halteabschnitts 26 weg. In diesem Zustand liegt das untere Ende der zweiten Schraubenfeder 28 noch nicht an den Halteabschnitten 26 an, so dass die Federkraft der zweiten Schraubenfeder 28 als die Hilfskraft wirkt.
Wenn durch weitere Drehung von Nockenring 5 entgegen dem Uhrzeigersinn der in 7 gezeigte Zustand erreicht wird, liegt die zweite Schraubenfeder 28 an den oberen Flächen der Halteabschnitte 26, 26 an. Daher erzeugt die zweite Schraubenfeder 28 die Hilfskraft nicht mehr. Um den Nockenring 5 weiter an den in 8 gezeigten Zustand zu drehen, muss der Öldruck in der ersten Steuerkammer 16 über die Federkraft der ersten Schraubenfeder 27 hinaus erhöht werden.
Wenn durch weiteren Anstieg des Öldrucks in der ersten Steuerkammer 16 und weitere Drehung von Nockenring 5 entgegen dem Uhrzeigersinn gegen die Kraft der ersten Schraubenfeder 27 der Zustand in 8 erreicht wird, nimmt die Exzentrizität des Nockenrings 5 in Bezug auf die Drehachse von Antriebswelle 3 weiter ab, und der Pumpen-Austrittsdruck wird verringert.
10 zeigt eine Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Pumpen-Austrittsdruck des Pumpen-Hauptkörpers. Eine durchgehende Linie in 10 stellt eine Kennlinie des Pumpen-Austrittsdrucks gemäß der ersten Ausführungsform dar.
In dem Zustand unmittelbar nach dem Starten des Motors befindet sich der Pumpen-Hauptkörper in dem in 1 gezeigten Zustand, und der Öldruck in Haupt-Ölleitung 13 wird über Abzweigkanal 29 und den ersten Verbindungskanal 35 sowie das erste Verbindungsloch 14 nur in die erste Steuerkammer 16 eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt ist die Exzentrizität am ausgeprägtesten, und das Volumen ist am größten. Daher steigt der Austrittsdruck proportional zu einer Zunahme der Drehzahl steil an.
Wenn dieser Austrittsdruck einem vorgegebenen Druck Pa (einem ersten Betriebsdruck) entspricht, der ein Druck ist, der einen in 10 gezeigten erforderlichen Druck (1) übersteigt, der für die Ventilsteuervorrichtung erforderlich ist, beginnt der Nockenring 5, wie in 6 gezeigt, dadurch, dass die von dem Öldruck in der ersten Steuerkammer 16 und die Federkraft der zweiten Schraubenfeder 28 erzeugte Kraft die Federkraft der ersten Schraubenfeder 27 übersteigt, sich in der Richtung (entgegen dem Uhrzeigersinn) zu drehen, in der die Exzentrizität abnimmt.
Bei Drehung von Nockenring 5 in der Richtung, in der die Exzentrizität abnimmt, wird das Pumpenvolumen des Pumpen-Hauptkörpers kleiner und so findet der Anstieg des Austrittsdrucks mit dem Anstieg der Drehzahl allmählich statt. Wenn Nockenring 5 an den in 7 gezeigten Zustand gedreht wird, schlägt die zweite Schraubenfeder 28 an den Halteabschnitten 26, 26 an, und daher wird die Unterstützung durch die zweite Schraubenfeder 28 abrupt auf Null verringert.
Dementsprechend kann sich Nockenring 5 nicht drehen, und die Exzentrizität ändert sich nicht. Daher wird das Pumpenvolumen fest auf einem konstanten Wert gehalten, und der Öldruck nimmt proportional zu der Zunahme der Drehzahl zu.
Die Steigung der Zunahme des Öldrucks ist kleiner als die Steigung unmittelbar nach dem Starten des Motors, da die Exzentrizität von Nockenring 5 geringer ist als in dem Zustand in 1.
Wenn der Öldruck einen vorgegebenen Druck Pb (einen zweiten Betriebsdruck) erreicht, der einen erforderlichen Öldruck (3) für das Kurbelwellenlager übersteigt, ermöglich es die Kraft des Öldrucks in der ersten Steuerkammer 16, dass sich der Nockenring 5 gegen die Federkraft der ersten Schraubenfeder 27 wieder dreht, und der Zustand in 8 wird erreicht. In dem Fall, in dem Öldruck (2') für den Ölstrahl auf dem Weg erforderlich ist, wird die Exzentrizität in dem in 7 gezeigten Zustand so eingestellt, dass diese Anforderung erfüllt ist.
Beziehung zwischen der Öltemperatur des Motors und dem Pumpen-Austrittsdruck
Die Öltemperatur des Motors und der Pumpen-Austrittsdruck hängen auf die im Folgenden beschriebene Weise zusammen.
Wenn beispielsweise die Öltemperatur des Motors bei einem Motor-Startvorgang oder dergleichen unter oder auf einer vorgegebenen Temperatur (einer normalerweise verwendeten Temperatur, wie beispielsweise 100°C) liegt, wird der Ölkanal 36 von dem wärmeempfindlichen Ventil 6 verschlossen. Daher wird der in den Abzweigkanal 29 strömende Pumpen-Austrittsdruck durch den ersten Verbindungskanal 35 über das erste Verbindungsloch 14 nur in die erste Steuerkammer 16 eingeleitet.
Das heißt, der Drückabschnitt 40 des wärmeempfindlichen Ventils 6 wird, wie in 4A gezeigt, nicht betätigt, und das Ventilelement 32 wird durch die Federkraft von Ventilfeder 38 an der unteren Position gehalten. In diesem Zustand strömt das in den oberen Abschnitt von Zylinderbohrung 31 über Abzweigkanal 29 einströmende Öl über Durchlasslöcher 32c in den unteren Abschnitt von Zylinderbohrung 31 hinein und strömt weiter über die ersten Verbindungskanal 35 in den ersten Steuerkammer 16 hinein. In diesem Zustand ist der Ölkanal 36 über den ringförmigen Raum 32e von Ventilelement 32 mit dem Ableitanschluss 43 verbunden, der zu der Ölwanne führt. Daher wird das Öl nicht in Vorsteuerventil 7 und die zweite Steuerkammer 17 eingeleitet.
Wenn die Öltemperatur des Motors beispielsweise 100°C oder mehr beträgt, bewegt sich der Drückabschnitt 40 des wärmeempfindlichen Ventils, wie in 4B gezeigt, gegen die Federkraft von Ventilfeder 38 mit der Ausdehnung der Wachspellets 41 nach oben, und zusammen damit bewegt sich das Ventilelement 32 nach oben. Daher unterbricht der Ventilabschnitt 32f von Ventilelement 32 die Verbindung zwischen dem Kanal 36 und Ableitanschluss 43 und verbindet den Ölkanal 36 mit Abzweigkanal 29 über Durchlasslöcher 32c. Der Ölkanal 36 wird über Vorsteuerventil 7 mit dem Zuleit-/Ableitkanal 37 verbunden, und der Austrittsdruck wird in die zweite Steuerkammer 17 eingeleitet.
