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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung (z.B. Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung) und einen mit dieser ausgestatteten Verbrennungsmotor. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung und einen Verbrennungsmotor, welcher mit dieser ausgestattet ist, welche die Öffnungszeit eines Ventil gemäß Betriebsbedingungen / Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors variieren kann und welche eine einfache Struktur / einen einfachen Aufbau hat.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Ein Verbrennungsmotor erzeugt Leistung durch Verbrennen von Kraftstoff in einer Brennkammer in einem Luftmedium, welches in die Brennkammer gesaugt / eingebracht wird. Einlassventile werden betätigt durch eine Nockenwelle, um die Luft einzulassen, und die Luft wird in die Verbrennungskammer eingebracht / gesaugt, während die Einlassventile geöffnet sind. Zusätzlich werden die Auslassventile durch die Nockenwelle betätigt, und Verbrennungsgas wird aus der Brennkammer ausgelassen, während die Auslassventile geöffnet sind.
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Ein optimaler Betrieb der Einlassventile und der Auslassventile hängt ab von einer Drehzahl des Verbrennungsmotors. Das heißt, ein optimaler Hub oder eine optimale Öffnen/Schließen-Zeitsteuerung der Ventile hängt von der Drehzahl des Verbrennungsmotors ab. Um einen solchen optimalen Ventilbetrieb zu erreichen in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors, sind zahlreiche Recherchen durchgeführt worden, z.B. das Konstruieren einer Mehrzahl von Nocken und eines(einer) Kontinuierlich-Variablen-Ventilhub (CVVL)(-Vorrichtung), welcher(welche) den Ventilhub gemäß einer Verbrennungsmotordrehzahl ändern kann.
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Ferner, um einen solchen optimalen Ventilbetrieb in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu erreichen, sind Untersuchungen an einer Kontinuierlich-Variable-Ventilzeitsteuerung (CWT)-Vorrichtung durchgeführt worden, welche es erlaubt, die Ventilzeitsteuerungsbetriebe in Abhängigkeit von der Verbrennungsmotordrehzahl zu variieren. Die allgemeine CWT kann die Ventilzeitsteuerung mit einer feststehenden Ventilöffnungsdauer ändern.
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Jedoch sind die allgemeine CWL und die allgemeine CWT in ihrer Struktur kompliziert und sind teuer in den Herstellungskosten.
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Aus der
DE 10 2012 106 876 A1 ist eine Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Ferner ist aus der
DE 10 2012 106 876 A1 ein Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 bekannt. Weitere Ventilvorrichtung zur variablen Ventildauersteuerung sind aus der
DE 43 20 079 C2 , der
DE 10 2008 058 982 A1 , der
DE 196 80 481 C2 , der
DE 44 19 557 C1 , der
US 2010 / 0 012 062 A1 und der
DE 24 12 330 A1 bekannt. Aus der nachveröffentlichten
DE 10 2015 120 548 A1 ist eine Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, die ferner noch folgende Ausgestaltungen aufweist: einen Steuerabschnitt, welcher selektiv den Stützhalter bewegt und Positionen der Schiebergehäuse bewegt, um die Drehmittelpunkte der inneren Halter zu ändern; einen ersten Stift, in dem ein Ringnasenschlitz ausgebildet ist, in welchen die Ringnase verschiebbar eingesetzt ist; einen zweiten Stift, in welchem ein Nockennasenschlitz ausgebildet ist, in welchen die Nockennase verschiebbar eingesetzt ist; ein erstes Schiebestiftloch und ein zweites Schiebestiftloch, in welche jeweils zugeordnet der erste Stift und der zweite Stift eingesetzt sind, sind jeweilig an einem jeweiligen inneren Halter ausgebildet; der erste Stift und der zweite Stift sind in einer Kreiszylindergestalt ausgebildet, wobei das erste Schiebestiftloch und das zweite Schiebestiftloch derart ausgebildet sind, dass der erste Stift und der zweite Stift darin rotieren können; eine Führungsvorrichtung, welche an einem Zylinderkopf angebracht ist und welche mit einem Führungsloch darin ausgebildet ist; und ein Führungsvorsprung ist an dem Schiebergehäuse ausgebildet, wobei der Führungsvorsprung in das Führungsloch eingesetzt ist, und wobei das Führungsloch Bewegungen des Führungsvorsprungs führt. Aus der nachveröffentlichten
DE 10 2015 120 548 A1 ist ferner ein Verbrennungsmotor mit einer dementsprechenden Ausgestaltung bekannt. Weitere Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtungen und Verbrennungsmotoren entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. 7 sind aus der nachveröffentlichten
DE 10 2015 120 379 A1 und der nachveröffentlichten
DE 10 2015 119 770 A1 bekannt. Eine weitere Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung und ein weiterer Verbrennungsmotor sind aus der nachveröffentlichten
DE 10 2015 120 784 A1 bekannt.
