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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 21. September 2015 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0133338 , deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme für alle Zwecke hierin mit aufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung und einen damit ausgestatteten Verbrennungsmotor. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung und einen damit ausgestatteten Verbrennungsmotor, welche einen Ventilhub entsprechend Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors mit einer einfachen Konstruktion variieren können.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Ein Verbrennungsmotor erzeugt Leistung durch Verbrennen von Kraftstoff in einem Brennraum in einem Luftmedium, das in den Brennraum eingebracht (z.B. gesaugt) wird. Einlassventile werden durch die Nockenwelle betrieben bzw. betätigt, um die Luft einzulassen, und die Luft wird in den Brennraum gesaugt, während die Einlassventile offen sind. Außerdem werden Auslassventile durch die Nockenwelle betrieben bzw. betätigt, und ein Verbrennungsgas (z.B. ein Abgas) wird aus dem Brennraum ausgelassen, während die Auslassventile offen sind.
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Ein optimaler Betrieb der Einlassventile und der Auslassventile hängt von einer Drehzahl des Verbrennungsmotors ab. Das bedeutet, dass ein optimaler Hub oder eine optimale Öffnen/Schließen-Steuerzeit (bzw. optimale Öffnen/Schließen-Zeitsteuerung) der Ventile von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängt. Um einen solchen gewünschten Ventilbetrieb in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors zu erreichen, wurden verschiedene Untersuchungen, wie z.B. die Gestaltung einer Mehrzahl von Nocken und eines kontinuierlich variablen (z.B. stufenlos verstellbaren) Ventilhubs (CVVL) (z.B. einer Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung), welche den Ventilhub entsprechend der Motordrehzahl ändern können, vorgenommen.
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Ebenso wurden, um einen solchen optimalen Ventilbetrieb in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu erreichen, Untersuchungen an einer Kontinuierlich-Variablen-Ventilsteuerzeit-(CVVT-)Vorrichtung (bzw. Kontinuierlich-Variablen-Ventilzeitsteuerung-Vorrichtung) vorgenommen, die verschiedene Ventilzeitsteuerungsvorgänge in Abhängigkeit von der Motordrehzahl ermöglicht. Die allgemeine CVVT kann die Ventilzeiten (bzw. Ventilsteuerzeiten) mit einer fixen (bzw. festgelegten) Ventilöffnungsdauer ändern.
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Jedoch sind die allgemeine CVVL und CVVT in der Konstruktion kompliziert und teuer hinsichtlich der Herstellungskosten.
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Die obigen Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung und einen Verbrennungsmotor, welcher mit der Vorrichtung ausgestattet ist, zu schaffen, welche mit einer einfachen Konstruktion einen Ventilhub gemäß Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors variieren können.
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Gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung aufweisen: eine Nockenwelle, einen Nockenabschnitt, an welchem zwei Drehabschnitte ausgebildet sind, an welchem ein Nocken zwischen den zwei Drehabschnitten ausgebildet ist und in welchen die Nockenwelle eingebracht (z.B. eingesetzt) ist, zwei Schiebergehäuse, in welche jeder der Drehabschnitte (z.B. ein jeweiliger Drehabschnitt in ein jeweiliges Schiebergehäuse) drehbar eingebracht (z.B. eingesetzt) ist, von welchen (bzw. von welchen Schiebergehäusen) eine Stellung / Position bewegt bzw. verstellt (z.B. verschoben) wird zum Verändern einer Relativstellung / Relativposition des Nockenabschnitts bezüglich der Nockenwelle und an welchen ein Führungsschlitz ausgebildet ist, einen Steuerabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, die die Stellung / Position von jedem der zwei Schiebergehäuse selektiv / wahlweise zu verstellen bzw. zu bewegen, einen Führungsschaft (z.B. eine Führungsstange), welcher parallel zur Nockenwelle angeordnet ist und in den Führungsschlitz eingebracht (z.B. eingesetzt) ist zum Führen einer Bewegung des Schiebergehäuses (z.B. der Schiebergehäuse), einen Ausgabeabschnitt, welcher um einen Drehschaft (bzw. eine Drehwelle) drehbar ist und an welchem ein Ventilschuh ausgebildet ist, und eine Ventilvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, durch den Ventilschuh betrieben (z.B. betätigt) zu werden.
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Die Drehabschnitte und der Nocken des Nockenabschnitts können integral (z.B. einstückig, z.B. materialeinstückig miteinander) ausgebildet sein.
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Zwei Nockenwellenlöcher (z.B. ein erstes und ein zweites Nockenwellenloch) können an der Nockenwelle ausgebildet sein, und ein Stiftloch kann an jedem Drehabschnitt ausgebildet sein (z.B. ein erstes Stiftloch am ersten Drehabschnitt und ein zweites Stiftloch am zweiten Drehabschnitt), wobei die Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung ferner (z.B. wenigstens) ein Stiftschiebestück (bzw. ein Stiftgleitstück), welches an jedem Stiftloch drehbar angeordnet ist (z.B. ein erstes Stiftschiebestück am ersten Stiftloch und ein zweites Stiftschiebestück am zweiten Stiftloch) und an welchem ein Schiebestückloch ausgebildet ist (z.B. ein erstes Schiebestückloch am ersten Stiftschiebestück und ein zweites Schiebestückloch am zweiten Stiftschiebestück), und (z.B. wenigstens) einen Verbindungsstift aufweisen kann, welcher mit dem jeweiligen Nockenwellenloch verbunden ist (z.B. ein erster Verbindungsstift mit dem ersten Nockenwellenloch und ein zweiter Verbindungsstift mit dem zweiten Nockenwellenloch) und welcher in das Schiebestückloch verschiebbar eingebracht (z.B. eingesetzt) ist.