Wenn der Austrittsdruck in die zweite Steuerkammer 17 eingeleitet wird, wirkt der Öldruck in der Richtung (im Uhrzeigersinn), in der die Exzentrizität von Nockenring 5 zunimmt, und der Druck Pc (erster Betriebsdruck) steigt, wie mit einer unterbrochenen Linie in 10 gezeigt, auf Pd an. Dementsprechend wird, wenn die Öltemperatur ansteigt, der Austrittsdruck durch eine langsame Pumpendrehung erhöht und wird über die Ölstrahldüse um den Kolben herum eingespritzt, um die Lebensdauer des Kolbens zu gewährleisten. Wenn die Drehzahl weiter erhöht wird, wird der Austrittsdruck zu hoch, und daher reguliert das Vorsteuerventil 7 den der zweiten Steuerkammer 17 zugeführten Öldruck.
Das heißt, wenn der Austrittsdruck den erforderlichen Druck (2) für den Ölstrahl übersteigt und einen Betriebsdruck Pe von Vorsteuerventil 7 erreicht, der auf einen Wert eingestellt ist, der niedriger ist als ein für Metall des Kurbelwellenlagers erforderlicher Druck (3), bewegt sich der Schieber 52, wie in 5B gezeigt, gegen die Federkraft von Ventilfeder 53 aufgrund des auf die Druckaufnahmefläche 52e des ersten Stegs 52a von Schieber 52 wirkenden Austrittsdrucks an eine vorgegebene Position nach unten.
So schließt der erste Steg 52a das offene Ende 36b von Ölkanal 36, und die Ringnut 52d verbindet den Zuleit-/Ableitkanal 37 mit Ableitanschluss 54, um das Öl in der zweiten Steuerkammer 17 über Ableitanschluss 54 in die Ölwanne zu pumpen. Dadurch wird der Druck in der zweiten Steuerkammer 17 niedriger, der Nockenring 5 dreht sich in der Richtung, in der die Exzentrizität abnimmt, und dadurch wird der Austrittsdruck in Kanal 35 niedriger.
Dementsprechend bewegt sich der Schieber 52 durch die Federkraft von Ventilfeder 35 wieder nach oben an die in 5A gezeigte oberste Position und verbindet den Kanal 36 mit dem Zuleit-/Ableitkanal 37, so dass der Austrittsdruck der zweiten Steuerkammer 17 zugeführt wird. Dadurch wird durch die Funktion von Steuerventil 7 der Austrittsdruck auf einen konstanten Pegel gesteuert, der annähernd Pe entspricht, wie dies mit einer unterbrochenen Linie in 10 dargestellt ist.
In dem Bereich hoher Motordrehzahl wird, da der Zustand anhält, in dem das Öl aus der zweiten Steuerkammer 17 abgeleitet wird, der Austrittsdruck selbst in dem Zustand nicht in die zweite Steuerkammer 17 eingeleitet, in dem der Abzweigkanal 29 über das wärmeempfindliche Ventil 6 mit dem Kanal 36 verbunden ist. Daher überlappt der Austrittsdruck eine durchgehende Linie in 10.
So können mit der Verstellpumpe gemäß der ersten Ausführungsform bei einer normalerweise zum Einsatz kommenden Öltemperatur (100°C oder niedriger) des Motors die Ölfördermenge der Pumpe und der Öldruck in dem Niedrig- und Mittel-Drehzahlbereich mit dem wärmeempfindlichen Ventil 6 verringert werden und damit der Energieverbrauch der Pumpe reduziert werden.
Wenn die Öltemperatur des Motors in einen Bereich hoher Öltemperatur (über oder auf 100°C) ansteigt, ist es möglich, den Kolben zu kühlen, indem das Öl von dem Niedrig- und Mittel-Drehzahlbereich an über die Ölstrahldüse um den Kolben herum eingespritzt wird, so dass die Zuverlässigkeit verbessert wird.
Bei dem dargestellten Beispiel der ersten Ausführungsform ist die axiale Breite der Ringnut 52d von Schieber 52 in Vorsteuerventil 7 im Wesentlichen einem axialen Abstand zwischen dem offen Ende 36b von Kanal 36 und dem offenen Ende 54a von Ableitanschluss 54 gleich, so dass der Wechsel der Ölkanäle gleichzeitig durchgeführt wird. Es ist jedoch entsprechend einer erforderlichen Austrittsdruck-Kennlinie möglich, eine Abmessung breiter auszuführen als die andere.
Zweite Ausführungsform
11 zeigt eine Verstellpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Vorsteuerventil 7 ist mit einem stromab liegenden Ende eines Abzweigkanals 36c verbunden, der von dem Verbindungskanal 36 abzweigt. Das stromab liegende Ende von Abzweigkanal 36c ist mit dem oberen Abschnitt verbunden, der von der Druckaufnahmefläche 52e des ersten Stegs 52a von Schieber 52 begrenzt wird. So nimmt der Schieber 52 den Austrittsdruck an der stromab liegenden Seite des wärmeempfindlichen Ventils 6 auf. Bei dieser Anordnung können mit der Verstellpumpe gemäß der zweiten Ausführungsform Funktionen und Effekte geschaffen werden, die denen der ersten Ausführungsform gleichen.
Dritte Ausführungsform
12–14 zeigen eine Verstellpumpe gemäß einer dritten Ausführungsform. Bei der dritten Ausführungsform ist das Vorsteuerventil 7 im Unterschied zu der ersten Ausführungsform so eingerichtet, dass es anstelle des wärmeempfindlichen Ventils 6 eine Ableitfunktion der zweiten Steuerkammer 17 in dem Anfangszustand erfüllt.
Das heißt, bei dem wärmeempfindlichen Ventil 6 ist, wie in 13A und 13B gezeigt, der Ableitanschluss (43) weggelassen, und die Zylinderbohrung 31 ist mit drei Öffnungen versehen, d. h. dem offenen Ende 29a von Abzweigkanal 29, dem offenen Ende 36b von Verbindungskanal 36 und dem offenen Ende 35a des ersten Verbindungskanals 35. Des Weiteren ist die Ringnut 32e nicht in der Außenumfangsfläche von Ventilelement 32 ausgebildet.
Bei dem Vorsteuerventil 7 öffnet sich, wie in 14A–14C gezeigt, das offene Ende von Abzweigkanal 36c von Verbindungskanal 36 in den oberen Abschnitt hinein, der durch die Druckaufnahmefläche 52e des ersten Stegs 52a von Schieber 52 begrenzt wird, und ein offenes Ende 56a eines zweiten Ableitanschlusses 56 öffnet sich zu einer Gleitbohrung 50 an einer Position, die der Position des offenen Endes 36b des ersten Verbindungskanals 36 diametral gegenüberliegt.
Daher wird bei Öltemperatur des Motors unter oder auf der vorgegebenen Temperatur der Drückabschnitt 40 in dem wärmeempfindlichen Ventil 6 nicht betätigt, und das Ventilelement 32 wird, wie in 13A gezeigt an der unteren Position gehalten. Daher wird die Verbindung zwischen Abzweigkanal 29 und dem ersten Verbindungskanal 35 aufrechterhalten, und der Austrittsdruck wird der ersten Steuerkammer 16 zugeführt. Das offene Ende 36a von Verbindungskanal 36 wird jedoch durch die Umfangswand 32d von Ventilelement 32 verschlossen, und der Austrittsdruck wird Vorsteuerventil 7 nicht zugeführt.
Hingegen wird bei Vorsteuerventil 7, wie in 14A gezeigt, da der Austrittsdruck von Verbindungskanal 36 nicht auf die Druckaufnahmefläche 52e von Schieber 52 ausgeübt wird, der Schieber 52 durch die Federkraft von Ventilfeder 53 an der obersten Position gehalten, und der zweite Verbindungskanal 37 ist mit dem zweiten Ableitanschluss 56 verbunden. Daher befindet sich die zweite Steuerkammer 17 in einem Zustand niedrigeren Drucks.