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Erläuterung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung (Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung) und einen mit dieser ausgestatteten Verbrennungsmotor bereitzustellen, welche eine Öffnungsdauer eines Ventils gemäß Betriebszuständen / Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors variieren können und welche einen einfachen Aufbau hat.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 7. Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung auf: eine Nockenwelle, eine Mehrzahl von ersten Nocken und eine Mehrzahl von zweiten Nocken, welche jeweils mit einer Nockennase daran angeformt ausgebildet sind und von welchen relative Phasenwinkel (ein jeweiliger relativer Phasenwinkel) bezüglich der Nockenwelle variabel / variierbar sind, eine Mehrzahl von Drehringen, die auf der Nockenwelle montiert / angebracht sind und welche jeweils mit einer Ringnase, die daran ausgebildet ist, ausgebildet sind, eine Mehrzahl von inneren Haltern, welche eine Drehung der Nockenwelle auf die Nockennasen der ersten Nocken und der zweiten Nocken jeweilig übertragen, eine Mehrzahl von Schiebergehäusen, in welche (jeweilig) ein jeweiliger innerer Halter drehbar eingesetzt ist, ein Stützhalter, welcher die Schiebergehäuse (miteinander) verbindet, und einen Steuerabschnitt, welcher selektiv den Stützhalter bewegt und Positionen der Schiebergehäuse bewegt, um die Drehmittelpunkte der inneren Halter zu ändern (bezüglich des Drehmittelpunkts der Nockenwelle).
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Die Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung weist ferner auf einen (jeweiligen) ersten Stift, in welchem ein Ringnasenschlitz ausgebildet ist, in welchen die (jeweilige) Ringnase verschiebbar eingesetzt ist, und einen (jeweiligen) zweiten Stift, in welchem ein Nockennasenschlitz ausgebildet ist, in welchen die (jeweilige) Nockennase verschiebbar eingesetzt ist, und wobei ein erstes und ein zweites Schiebestiftloch jeweils in dem jeweiligen inneren Halter ausgebildet sind, in welche der erste Stift und der zweite Stift jeweils zugeordnet eingesetzt sind.
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Der erste Stift und der zweite Stift sind (jeweils) in einer Kreiszylindergestalt ausgebildet, und das erste Schiebestiftloch und das zweite Schiebestiftloch sind derart ausgebildet, dass der erste Stift und der zweite Stift (jeweils zugeordnet) darin rotieren können.
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Die Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung weist ferner auf eine Führungseinrichtung, welche an einem Zylinderkopf angebracht ist, an welcher / in welcher ein Führungsloch ausgebildet ist, und wobei ein (jeweiliger) Führungsvorsprung an dem (jeweiligen) Schiebergehäuse ausgebildet ist, wobei der (jeweilige) Führungsvorsprung in das (jeweilige) Führungsloch eingesetzt ist, und wobei das (jeweilige) Führungsloch Bewegungen des Führungsvorsprungs führt.
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Der Steuerabschnitt weist eine Kugelumlaufspindel auf, welche mit dem Stützhalter in Eingriff ist, und weist einen (elektrischen) Steuermotor auf, welcher die Kugelumlaufspindel selektiv rotiert.
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Teile (Abschnitte) des ersten Schiebestiftlochs und des zweiten Schiebestiftlochs können offen sein, um die Bewegungen der Ringnase und der Nockennase nicht zu behindern / zu stören.
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Die Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung kann ferner aufweisen ein (jeweiliges) Lager, welche zwischen das (jeweilige) Schiebergehäuse und den (jeweiligen) inneren Halter eingesetzt ist.
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Die Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung kann ferner aufweisen ein Kugelumlauflager (z.B. Gewindespindellager), welches an dem Stützhalter angebracht ist zum drehbaren Stützen der Kugelumlaufspindel.
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Die Nockenwelle und der (jeweilige) Drehring können durch einen (jeweiligen) Verbindungsstift miteinander verbunden sein.
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Die Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung kann weiter aufweisen einen Abstandshalter, welcher an der Nockenwelle angeordnet ist zum Aufrechterhalten von Abständen / Distanzen zwischen einem Zylinder und einem (dazu) benachbarten Zylinder.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Verbrennungsmotor auf eine Nockenwelle, eine Mehrzahl von ersten Nocken und eine Mehrzahl von zweiten Nocken, an welchen jeweilig eine Nockennase ausgebildet ist und von welchen relative Phasenwinkel (bzw. ein jeweiliger relativer Phasenwinkel) bezüglich der Nockenwelle variabel sind (ist) und welche an einem zugehörigen Zylinder jeweilig angeordnet sind, eine Mehrzahl von Drehringen, die an der Nockenwelle angebracht sind und welche jeweils mit einer Ringnase daran angeformt ausgebildet sind und welche an einem korrespondierenden / zugehörigen Zylinder jeweilig angeordnet sind, eine Mehrzahl von inneren Haltern, welche die Drehung der Nockenwelle auf die Nockennasen der ersten Nocken und der zweiten Nocken jeweilig übertragen, eine Mehrzahl von Schiebergehäusen, in welche (jeweilig) ein innerer Halter drehbar eingesetzt ist, einen Stützhalter, welcher die Schiebergehäuse (miteinander) verbindet, und einen Steuerabschnitt, welcher selektiv den Stützhalter bewegt und Positionen der Schiebergehäuse bewegt, um Drehmittelpunkte der inneren Halter zu ändern.
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Der Verbrennungsmotor weist ferner auf einen (jeweiligen) ersten Stift, in welchem ein Ringnasenschlitz ausgebildet ist, in welchem die (jeweils zugeordnete) Ringnase verschiebbar eingesetzt ist, und einen (jeweiligen) zweiten Stift, in welchem ein Nockennasenschlitz ausgebildet ist, in welchen die (jeweils zugeordnete) Nockennase verschiebbar eingesetzt ist, und wobei ein (jeweiliges) erstes und ein (jeweiliges) zweites Schiebestiftloch in dem jeweiligen inneren Halter ausgebildet sind, in welche der (jeweilige) erste Stift und der (jeweilige) zweite Stift jeweilig eingesetzt sind.
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Der (jeweilige) erste Stift und der (jeweilige) zweite Stift sind in einer Kreiszylindergestalt ausgebildet, und das (jeweilige) erste Schiebestiftloch und das (jeweilige) zweite Schiebestiftloch sind derart ausbildet, dass der erste Stift und der zweite Stift (jeweils zugeordnet) darin rotieren können.
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Der Verbrennungsmotor weist ferner auf eine (jeweilige) Führungseinrichtung, welche an einem Zylinderkopf angebracht ist, in welcher ein (jeweiliges) Führungsloch ausgebildet ist, und wobei ein (jeweiliger) Führungsvorsprung an dem (jeweiligen) Schiebergehäuse ausgebildet ist, wobei der (jeweilige) Führungsvorsprung in das (jeweilige) Führungsloch eingesetzt ist und wobei das (jeweilige) Führungsloch Bewegungen des (jeweils zugeordneten) Führungsvorsprungs führt.