Wenn die Öltemperatur des Motors allmählich ansteigt und die vorgegebene Temperatur erreicht, wird der Drückabschnitt 40 in dem wärmeempfindlichen Ventil 6 bei der Ausdehnung der Wachspellets 41 zusammen mit Ventilelement 32 gegen die Federkraft von Ventilfeder 36 allmählich nach oben bewegt und an der in 13B gezeigten Position gehalten. Daher wird die Öffnungsfläche des offenen Endes 36a von Verbindungskanal 36 allmählich vergrößert und der Verbindungskanal 36 wird über Durchlasslöcher 32c mit Abzweigkanal 29 verbunden.
So wird der Austrittsdruck der Druckaufnahmefläche 52e des ersten Stegs 52 von Vorsteuerventil 7 zugeführt, der Schieber 52 bewegt sich, wie in 14B gezeigt, bei einer Zunahme des Austrittsdrucks gegen die Federkraft von Ventilfeder 53 um einen vorgegebenen Betrag nach unten, und der erste Steg 52a schließt das offene Ende 56a des zweiten Ableitanschlusses 56. Daher strömt das Öl aus Verbindungskanal 36 über die Ringnut 52d in den zweiten Verbindungskanal 37 hinein und strömt anschließend in die zweite Steuerkammer 17 hinein.
Wenn der Schieber 52 durch Zunahme des Austrittsdrucks, wie in 14C gezeigt, weiter nach unten bewegt wird, schließt der erste Steg 52a das offene Ende 36b von Verbindungskanal 36 in dem Zustand, in dem der zweite Ableitanschluss 56 geschlossen ist. Gleichzeitig öffnet der zweite Steg 52b das offene Ende 54a von Ableitanschluss 54. Dementsprechend wird der zweite Verbindungskanal 37 mit Ableitanschluss 54 verbunden, und der Druck in der zweiten Steuerkammer 17 wird verringert.
Daher können mit der dritten Ausführungsform ähnliche Funktionen und Effekte wie bei der ersten Ausführungsform geschaffen werden. Des Weiteren fallen bei der dritten Ausführungsform Ableitanschluss 43 des wärmeempfindlichen Ventils 6 und Ringnut 32e von Ventilelement 32 weg, so dass die Struktur vereinfacht wird und der Herstellungsprozess erleichtert wird.
Vierte Ausführungsform
15 und 16 zeigen eine Verstellpumpe gemäß einer vierten Ausführungsform, bei der Innendruck in der ersten Steuerkammer 16 von einem zweiten Vorsteuerventil 57 gesteuert wird.
Das zweite Vorsteuerventil 57 enthält, wie in 16A–16C gezeigt, Gleitbohrung 58, die in der vertikalen Richtung verläuft. In der Gleitbohrung 58 ist der erste Verbindungskanal 35 axial mit einem oberen Abschnitt verbunden. Ein erster Ableitanschluss 59 ist, in den Figuren gesehen, mit dem oberen Abschnitt an der linken Seite verbunden. An der unteren Seite des offenen Endes von Ableitanschluss 59 hat das erste Verbindungsloch 14, das zu der ersten Steuerkammer 16 führt, seinen Anschluss. An der unteren Seite des ersten Verbindungslochs 14 hat der zweite Verbindungskanal 37 seinen Anschluss, der zu der zweiten Steuerkammer 17 führt.
An der rechten Seite in den Figuren ist die Gleitbohrung 58 an einer oberen Position mit dem ersten Verbindungskanal 35, an einer mittleren Position unterhalb der oberen Position mit dem Verbindungskanal 36, und an einer unteren Position unterhalb der mittleren Position mit einem zweiten Ableitanschluss 60 verbunden.
Ein Schieber 61, der sich in einer axialen Richtung erstreckt, ist gleitend bzw. verschiebbar in der Gleitbohrung 58 aufgenommen. Ein unteres offenes Ende von Gleitbohrung 58 wird von einem Abschlusselement 62 verschlossen.
Schieber 61 enthält einen ersten Steg 61a an einem obere Ende, einen zweiten Steg 61b an einer Mittel- bzw. Zwischenposition und einen dritten Steg 61c an einem unteren Ende. Eine erste Ringnut 61d ist axial zwischen dem ersten und dem zweiten Steg 61a und 61b um einen Schaftabschnitt mit kleinem Durchmesser herum ausgebildet. Eine zweite Ringnut 61e ist axial zwischen dem zweiten und dem dritten Steg 61b und 61c um einen Schaftabschnitt mit kleinem Durchmesser herum ausgebildet. Der Schieber 61 wird von einer Ventilfeder 63 nach oben gedrückt.
Die erste Schraubenfeder 27 ist auf eine Federkraft eingestellt, durch die Drehung von Nockenring 5 bei einem Druck Pa' ausgelöst wird, der niedriger ist als der in 10 gezeigte erste Betriebsdruck Pa. Das zweite Vorsteuerventil 57 ist so eingerichtet, dass es die erste Steuerkammer 16 (erstes Verbindungsloch 14) mit dem ersten Ableitanschluss 59 verbindet, wenn der Austrittsdruck niedriger ist als oder genauso hoch wie der erste Betriebsdruck, und die erste Steuerkammer 16 mit dem ersten Verbindungskanal 35 über dem ersten Betriebsdruck Pa verbindet, d. h. wenn der Austrittsdruck höher ist als Pa.
Das wärmeempfindliche Ventil 6 hat den gleichen Aufbau wie bei der ersten Ausführungsform.
Vorsteuerventil 57 wird in dem in 16A gezeigten Zustand gehalten, wenn der Austrittsdruck niedrig ist oder die Öltemperatur niedrig ist und damit der Druck in dem ersten Verbindungskanal 35 niedrig ist. In diesem in 16A gezeigten Zustand wird der Schieber 61 durch Ventilfeder 63 an der obersten Position in Gleitbohrung 58 gehalten und aufgenommen. In diesem Zustand in 16A verbindet die erste Ringnut 61d den ersten Ableitanschluss 59 mit dem ersten Verbindungsloch 14, und der zweite Steg 61b schließt den ersten Verbindungskanal 35.
Der Verbindungskanal 36 ist dabei über die zweite Ringnut 61e mit dem zweiten Verbindungskanal 37 verbunden, und der zweite Ableitanschluss 60 wird von dem dritten Steg 61c geschlossen. Dieser Zustand ist der gleiche wie der Zustand von Vorsteuerventil 7 gemäß der ersten Ausführungsform zum Regulieren des Innendrucks der zweiten Steuerkammer 17.
Wenn der Austrittsdruck Pa erreicht, bewirkt der auf die Druckaufnahmefläche 61f des ersten Steges 61a über den ersten Verbindungskanal 35 wirkende Öldruck, dass sich der Schieber 61 gegen die Federkraft von Ventilfeder 63 an die in 16B gezeigte Position nach unten bewegt. In diesem Zustand hält der erste Steg 61a das erste Verbindungsloch 14 offen, schließt den ersten Ableitanschluss 59 und öffnet das Ende 35b des ersten Verbindungskanals 35. Daher ist das erste Verbindungsloch 14 mit dem ersten Verbindungskanal 35 verbunden, und der Austrittsdruck wird in die erste Steuerkammer 16 eingeleitet. In diesem Fall ist der wirkende Druck aufgrund der Federkraft der ersten Schraubenfeder 27 höher als oder genauso hoch wie der Betriebsdruck Pa'. Daher beginnt sich der Nockenring 5 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen. Dann wird der Öldruck wie bei dem oben beschriebenen Betrieb von Vorsteuerventil 7 so reguliert, dass der Austrittsdruck Pa entspricht.