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Der Steuerabschnitt weist auf eine Kugelumlaufspindel, welche mit dem Stützhalter in Eingriff ist, und einen Steuermotor (z.B. einen elektrischen Steuermotor), welcher die Kugelumlaufspindel selektiv rotiert.
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Teile / Abschnitte des (jeweiligen) ersten Schiebestiftlochs und des (jeweiligen) zweiten Schiebestiftlochs können offen sein, um Bewegungen der (jeweiligen) Ringnase und der (jeweiligen) Nockennase nicht zu behindern.
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Der Verbrennungsmotor kann ferner aufweisen ein (jeweiliges) Lager, welches zwischen das (jeweilige) Schiebergehäuse und den (jeweiligen) inneren Halter eingesetzt ist.
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Der Verbrennungsmotor kann ferner aufweisen ein Kugelumlauflager (z.B. Spindellager), welches an dem Stützhalter angebracht ist, um die Kugelumlaufspindel drehbar zu halten.
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Die Nockenwelle und der (jeweilige) Drehring können durch einen (jeweiligen) Verbindungsstift (miteinander) verbunden sein.
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Der Verbrennungsmotor kann ferner aufweisen einen Abstandshalter, welcher an der Nockenwelle angeordnet ist zum Aufrechterhalten von Abständen zwischen einem Zylinder und einem (dazu) benachbarten Zylinder.
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Wie oben beschrieben kann eine Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Öffnungsdauer eines Ventils gemäß Betriebszuständen / Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors variieren und weist eine einfache Struktur / einen einfachen Aufbau auf.
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Die Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in ihrer Größe reduziert sein, und daher kann die Gesamthöhe eines Ventilzugs reduziert sein / werden.
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Da die Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung an einem existierenden Verbrennungsmotor ohne exzessive Modifikation (desselben) verwendet werden kann, kann die Produktivität verbessert werden und können die Produktionskosten reduziert werden.
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Die Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche ersichtlich werden und im Detail weiter dargelegt sind in den begleitenden Zeichnungen, welche hierin mit einbezogen sind, und der nachfolgenden Detailbeschreibung, welche zusammen dazu dienen, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbrennungsmotors, der mit einer Kontinuierlich-Variablen-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist.
- 2 ist eine partielle perspektivische Explosionsansicht eines Verbrennungsmotors, der mit einer Kontinuierlich-Variablen-Ventildauer-Vorrichtung ausgestattet ist gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie III-III von 1.
- 4 ist eine partielle perspektivische Ansicht einer Kontinuierlich-Variablen-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine partielle perspektivische Explosionsansicht einer Kontinuierlich-Variablen-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 6 ist eine partielle Querschnittansicht entlang der Linie VI-VI von 4.
- 7 ist eine Darstellung, welche Bewegungen eines Schiebergehäuses zeigt, welches für eine Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
- 8 und 9 sind Darstellungen, welche mechanische Bewegungen von Nocken einer Kontinuierlich-Variablen-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
- 10 ist ein Graph eines Ventil-(Öffnungszeitdauer)-Profils einer Kontinuierlich-Variablen-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Es ist zu verstehen, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine teilweise vereinfachte Darstellung der diversen Merkmale bilden, die für die Grundprinzipien der Erfindung illustrativ sind. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin offenbart, einschließlich z.B. spezifischen Dimensionen, Orientierungen, Positionen und Gestalten, werden teilweise durch die besonders vorgesehene Verwendung und die Verwendungsumgebung bestimmt werden.
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In den Figuren werden gleiche oder wesensgleiche Teile der vorliegenden Erfindung über die gesamten Figuren der Zeichnungen hinweg durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.
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Detailbeschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug genommen auf zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von welcher Beispiele in den begleitenden Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen beschrieben wird, ist zu verstehen, dass die vorliegende Beschreibung nicht vorgesehen ist, die Erfindung auf diese exemplarischen Ausführungsformen einzuschränken. Im Gegenteil ist die Erfindung vorgesehen, nicht nur diese exemplarischen Ausführungsformen zu umfassen, sondern auch diverse Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, welche innerhalb des Umfangs der Erfindung, der durch die angehängten Ansprüche definiert ist, liegen.