Daher hat der Austrittsdruck Pa zu diesem Zeitpunkt eine im Wesentlichen konstante Druck-Kennlinie, wie dies mit einer Strich-Punkt-Linie in 10 dargestellt ist.
Wenn die Öltemperatur des Motors hoch ist, wirkt der Austrittsdruck in der zweiten Steuerkammer 17 wie bei der ersten Ausführungsform. Wenn der Austrittsdruck Pe erreicht, schließt der zweite Steg 61b, wie in 16C gezeigt, den Verbindungskanal 36, und der dritte Steg 61c öffnet den zweiten Ableitanschluss 60 und verbindet den zweiten Ableitanschluss 50 mit dem zweiten Verbindungskanal 37, so dass der Öldruck in der zweiten Steuerkammer 17 wie bei der ersten Ausführungsform abgeleitet und reguliert wird.
Daher können mit der vierten Ausführungsform ähnliche Funktionen und Effekte wie in der ersten Ausführungsform geschaffen werden. In der ersten Ausführungsform wird der Austrittsdruck nach einem Beginn der Funktion von Nockenring 5 aufgrund des Einflusses der Federkonstanten der ersten und der zweiten Schraubenfeder 27 und 28 allmählich auf den Austrittsdruck Pa erhöht. In der vierten Ausführungsform wird jedoch, wie oben erwähnt, der Austrittsdruck durch Vorsteuerventil 7 konstant auf Pa reguliert, so dass ein Anstieg des Öldrucks verhindert wird und der Energieverbrauch reduziert wird.
Fünfte Ausführungsform
17 und 18 zeigen eine Verstellpumpe gemäß einer fünften Ausführungsform. Die erste Steuerkammer 16 und die zweite Steuerkammer 17 sind an der oberen Seite nebeneinander so ausgebildet, dass sich der Drehbolzen 10 nicht zwischen der ersten und der zweiten Steuerkammer 16 und 17 befindet.
Des Weiteren wird die erste Schraubenfeder zum Ausüben der Federkraft in der Richtung, in der die Exzentrizität von Nockenring 5 zunimmt, durch eine äußere und eine innere Feder 27a und 27b gebildet. Die äußere Schraubenfeder 27a, die einen größeren Wicklungsdurchmesser hat, ist zwischen unteren Anschlagflächen von Halteabschnitten 24b und 24b, die an dem oberen Ende der ersten Federkammer 24 nach innen aufeinander zu vorstehen, und einer Bodenfläche 24a von Federkammer 24 angeordnet, und erhält im Voraus einen Feder-Solldruck. Die innere Schraubenfeder 27, die einen kleineren Wicklungsdurchmesser hat, ist zwischen dem erhabenen Abschnitt bzw. Vorsprung 23c, der von der unteren Fläche des Arms 23 vorsteht, und der Bodenfläche 24a von Federkammer 24 angeordnet und erhält im Voraus einen Solldruck.
Da die erste und die zweite Steuerkammer 16 und 17 an der gleichen Seite ausgebildet sind, bewirkt der in der ersten oder/und der zweiten Steuerkammer 16 und 17 wirkende Druck eine Verringerung der Exzentrizität von Nockenring 5 sowie eine Verringerung des Pumpvolumens.
Der Betriebsdruck, bei dem Drehung von Nockenring 5 entgegen dem Uhrzeigersinn gegen die Federkräfte der zwei Schraubenfedern 27a und 27b beginnt, wird niedriger, wenn der Öldruck auf beide Kammern wirkt, und dadurch wird eine Kraft des Öldrucks erhöht. Der Betriebsdruck wird höher, wenn der Öldruck nur auf eine der Steuerkammern wirkt.
Bei diesem Beispiel der fünften Ausführungsform ist der erste Betriebsdruck auf Pa in 10 eingestellt, wenn der Öldruck in beide Steuerkammern 16 und 17 eingeleitet wird. Der erste Betriebsdruck ist auf Pc eingestellt, wenn der Öldruck nur in die erste Steuerkammer 16 eingeleitet wird.
Der Drehbolzen 10 wird weggelassen. Stattdessen ist der Nockenring 5 integral mit einem Drehvorsprung 5d ausgebildet, der von dem Außenumfang nach außen vorsteht und der in eine Drehnut 1e eingesetzt ist, die in Pumpengehäuse 1 ausgebildet ist. Nockenring 5 kann entgegen dem Uhrzeigersinn und im Uhrzeigersinn um eine Drehachse herum gedreht werden, die durch den Drehvorsprung 5d und die Drehnut 18 gebildet wird.
Der Hydraulikkreis und der Aufbau des wärmeempfindlichen Ventils 6 sowie des Vorsteuerventils 7 sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.
Die Verstellpumpe gemäß der fünften Ausführungsform wird wie im Folgenden beschrieben betrieben. 17 zeigt einen Anfangszustand beim Starten des Motors (der Pumpe).
Wenn der Öldruck auf die erste und die zweite Steuerkammer 16 und 17 wirkt und Nockenring 5 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, wird in einem frühen Stadium der Bewegung zunächst nur die innere Schraubenfeder 27b zusammengedrückt. Wenn sich der untere Vorsprung 23c von Arm 23 jedoch durch den Zwischenraum zwischen den Halteabschnitten 24b und 24b nach unten bewegt, schlägt der untere Vorsprung 23c, durch die Halteabschnitte 24b, 24b eingeschränkt, an dem oberen Ende der äußeren Schraubenfeder 27a an. Da die äußere Schraubenfeder 27a oben erwähnten Feder-Solldruck aufweist, hängen, wie bei der ersten Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, die Verschiebung von Nockenring 5 und der Federdruck zusammen. Die Öldruck-Kennlinie hat wie bei der ersten Ausführungsform die mit einer durchgehenden Linie in 10 gezeigte Form.
Wenn die Öltemperatur einer vorgegebenen Temperatur entspricht, unterbricht das wärmeempfindliche Ventil 6, wie in 18 gezeigt, die Verbindung zwischen Abzweigkanal 29 und der zweiten Steuerkammer 17 und leitet das Öl in der zweiten Steuerkammer 17 über Vorsteuerventil 7 ab. In diesem Fall hat die Öldruck-Kennlinie eine Form, wie sie mit einer unterbrochenen Linie Pa-Pe in 10 dargestellt ist. Wenn der Austrittsdruck Pe erreicht, wird das Vorsteuerventil 7 betätigt, und die zweite Steuerkammer 17 wird von der Verbindung mit dem Ableitanschluss zur Verbindung mit Abzweigkanal 29 umgestellt. Daher wird der Ableitdruck wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform auf Pe reguliert.
Abgewandelte Beispiele
19 zeigt eine Verstellpumpe in einem abgewandelten Beispiel. In dem Pumpen-Hauptkörper ist die zweite Schraubenfeder weggelassen, und es wird nur die erste Schraubenfeder eingesetzt. Die erste und die zweite Steuerkammer 16 und 17 sind wie bei der ersten Ausführungsform an der oberen bzw. unteren Seite von Drehbolzen 10 ausgebildet.