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In der folgenden Detailbeschreibung werden nur einige exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben, nur der Vereinfachung der Darstellung wegen.
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Der Fachmann erkennt aber, dass die beschriebenen Ausführungsformen in diverser unterschiedlicher Weise modifiziert werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Ein Teil, der für die Beschreibung (der Erfindung) irrelevant ist, wird weggelassen, um die vorliegende Erfindung klarer zu beschreiben, und gleiche oder ähnliche Elemente werden durch die gleichen Bezugszeichen über die Beschreibung hinweg bezeichnet.
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In den Zeichnungen sind mitunter die Dicken von Schichten, Filmen, Paneelen, Bereichen aus Klarheitsgründen vergrößert dargestellt.
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Über die Beschreibung und die Ansprüche hinweg, wenn nicht explizit anders beschrieben, werden die Worte „aufweisen“ und Variationen davon wie z.B. „weist auf“ oder „aufweisend“ verstanden als die damit in Verbindung stehenden Elemente aufweisend, aber nicht weitere Elemente ausschließend.
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Eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erläutert.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbrennungsmotors, welcher mit einer Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist, 2 ist eine partielle perspektivische Explosionsansicht eines Verbrennungsmotors, der mit einer Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist, und 3 ist eine Querschnittansicht entlang von Linie III-III von 1.
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4 ist eine partielle perspektivische Ansicht einer Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 5 ist eine partielle perspektivische Explosionsansicht einer Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 6 ist eine partielle Querschnittansicht entlang Linie VI-VI von 4.
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Mit Bezug auf die 1 bis 6 weist ein Verbrennungsmotor gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf: einen Motorblock 1, einen Zylinderkopf 10, der an dem Motorblock 1 angebracht ist, und eine Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung, welche an dem Zylinderkopf 10 angebracht ist.
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In den Zeichnungen weist der Verbrennungsmotor vier Zylinder 211, 212, 213 und 214 auf; die Erfindung ist hierauf jedoch nicht eingeschränkt.
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Die Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung weist auf eine Nockenwelle 30, eine Mehrzahl von ersten Nocken 71 und eine Mehrzahl von zweiten Nocken 73, welche jeweils eine Nockennase 72 und 74 daran ausgebildet haben und von denen relative Phasenwinkel bezüglich der Nockenwelle 30 variierbar / variabel sind, eine Mehrzahl von Drehringen 60, welche an der Nockenwelle 30 angebracht sind und welche jeweils mit einer Ringnase 62 daran ausgebildet sind, eine Mehrzahl von inneren Haltern 80, welche eine Drehung der Nockenwelle 30 zu den Nockennasen 72 und 74 der ersten Nocken 71 und der zweiten Nocken 73 (jeweilig) übertragen, eine Mehrzahl von Schiebergehäusen 90, welche jeweilig in einen jeweils zugehörigen inneren Halter 80 drehbar eingesetzt sind, einen Stützhalter 96, der die Schiebergehäuse 90 (miteinander) verbindet, und einen Steuerabschnitt 100, welcher selektiv den Stützhalter 96 bewegt und Positionen der Schiebergehäuse 90 bewegt, um die Drehmittelpunkte der inneren Halter 80 zu ändern.
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Die Nockenwelle 30 kann eine Einlassnockenwelle und/oder eine Auslassnockenwelle sein.
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In den Zeichnungen sind der erste und der zweite Nocken 71 und 73 angeordnet, um die Ventile 200 als ein Paar zu öffnen, aber die Erfindung ist hierauf nicht eingeschränkt.