Das Vorsteuerventil ist weggelassen, und in dem Hydraulikkreis wird nur das wärmeempfindliche Ventil 6 eingesetzt. Das wärmeempfindliche Ventil 6 ist so eingerichtet, dass es die Ölkanäle so umstellt, dass die Ölzuleitung und die Ölableitung der zweiten Steuerkammer 17 umgestellt werden.
Daher stellt das wärmeempfindliche Ventil 7 die Ölkanäle in Abhängigkeit von der Öltemperatur so um, dass der Austrittsdruck oder der niedrigere Druck, der durch das Ableiten erzeugt wird, als der Druck der zweiten Steuerkammer 17 ausgewählt wird, und ermöglicht es so, zwei unterschiedliche Öldruck-Kennlinien des Betriebsöldrucks zu erzeugen.
Bei diesem abgewandelten Beispiel ist es nicht möglich, die präzise Steuerung des Drucks in der zweiten Druckkammer 17 mit dem Vorsteuerventil durchzuführen. Jedoch wird der Aufbau der Verstellpumpe vereinfacht, so dass der Herstellungsprozess erleichtert wird und es möglich ist, die Effizienz der Produktion zu verbessern und die Herstellungskosten zu reduzieren.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Aufbau des Pumpen-Hauptkörpers, des wärmeempfindlichen Ventils 6 und des Vorsteuerventils 7 in den dargestellten Beispielen beschränkt. Verschiedene Veränderungen und Abwandlungen sind innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung möglich.
Anstelle der Wachspellets in dem wärmeempfindlichen Ventil 6 kann ein Element eingesetzt werden, das in der Lage ist, eine Temperaturänderung in eine Verschiebung oder Verformung umzuwandeln, so beispielsweise eine Formgedächtnislegierung und ein Bimetall.
Gemäß einem (ersten) Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Verstellpumpe einen Grundaufbau, der einen Rotor, eine Vielzahl von Flügeln, die verschiebbar in einem Außenumfang des Rotors aufgenommen sind, einen Nockenring, der eine Innenumfangsfläche enthält, die den Rotor und die Flügel umschließt, der eine Mittellinie hat, die exzentrisch zu einer Drehachse des Rotors ist und der eine Vielzahl von Betriebs-Ölkammern bzw. Pumpkammern bildet und so eingerichtet ist, dass er sich bewegt, um eine Exzentrizität zu ändern und damit ein Pumpenvolumen zu ändern, einen Ansaugabschnitt bzw. -anschluss, der sich in einem Volumenzunahme-Bereich, in dem bei Drehung des Rotors Volumina der Betriebs-Ölkammern zunehmen, in die Betriebs-Ölkammern hinein öffnet, einen Austrittsabschnitt bzw. -anschluss, der sich in einem Volumenabnahme-Bereich, in dem bei Drehung des Rotors die Volumina der Betriebs-Ölkammern abnehmen, in die Betriebs-Ölkammern hinein öffnet, einen Drückmechanismus, der so eingerichtet ist, dass er eine Drückkraft in einer exzentrischen Richtung auf den Nockenring ausübt, eine erste Steuerkammer, die so eingerichtet ist, dass sie ein aus dem Austrittsabschnitt austretendes Öl aufnimmt und auf den Nockenring eine Kraft in einer Richtung ausübt, in der die Exzentrizität abnimmt, eine zweite Steuerkammer, die so eingerichtet ist, dass sie das aus dem Austrittsabschnitt austretende Öl aufnimmt und auf den Nockenring eine Kraft in einer Richtung ausübt, in der die Exzentrizität zunimmt, einen wärmeempfindlichen Mechanismus, der die zweite Steuerkammer entsprechend einer Öltemperatur mit dem Austrittsabschnitt oder mit einem Niedrigdruck-Abschnitt verbindet, sowie ein Steuerventil umfasst, das von einem Austrittsdruck des Austrittsabschnitts betätigt wird und einen Druck in der zweiten Steuerkammer verringert, wenn der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts höher wird als oder genauso hoch wie ein vorgegebener Druck.
Gemäß den dargestellten Ausführungsformen und Varianten der vorliegenden Erfindung können die folgenden technischen Konzepte bzw. Ideen zusätzlich zu dem oben dargestellten Grundaufbau hergeleitet werden.
Gemäß einem technischen Konzept ”a” enthält der wärmeempfindliche Mechanismus ein wärmeempfindliches Element, das so eingerichtet ist, dass es in Abhängigkeit von einer Öltemperatur arbeitet, und ein Ventilelement, das (ein Ziel einer) Verbindung der zweiten Steuerkammer in Abhängigkeit von einer Funktionsposition des wärmeempfindlichen Elementes zwischen dem Austrittsabschnitt und dem Niedrigdruck-Abschnitt umstellt.
Gemäß einem technischen Konzept ”b” ist das wärmeempfindliche Element so eingerichtet, dass es die zweite Steuerkammer über das Ventilelement mit dem Austrittsabschnitt verbindet, wenn die Öltemperatur höher ist als oder genauso hoch wie eine vorgegebene Temperatur, und die zweite Steuerkammer mit dem Niedrigdruck-Abschnitt verbindet, wenn die Öltemperatur niedriger ist als die vorgegebene Temperatur.
Gemäß einem technischen Konzept ”c” ist das Steuerventil so eingerichtet, dass es durch Ausübung eines Austrittsdrucks des Austrittsabschnitts eine Verbindungsfläche (bzw. eine Strömungs-Durchlassfläche bzw. -größe) der Verbindung von dem Austrittsabschnitt zu der zweiten Steuerkammer verkleinert und eine Verbindungsfläche (bzw. eine Strömungs-Durchlassfläche bzw. -größe) der Verbindung von der zweiten Steuerkammer zu dem Niedrigdruck-Abschnitt vergrößert.
Gemäß einem technischen Konzept ”d” ist das Steuerventil so eingerichtet, dass es Verbindung zwischen dem Austrittsabschnitt und der zweiten Steuerkammer unterbricht, wenn das Steuerventil betätigt und an eine vorgegebene Position gebracht wird.
Gemäß einem technischen Konzept ”e” ist das Steuerventil so eingerichtet, dass es Funktion bei einem Druck beginnt, der niedriger ist als ein Austrittsdruck des Austrittsabschnitts, bei dem sich der Nockenring gegen die Drückkraft des Drückmechanismus zu bewegen beginnt, wenn der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts nur auf die erste Steuerkammer ausgeübt wird und die Exzentrizität zwischen der Drehachse des Rotors und dem Mittelpunkt der Innenumfangsfläche des Nockenrings auf oder unter dem vorgegebenen Wert liegt.
Gemäß einem technischen Konzept ”f” ist das Steuerventil so eingerichtet, dass es arbeitet, wenn in einem Zustand, in dem der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts sowohl in die erste als auch die zweite Steuerkammer eingeleitet wird und die Exzentrizität zwischen der Drehachse des Rotors und der Mittellinie der Innenumfangsfläche des Nockenrings am größten (oder größer als ein vorgegebener Wert) ist, der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts höher ist als oder genauso hoch wie ein vorgegebener Druck.
Gemäß einem technischen Konzept ”g” ist zwischen dem Steuerventil und der zweiten Steuerkammer eine Verengung bzw. Drossel vorhanden, und das Steuerventil ist so eingerichtet, dass es entsprechend dem Austrittsdruck des Austrittsabschnitts einen Druck in der Verengung und der zweiten Steuerkammer zu dem Niedrigdruck-Abschnitt austreten lässt.
Gemäß einem technischen Konzept ”h” ist ein erstes Federelement des Drückmechanismus so eingerichtet, dass es den Nockenring in der Richtung drückt, in der die Exzentrizität zwischen der Drehachse des Rotors und der Mittellinie der Innenumfangsfläche des Nockenrings zunimmt, und ist ein zweites Federelement so eingerichtet, dass es den Nockenring in der Richtung drückt, in der die Exzentrizität abnimmt.
Gemäß einem technischen Konzept ”i” sind die erste und die zweite Steuerkammer an einer Außenumfangsfläche des Nockenrings (radial zwischen dem Nockenring und einem Pumpengehäuse 1) ausgebildet.
Gemäß einem technischen Konzept ”j” wird Verbindung zwischen der zweiten Steuerkammer und dem Niedrigdruck-Abschnitt unterbrochen, wenn der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts nicht auf das Steuerventil ausgeübt wird.
Gemäß einem weiteren (zweiten) Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Verstellpumpe einen Grundaufbau, der ein eine Pumpe bildendes Element (wie beispielsweise einen Rotor), das so eingerichtet ist, dass es Volumina einer Vielzahl von Betriebs-Ölkammern bzw. Pumpkammern ändert, um ein Öl über einen Ansaugabschnitt bzw. -anschluss anzusaugen und das Öl über einen Austrittsabschnitt bzw. -anschluss austreten zu lassen, einen Änderungsmechanismus, der ein bewegliches Element (wie beispielsweise einen Nockenring) enthält, das ein Pumpvolumen ändert, einen Drückmechanismus (der ein Drückelement, wie beispielsweise ein erstes und ein zweites Federelement enthält), der so eingerichtet ist, dass er auf das bewegliche Element (wie beispielsweise den Nockenring) eine Drückkraft ausübt, um die Volumenänderung der Betriebs-Ölkammern zu vergrößern, die sich in dem Austrittsabschnitt öffnen, oder das bewegliche Element in einer exzentrischen Richtung (in der eine Exzentrizität des beweglichen Elementes (des Nockenrings) zunimmt) zu bewegen, eine erste Steuerkammer, die so eingerichtet ist, dass sie ein von dem Austrittsabschnitt austretendes Öl aufnimmt und auf das bewegliche Element eine Kraft in einer Richtung ausübt, in der die Volumenänderung der Betriebsölkammern abnimmt, die sich in dem Austrittsabschnitt öffnen, oder die Exzentrizität abnimmt, eine zweite Steuerkammer, die so eingerichtet ist, dass sie das aus dem Austrittsabschnitt austretende Öl aufnimmt und auf das bewegliche Element eine Kraft in einer Richtung ausübt, in der die Volumenänderung der Betriebs-Ölkammern zunimmt, die sich in dem Austrittsabschnitt öffnen, oder die Exzentrizität zunimmt, sowie einen wärmeempfindlichen Mechanismus umfasst, der Verbindung der zweiten Steuerkammer zwischen dem Austrittsabschnitt und einem Niedrigdruck-Abschnitt in Abhängigkeit von einer Öltemperatur umstellt und die auf den Nockenring in der Richtung ausgeübte Kraft verringert, in der die Exzentrizität abnimmt, wenn die Öltemperatur höher ist als eine vorgegebene Temperatur. Die Verstellpumpe kann des Weiteren ein Steuerventil umfassen, das durch einen Austrittsdruck des Austrittsabschnitts betätigt wird und die Kraft erhöht, die auf den Nockenring in der Richtung ausgeübt wird, in der die Exzentrizität abnimmt, indem ein Druck in der zweiten Steuerkammer reguliert wird, wenn der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts höher wird als oder genauso hoch wie ein vorgegebener Druck. Der Drückmechanismus kann des Weiteren so eingerichtet sein, dass er eine Niedrigdruck-Kennlinie und eine Hochdruck-Kennlinie mechanisch herstellt.
Gemäß den dargestellten Ausführungsformen und Varianten der vorliegenden Erfindung können zusätzlich zu dem oben beschriebenen Grundaufbau des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung im Folgenden aufgeführte technische Konzepte bzw. Ideen hergeleitet werden.
Gemäß einem technischen Konzept ”k” enthält das Steuerventil einen Schieber, der in einer Gleitbohrung verschoben werden kann und der einen ersten Endabschnitt, der eine Druckaufnahmefläche enthält, die den Druck des Austrittsabschnitts aufnimmt, sowie einen zweiten Endabschnitt enthält, auf den ein Drückelement (wie beispielsweise eine Ventilfeder) drückt und der in einem Niedrigdruckzustand gehalten wird, wobei die Gleitbohrung mit einer Öffnung eines ersten Anschlusses, der mit der zweiten Steuerkammer verbunden ist, sowie einer Öffnung eines zweiten Anschlusses versehen ist, der über den wärmeempfindlichen Mechanismus mit der zweiten Steuerkammer verbunden ist, und der Schieber so eingerichtet ist, dass er eine Öffnungsfläche des ersten Anschlusses vergrößert und eine Öffnungsfläche des zweiten Anschlusses verkleinert, indem er sich gegen eine Drückkraft des Drückelementes (über einem vorgegebenen Wert oder, wenn ein Maß der Bewegung des Schiebers genauso groß ist wie oder größer als ein vorgegebenes Maß) bewegt.
Gemäß einem technischen Konzept ”l” ist das Steuerventil so eingerichtet, dass es die Öffnung des zweiten Anschlusses schließt, wenn die Öffnung des ersten Anschlusses geöffnet wird.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf einer am 17. Juli 2013 eingereichten früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-148098 . Der gesamte Inhalt dieser japanischen Patentanmeldung wird hiermit durch Verweis einbezogen.
Obwohl die Erfindung oben unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Abwandlungen und Varianten der oben beschriebenen Ausführungsformen ergeben sich für den Fachmann angesichts der oben aufgeführten Lehren. Der Schutzumfang der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Patentansprüche definiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2011-111926 [0002]
US 2011/0123379 A1 [0002]
JP 2013-148098 [0169]

Claims

Verstellpumpe für einen Verbrennungsmotor zum Zuführen eines Öls zu einer hydraulischen variablen Ventilbetätigungsvorrichtung, einer Ölstrahldüse und einem Kurbelwellenlager, wobei sie umfasst: einen Rotor, der so eingerichtet ist, dass er von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird; eine Vielzahl von Flügeln, die verschiebbar in einem Außenumfang des Rotors aufgenommen sind; einen Nockenring, der eine Innenumfangsfläche enthält, die den Rotor und die Flügel umschließt, der eine Mittellinie hat, die exzentrisch zu einer Drehachse des Rotors ist und der eine Vielzahl von Betriebs-Ölkammern bildet und so eingerichtet ist, dass er sich bewegt, um eine Exzentrizität zu ändern und damit ein Pumpenvolumen zu ändern; einen Ansaugabschnitt, der sich in einem Volumenzunahme-Bereich, in dem Volumina der Betriebs-Ölkammern bei Drehung des Rotors zunehmen, in die Betriebs-Ölkammern hinein öffnet; einen Austrittsabschnitt, der sich in einem Volumenabnahme-Bereich, in dem bei Drehung des Rotors die Volumina der Betriebs-Ölkammern abnehmen, in die Betriebs-Ölkammern hinein öffnet; einen Drückmechanismus, der ein erstes und ein zweites Federelement enthält, die entsprechende Federkräfte aufweisen, und der so eingerichtet ist, dass er mit einer durch das erste und das zweite Federelement erzeugten Federkraft eine Drückkraft in einer exzentrischen Richtung auf den Nockenring ausübt und die Drückkraft des ersten und des zweiten Federelementes schrittweise erhöht, wenn der Nockenring von einer Position maximaler Exzentrizität aus in einer konzentrischen Richtung gedreht wird und eine Exzentrizität des Nockenrings kleiner wird als oder genauso groß wie ein vorgegebener Wert; eine erste Steuerkammer, die so eingerichtet ist, dass sie ein aus dem Austrittsabschnitt austretendes Öl aufnimmt und auf den Nockenring eine Kraft in einer Richtung ausübt, in der die Exzentrizität abnimmt; eine zweite Steuerkammer, die so eingerichtet ist, dass sie das aus dem Austrittsabschnitt austretende Öl aufnimmt und auf den Nockenring eine Kraft, die kleiner ist als die durch die erste Steuerkammer erzeugte Kraft, in einer Richtung ausübt, in der die Exzentrizität zunimmt; einen wärmeempfindlichen Mechanismus, der die zweite Steuerkammer in einem Zustand höherer Öltemperatur mit dem Austrittsabschnitt verbindet und die zweite Steuerkammer in einem Zustand niedriger Öltemperatur mit einem Niedrigdruck-Abschnitt verbindet; sowie ein Steuerventil, das durch einen Austrittsdruck des Austrittsabschnitts betätigt wird und einen Druck in der zweiten Steuerkammer verringert, wenn der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts höher wird als oder genauso hoch wird wie ein vorgegebener Druck.