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Die Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung kann ferner aufweisen erste Stifte 82 mit einem (jeweilig) darin ausgebildeten Ringnasenschlitz 81, wobei jede Ringnase 62 in einen jeweils zugehörigen Ringnasenschlitz 81 verschiebbar (z.B. gleitend verschiebbar) eingesetzt ist, und zweite Stifte 84, in welchen jeweils ein Nockennasenschlitz 83 ausgebildet ist, in welchen jede Nockennase 72 und 74 jeweils zugehörig / zugeordnet verschiebbar (z.B. gleitend verschiebbar) eingesetzt ist. Ein erstes Schiebestiftloch 86 und ein zweites Schiebestiftloch 88, in welchen jeweils zugeordnet der erste Stift 82 und der zweite Stift 84 eingesetzt sind, sind jeweils an einem jeweiligen inneren Halter 80 ausgebildet.
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Ein Nockenwellenloch 32 und ein Drehringloch 64 sind in der Nockenwelle 30 (einem jeweiligen Drehring 60 zugeordnet) ausgebildet, und ein (jeweiliger) Verbindungsstift 66 ist in das (jeweilige) Nockenwellenloch 32 und das Drehringloch 64 eingesetzt, um die Nockenwelle 30 mit den Drehringen 60 (jeweils) zu verbinden.
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Der (jeweilige) erste Stift 82 und der (jeweilige) zweite Stift 84 sind in einer Kreiszylindergestalt ausgebildet, und das (jeweilige) erste Schiebestiftloch 86 und das (jeweilige) zweite Schiebestiftloch 88 sind derart ausgebildet, dass der (jeweilige) erste Stift 82 und der (jeweilige) zweite Stift 84 darin rotieren können. Da der (jeweilige) erste Stift 82, der (jeweilige) zweite Stift 84, das (jeweilige) erste Schiebestiftloch 86 und das (jeweilige) zweite Schiebestiftloch 88 in einer Kreiszylindergestalt ausgebildet sind, kann Verschleißwiderstand darin verringert / vermieden werden.
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Auch kann die Produktivität erhöht werden durch (die) einfachen Gestalten / Gestaltungen des (jeweiligen) ersten Stifts 82, des (jeweiligen) zweiten Stifts 84, des (jeweiligen) ersten Schiebestiftlochs 86 und des (jeweiligen) zweiten Schiebestiftlochs 88.
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Teile des (jeweiligen) ersten Schiebestiftlochs 86 und des (jeweiligen) zweiten Schiebestiftlochs 88 sind offen, um Bewegungen der Ringnase 62 und der Nockennasen 72 und 74 (darin) (bzw. Bewegung des ersten Stifts 82 und des zweiten Stifts 84 darin) nicht zu behindern.
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Ein (jeweiliges) Lager 92 ist zwischen das (jeweilige) Schiebergehäuse 90 und den (jeweiligen) inneren Halter 80 eingesetzt. Daher kann die Rotation (Drehung) des (jeweiligen) inneren Halters 80 leicht erfolgen. In den Zeichnungen ist das (jeweilige) Lager 92 als ein Nadellager dargestellt; aber die Erfindung ist hierauf nicht eingeschränkt. Im Gegenteil können diverse Lager angewendet werden, wie z.B. ein Kugellager oder sonst ein Rollenlager.
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Die Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung weist ferner auf eine Führungsvorrichtung 94, welche an dem Zylinderkopf 10 angebracht ist, und welche ein (jeweiliges) Führungsloch 95 darin ausgebildet hat, ein (jeweiliger) Führungsvorsprung 91 ist an dem (jeweiligen) Schiebergehäuse 90 ausgebildet, der (jeweilige) Führungsvorsprung 91 ist in das (jeweilige) Führungsloch 95 eingesetzt, und das (jeweilige) Führungsloch 95 führt die Bewegungen des (jeweils zugehörigen) Führungsvorsprungs 91. Daher kann das (jeweilige) Schiebergehäuse 90 stabil bewegt werden bzw. sich stabil bewegen.
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Der Steuerabschnitt 100 weist eine Kugelumlaufspindel 104 auf, die mit dem Stützhalter 96 im Eingriff ist, und weist einen (elektrischen) Steuermotor 106 auf, welcher die Kugelumlaufspindel 104 selektiv rotiert (z.B. selektiv vor und zurück rotiert). Ein Kugelumlauflager (z.B. auch Spindellager) 98 ist an dem Stützhalter 96 angebracht, um die Kugelumlaufspindel 104 drehbar zu stützen / zu halten.