Verstellpumpe nach Anspruch 1, wobei der wärmeempfindliche Mechanismus ein wärmeempfindliches Element, das so eingerichtet ist, dass es in Abhängigkeit von einer Öltemperatur arbeitet, und ein Ventilelement enthält, das es Verbindung der zweiten Steuerkammer in Abhängigkeit von einer Funktionsposition des wärmeempfindlichen Elementes zwischen dem Austrittsabschnitt und dem Niedrigdruck-Abschnitt umstellt.
Verstellpumpe nach Anspruch 2, wobei das wärmeempfindliche Element so eingerichtet ist, dass es die zweite Steuerkammer über das Ventilelement mit dem Austrittsabschnitt verbindet, wenn die Öltemperatur höher ist als oder genauso hoch wie eine vorgegebene Temperatur, und die zweite Steuerkammer mit dem Niedrigdruck-Abschnitt verbindet, wenn die Öltemperatur niedriger ist als die vorgegebene Temperatur.
Verstellpumpe nach Anspruch 1, wobei das Steuerventil so eingerichtet ist, dass es durch Ausübung eines Austrittsdrucks des Austrittsabschnitts eine Verbindungsfläche von dem Austrittsabschnitt mit der zweiten Steuerkammer verkleinert und eine Verbindungsfläche von der zweiten Steuerkammer mit dem Niedrigdruck-Abschnitt vergrößert.
Verstellpumpe nach Anspruch 4, wobei das Steuerventil so eingerichtet ist, dass es Verbindung zwischen dem Austrittsabschnitt und der zweiten Steuerkammer unterbricht, wenn das Steuerventil betätigt und eine maximale Betätigungsposition gebracht wird.
Verstellpumpe nach Anspruch 1, wobei das Steuerventil so eingerichtet ist, dass es Funktion bei einem Druck beginnt, der niedriger ist als ein Austrittsdruck des Austrittsabschnitts, bei dem sich der Nockenring gegen die Drückkraft des Drückmechanismus zu bewegen beginnt, die schrittweise erhöht wird, wenn der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts nur auf die erste Steuerkammer ausgeübt wird und die Exzentrizität zwischen der Drehachse des Rotors und dem Mittelpunkt der Innenumfangsfläche des Nockenrings auf oder unter dem vorgegebenen Wert liegt.
Verstellpumpe nach Anspruch 1, wobei das Steuerventil so eingerichtet ist, dass es arbeitet, wenn in einem Zustand, in dem der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts sowohl in die erste als auch die zweite Steuerkammer eingeleitet wird, und die Exzentrizität zwischen der Drehachse des Rotors und der Mittellinie der Innenumfangsfläche des Nockenrings am größten ist, der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts höher ist als oder genauso hoch wie ein vorgegebener Druck.
Verstellpumpe nach Anspruch 1, wobei zwischen dem Steuerventil und der zweiten Steuerkammer eine Verengung vorhanden ist und das Steuerventil so eingerichtet ist, dass es einen Druck in der Verengung und der zweiten Steuerkammer entsprechend dem Austrittsdruck des Austrittsabschnitts zu dem Niedrigdruck-Abschnitt austreten lässt.
Verstellpumpe nach Anspruch 1, wobei das erste Federelement des Drückmechanismus so eingerichtet ist, dass es den Nockenring in der Richtung drückt, in der die Exzentrizität zwischen der Drehachse des Rotors und der Mittellinie des Innenumfangs des Nockenrings zunimmt, und das zweite Federelement so eingerichtet ist, dass es den Nockenring in der Richtung drückt, in der die Exzentrizität abnimmt.
Verstellpumpe nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Steuerkammer an einer Außenumfangsfläche des Nockenrings ausgebildet sind.
Verstellpumpe nach Anspruch 10, wobei Verbindung zwischen der zweiten Steuerkammer und dem Niedrigdruck-Abschnitt unterbrochen wird, wenn der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts nicht auf das Steuerventil ausgeübt wird.
Verstellpumpe für einen Verbrennungsmotor, die umfasst: ein eine Pumpe bildendes Element, das so eingerichtet ist, dass es Volumina einer Vielzahl von Betriebs-Ölkammern ändert, wenn es von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, ein Öl über einen Ansaugabschnitt ansaugt und das Öl über einen Austrittsabschnitt austreten lässt; einen Änderungsmechanismus, der ein bewegliches Element enthält, das sich bewegt, um Volumenänderung der Betriebs-Ölkammern zu ändern, die sich zu dem Austrittsabschnitt öffnen; einen Drückmechanismus, der ein erstes und ein zweites Federelement enthält und so eingerichtet ist, dass er mit einer durch das erste und das zweite Federelement erzeugten Federkraft eine Drückkraft auf das bewegliche Element ausübt, durch die die Volumenänderung der Betriebs-Ölkammern zunimmt, die sich in den Austrittsabschnitt öffnen, und dass er die Drückkraft des ersten und des zweiten Federelementes schrittweise erhöht, wenn die Volumenänderung von einem Zustand maximaler Volumenänderung des beweglichen Elementes auf einen Wert abnimmt, der kleiner ist als oder genauso groß wie ein vorgegebener Wert; eine erste Steuerkammer, die so eingerichtet ist, dass sie ein aus dem Austrittsabschnitt austretendes Öl aufnimmt und auf das bewegliche Element eine Kraft in einer Richtung ausübt, in der die Volumenänderung der Betriebs-Ölkammern abnimmt, die sich in den Austrittsabschnitt öffnen; eine zweite Steuerkammer, die so eingerichtet ist, dass sie das aus dem Austrittsabschnitt austretende Öl aufnimmt und auf das bewegliche Element eine Kraft, die kleiner ist als die durch die erste Steuerkammer erzeugte Kraft, in einer Richtung ausübt, in der die Volumenänderung der Betriebs-Ölkammern abnimmt, die sich in den Austrittsabschnitt öffnen; einen wärmeempfindlichen Mechanismus, der eine Verbindungsfläche zwischen der zweiten Steuerkammer und dem Austrittsabschnitt sowie eine Verbindungsfläche zwischen der zweiten Steuerkammer und einem Niedrigdruck-Abschnitt in Abhängigkeit von einem Öltemperaturzustand steuert; und ein Steuerventil, das durch einen Austrittsdruck des Austrittsabschnitts betätigt wird und einen Druck in der zweiten Steuerkammer verringert, wenn der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts höher wird als oder genauso hoch wird wie ein vorgegebener Druck.
Verstellpumpe für einen Verbrennungsmotor, die umfasst: einen Rotor, der so eingerichtet ist, dass er von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird; eine Vielzahl von Flügeln, die verschiebbar in einem Außenumfang des Rotors aufgenommen sind; einen Nockenring, der den Rotor und die Flügel umschließt, der eine Mittellinie hat, die exzentrisch zu einer Drehachse des Rotors ist, und der eine Vielzahl von Betriebs-Ölkammern bildet und so eingerichtet ist, dass er sich bewegt, um eine Exzentrizität zu ändern und damit ein Pumpvolumen zu ändern; einen Ansaugabschnitt, der sich in einem Volumenzunahme-Bereich, in dem Volumina der Betriebs-Ölkammern bei Drehung des Rotors zunehmen, in die Betriebs-Ölkammern hinein öffnet; einen Austrittsabschnitt, der sich in einem Volumenabnahme-Bereich, in dem die Volumina der Betriebs-Ölkammern mit Drehung des Rotors abnehmen, in die Betriebs-Ölkammer hinein öffnet; einen Drückmechanismus, der ein erstes und eine zweites Federelement enthält und so eingerichtet ist, dass er mit einer durch die erste und die zweite Feder erzeugten Federkraft eine Drückkraft in einer exzentrischen Richtung auf den Nockenring ausübt und die Drückkraft schrittweise erhöht, wenn der Nockenring von einer Position maximaler Exzentrizität aus in einer konzentrischen Richtung gedreht wird und eine Exzentrizität des Nockenrings kleiner wird als oder genauso groß wie ein vorgegebener Wert; eine erste Steuerkammer, die so eingerichtet ist, dass sie ein aus dem Austrittsabschnitt austretendes Öl aufnimmt und auf den Nockenring eine Kraft in einer Richtung ausübt, in der die Exzentrizität abnimmt; eine zweite Steuerkammer, die so eingerichtet ist, dass sie das aus dem Austrittsabschnitt austretende Öl aufnimmt und eine Kraft auf den Nockenring ausübt, durch die die Exzentrizität geändert wird; einen wärmeempfindlichen Mechanismus, der Verbindung der zweiten Steuerkammer zwischen dem Austrittsabschnitt und einem Niedrigdruck-Abschnitt in Abhängigkeit von einer Öltemperatur umstellt und die Kraft verringert, die auf den Nockenring in einer Richtung ausgeübt wird, in der die Exzentrizität abnimmt, wenn die Öltemperatur hoch ist; und ein Steuerventil, das durch einen Austrittsdruck des Austrittsabschnitts betätigt wird und die Kraft erhöht, die auf den Nockenring in der Richtung ausgeübt wird, in der die Exzentrizität abnimmt, indem es einen Druck in der zweiten Steuerkammer reguliert, wenn der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts höher wird als oder genauso hoch wie ein vorgegebener Druck.
Verstellpumpe nach Anspruch 13, wobei das Steuerventil einen Schieber enthält, der in einer Gleitbohrung verschoben werden kann und der einen ersten Endabschnitt, der eine Druckaufnahmefläche enthält, die den Druck des Austrittsabschnitts aufnimmt sowie einen zweiten Endabschnitt enthält, auf den ein Drückelement drückt und der in einem Niedrigdruckzustand gehalten wird, wobei die Gleitbohrung mit einer Öffnung eines ersten Anschlusses, der mit der zweiten Steuerkammer verbunden ist, sowie einer Öffnung eines zweiten Anschlusses versehen ist, der über den wärmeempfindlichen Mechanismus mit der zweiten Steuerkammer verbunden ist, und der Schieber so eingerichtet ist, dass er eine Öffnungsfläche des ersten Anschlusses vergrößert und eine Öffnungsfläche des zweiten Anschlusses verkleinert, indem er sich gegen eine Drückkraft des Drückelementes bewegt.
Verstellpumpe nach Anspruch 14, wobei das Steuerventil so eingerichtet ist, dass es die Öffnung des zweiten Anschlusses schließt, wenn die Öffnung des ersten Anschlusses geöffnet wird.
Verstellpumpe für einen Verbrennungsmotor, die umfasst: ein eine Pumpe bildendes Element, das so eingerichtet ist, dass es Volumina einer Vielzahl von Betriebs-Ölkammern ändert, wenn es von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, ein Öl über einen Ansaugabschnitt ansaugt und das Öl über einen Austrittsabschnitt austreten lässt; einen Änderungsmechanismus, der ein bewegliches Element enthält, das sich bewegt, um Volumenänderung der Betriebs-Ölkammern zu ändern, die sich zu dem Austrittsabschnitt öffnen; einen Drückmechanismus, der ein erstes und ein zweites Federelement enthält, die sich jeweils in gespannten Zuständen befinden, und der so eingerichtet ist, dass er eine Drückkraft erzeugt, durch die das bewegliche Element in einer Richtung gedrückt wird, in der die Volumenänderung der Betriebs-Ölkammern zunimmt, die sich in den Austrittsabschnitt öffnen, und die Drückkraft schrittweise erhöht, wenn die Volumenänderung auf einen Wert abnimmt, der kleiner ist als genauso groß oder wie ein vorgegebener Wert; eine erste Steuerkammer, die so eingerichtet ist, dass sie ein aus dem Austrittsabschnitt austretendes Öl aufnimmt und auf das bewegliche Element eine Kraft in einer Richtung ausübt, in der die Volumenänderung der Betriebs-Ölkammern abnimmt, die sich in den Austrittsabschnitt öffnen; eine zweite Steuerkammer, die so eingerichtet ist, dass sie das aus dem Austrittsabschnitt austretende Öl aufnimmt und auf das bewegliche Element eine Kraft ausübt, durch die die Volumenänderung der Betriebs-Ölkammern geändert wird, die sich in den Austrittsabschnitt öffnen; einen wärmeempfindlichen Mechanismus, der eine Verbindungsfläche eines Verbindungskanals zwischen der zweiten Steuerkammer und dem Austrittsabschnitt sowie eine Verbindungsfläche eines Verbindungskanals zwischen der zweiten Steuerkammer und einem Niedrigdruck-Abschnitt in Abhängigkeit von einer Öltemperatur steuert und in einem Zustand hoher Öltemperatur eine Kraft verringert, die auf das bewegliche Element in einer Richtung ausgeübt wird, in der die Exzentrizität abnimmt; und ein Steuerventil, das durch einen Austrittsdruck des Austrittsabschnitts betätigt wird und einen Druck in der zweiten Steuerkammer reguliert und so eine Kraft erhöht, die auf das bewegliche Element in einer Richtung ausgeübt wird, in der die Exzentrizität abnimmt, wenn der Austrittsdruck des Austrittsabschnitts höher wird als oder genauso hoch wie ein vorgegebener Druck.