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Ein (jeweiliger) Abstandshalter 108 ist an / auf der Nockenwelle 30 angeordnet, um den Abstand zwischen einem (jeweiligen) Zylinder und seinem (jeweiligen) Nachbarzylinder aufrecht zu erhalten. Der (jeweilige) Abstandshalter 108 kann die Positionen der Nocken 71 und 73 fixieren, um die Nocken 71 und 73 daran zu hindern, von dem (z.B. jeweils zugeordneten) inneren Halter 80 separiert zu werden.
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Gemäß der Drehung des Steuermotors 106 werden die Positionen der Schiebergehäuse 90 und der inneren Halter 80 geändert, und Relativpositionen von Drehmittelpunkten der inneren Halter 80 bezüglich einer Position eines Drehmittelpunkts der Nockenwelle 30 werden geändert.
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In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, da die Drehung von einem Rotationsring / Drehring 60 auf den (jeweils zugehörigen) ersten und den (jeweils zugehörigen) zweiten Nocken 71 und 73 simultan übertragen wird, kann die Anzahl an Elementen reduziert werden, und kann die Haltbarkeit verbessert werden.
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Wie in 3 und 5 zu sehen ist, kann ein Verbrennungsmotor mit dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten Zylinder 211, 212, 213 und 214 die (Öffnungszeit)-Dauern von jedem Nocken 71 und 73 mit vier Drehringen 60, vier inneren Haltern 80, vier Schiebergehäusen 90 und genau einem Steuermotor 106 variieren. Daher kann die Anzahl an Elementen reduziert werden, die Haltbarkeit verbessert werden und die Betriebsstabilität sichergestellt werden.
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7 ist eine Zeichnung, welche Bewegungen eines Schiebergehäuses zeigt, welches für eine Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und 8 und 9 sind Zeichnungen, welche die mechanischen Bewegungen von Nocken einer Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
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Gemäß Verbrennungsmotorbetriebszuständen überträgt die ECU (z.B. Motorsteuervorrichtung) Steuersignale an den Motor 106 des Steuerabschnitts 100, um die Relativpositionen der Schiebergehäuse 90 zu ändern / zu variieren.
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Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Positionen der Schiebergehäuse 90 bezüglich der Nockenwelle 30 in Aufwärts- und Abwärtsrichtungen geändert.
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Wenn das Schiebergehäuse 90 sich z.B. nach oben bewegt, wie in 8 gezeigt ist, werden die Rotationsgeschwindigkeiten (z.B. Umfangsgeschwindigkeiten) der Nocken 71 und 73 relativ schneller als die Rotationsgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) der Nockenwelle 30 von der Phase a bis zur Phase b und von der Phase b bis zur Phase c, dann wird die Rotationsgeschwindigkeit (z.B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nocken 71 und 73 relativ kleiner als die Rotationsgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) der Nockenwelle 30 von der Phase c zur Phase d und von der Phase d zur Phase a. Das heißt, die Ventil(Öffnungszeit)dauer ist/wird geändert.
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Wenn das (jeweilige) Schiebergehäuse 90 sich z.B. nach unten bewegt, wie in 9 dargestellt ist, wird die Rotationsgeschwindigkeit (z.B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nocken 71 und 73 relativ kleiner als die Rotationsgeschwindigkeit (z.B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nockenwelle 30 von der Phase a zur Phase b und von der Phase b zur Phase c, und dann wird die Rotationsgeschwindigkeit (z.B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nocken 71 und 73 relativ schneller als die Rotationsgeschwindigkeit (z.B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nockenwelle 30 von der Phase c zur Phase d und von der Phase d zur Phase a. Das heißt, die Ventil(Öffnungszeit)dauer ist/wird geändert.
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Während der (jeweilige) Drehring 60 mit der Nockenwelle 30 mitrotiert, ist die (jeweilige) Ringnase 62 verschiebbar im (jeweils zugehörigen) Ringnasenschlitz 81, sind der (jeweilige) erste Stift 82 und der (jeweilige) zweite Stift 84 im (jeweils zugeordneten) ersten Schiebestiftloch 86 und im (jeweils zugeordneten) zweiten Schiebestiftloch 88 drehbar, und die (jeweiligen) Nockennasen 72 und 74 sind im (jeweils zugeordneten) Nockennasenschlitz 83 verschiebbar. Daher, wenn die relativen Rotationsmittelpunkte der inneren Halter 80 und der Nockenwelle 30 geändert werden, wird die relative Rotationsgeschwindigkeit (z.B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nocken 71 und 73 bezüglich der Rotationsgeschwindigkeit (z.B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nockenwelle 30 geändert.
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10 ist ein Graph eines Ventil(Öffnungszeit)profils einer Kontinuierlich-Variablen-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 10 gezeigt, obwohl der Maximalhub des Ventils 200 konstant ist, wird die Rotationsgeschwindigkeit (z.B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nocken 71 und 73 bezüglich der Rotationsgeschwindigkeit (z.B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nockenwelle 30 geändert gemäß Relativpositionen des Schiebergehäuses 90, so dass die Schließ- und Öffnungszeit des Ventils 200 geändert werden / werden können. Das heißt, die (Öffnungszeit)dauer des Ventils 200 ist/wird geändert.
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Während die Öffnungszeit des Ventils 200 konstant ist, wird die Schließzeit des Ventils 200 in 9 geändert; die Erfindung ist hierauf jedoch nicht eingeschränkt. Gemäß zahlreichen Montagewinkeln der Nocken 71 und 73 und des (jeweiligen) Ventils, können diverse Kontaktwinkel zwischen dem (jeweiligen) Nockenbuckel der (jeweiligen) Nocken 71 und 73 und dem Ventil 200 erreicht werden usw., wodurch diverse Ventil(Öffnungszeit)dauern erzielbar sind. Das heißt, gemäß den Kontaktpositionen des (jeweiligen) Ventils 200 und der (jeweiligen) Nocken 71 und 73, kann die Schließzeitsteuerung des Ventils 200 konstant bleiben / gehalten werden, können die Öffnungszeitsteuerung und die Schließzeitsteuerung des Ventils 200 gleichzeitig geändert werden, und/oder kann die Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung als eine Kontinuierlich-Variable-Ventilzeitsteuerung-Vorrichtung betätigt / betrieben werden.
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Wie oben beschrieben kann eine Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Öffnungszeitdauer eines Ventils gemäß Betriebsbedingungen / Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors ändern, und sie kann einen einfachen Aufbau aufweisen.
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Die Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in (ihrer Größe) reduziert sein, und daher kann die Gesamthöhe eines Ventilzugs reduziert werden.
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Da die Kontinuierlich-Variable-Ventildauer-Vorrichtung für einen existierenden Verbrennungsmotor verwendet werden kann ohne übermäßige Modifikation (desselben), kann die Produktivität verbessert werden und können die Produktionskosten reduziert werden.
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Zur Erleichterung in der Erklärung und akkuraten Definition in den angehängten Ansprüchen, werden Ausdrücke wie „obere“, „untere“, „innere“ und „äußere“ dazu verwendet, um Merkmale der exemplarischen Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen solcher Merkmale wie in den Figuren dargestellt zu beschreiben.
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Die vorausgehenden Beschreibungen spezifischer exemplarischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind zu Zwecken der Illustration und Beschreibung gemacht worden. Sie sind nicht vorgesehen, um erschöpfend zu sein oder um die Erfindung auf exakt diese offenbarten Ausführungsformen zu beschränken, und ersichtlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehren möglich. Die exemplarischen Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu beschreiben, um damit den Fachmann in die Lage zu versetzen, die zahlreichen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu erstellen und zu verwenden, sowie die diversen alternativen Modifikationen davon.