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Die Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung kann ferner (z.B. wenigstens) ein Lager aufweisen, welches zwischen dem Schiebergehäuse und jedem Drehabschnitt eingebracht (z.B. eingesetzt) ist (z.B. ein erstes Lager zwischen dem ersten Schiebergehäuse und dem ersten Drehabschnitt und ein zweites Lager zwischen dem zweiten Schiebergehäuse und dem zweiten Drehabschnitt).
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Der Ventilschuh kann als ein Paar (z.B. zweifach / doppelt) ausgebildet sein, und die Ventilvorrichtung kann als ein Paar (z.B. zweifach / doppelt) angeordnet sein und jede Ventilvorrichtung kann eine Schwinghebelrolle aufweisen, welche mit einem jeweiligen Ventilschuh im Kontakt steht.
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Die Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung kann ferner eine Ausgaberolle aufweisen, welche zwischen den Ventilschuhen angebracht ist und den Nocken berührt.
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Der Steuerabschnitt weist z.B. eine Exzenterwelle auf, welche mit dem Schiebergehäuse (z.B. den Schiebergehäusen) verbunden ist.
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Gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann ein Verbrennungsmotor aufweisen: eine Nockenwelle, einen Nockenabschnitt, an welchem zwei Drehabschnitte ausgebildet sind, an welchem ein Nocken zwischen den zwei Drehabschnitten ausgebildet ist und in welchem die Nockenwelle eingebracht (z.B. eingesetzt) ist, zwei Schiebergehäuse, in welche jeder Drehabschnitt (z.B. ein jeweiliger Drehabschnitt in ein jeweiliges Schiebergehäuse) drehbar eingebracht (z.B. eingesetzt) ist, von welchen (bzw. von welchen Schiebergehäusen) eine Stellung / Position bewegt bzw. verstellt (z.B. verschoben) wird zum Verändern einer Relativstellung / Relativposition des Nockenabschnitts bezüglich der Nockenwelle und an welchen ein Führungsschlitz ausgebildet ist, einen Steuerabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, die Stellung / Position des Schiebergehäuses (z.B. von jedem der zwei Schiebergehäuse) selektiv / wahlweise zu verstellen bzw. zu bewegen, einen Führungsschaft (z.B. eine Führungsstange), welcher parallel zur Nockenwelle angeordnet ist und in den Führungsschlitz eingebracht (z.B. eingesetzt) ist zum Führen einer Bewegung des Schiebergehäuses (z.B. der Schiebergehäuse), einen Ausgabeabschnitt, welcher an einem Zylinderkopf angebracht ist, um einen Drehschaft (bzw. eine Drehwelle) drehbar ist und an welchem ein Ventilschuh ausgebildet ist, und eine Ventilvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, durch den Ventilschuh betrieben (z.B. betätigt) zu werden.
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Der Verbrennungsmotor kann ferner (z.B. wenigstens) ein Lager aufweisen, welches zwischen dem Schiebergehäuse und jedem Drehabschnitt eingebracht (z.B. eingesetzt) ist (z.B. ein erstes Lager zwischen dem ersten Schiebergehäuse und dem ersten Drehabschnitt und ein zweites Lager zwischen dem zweiten Schiebergehäuse und dem zweiten Drehabschnitt).
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Der Verbrennungsmotor kann ferner eine Ausgaberolle aufweisen, welche zwischen den Ventilschuhen angebracht ist und den Nocken berührt.
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Eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, kann einen Ventilhub gemäß Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors mit einer einfachen Konstruktion variieren.
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Die Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann eine Öffnungsdauer bei minimalem Ventilhub im Vergleich mit üblichen Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtungen verringern.
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Die Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann eine Schließzeit (bzw. einen Schließzeitpunkt) eines Einlassventils nach „früh“ verstellen bzw. vorverstellen, so dass ein Pumpverlust (z.B. Ladungswechselverluste) verringert und eine Kraftstoffökonomie verbessert werden können.
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Die Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann hinsichtlich der Größe verringert sein, und folglich kann die Gesamthöhe eines Ventiltriebs verringert sein.
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Da die Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung auf einen existierenden Verbrennungsmotor ohne übermäßige Modifikationen angewendet werden kann, können folglich die Produktivität verbessert sein und die Herstellungskosten verringert sein.
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Es ist zu verstehen, dass die Begriffe „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-...“ oder irgendein ähnlicher Begriff, welcher hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen einschließen, wie z.B. Personenkraftfahrzeuge, einschließlich sogenannter Sportnutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, zahlreiche kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl an Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-in Hybridfahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Treibstoffe (z.B. Treibstoffe, welche aus anderen Ressourcen als Erdöl hergestellt werden) einschließen. Ein Hybridfahrzeug, auf welches hier Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen hat, z.B. Fahrzeuge, welche sowohl mit Benzin als auch elektrisch betrieben werden.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer beispielhaften Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine Schnittansicht entlang Linie III-III von 1, welche eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche in einem Niedriger-Hub-Modus betrieben wird, beschreibt.
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4 ist eine Schnittansicht entlang Linie IV-IV von 1, welche eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche in einem Niedriger-Hub-Modus betrieben wird, beschreibt.
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5 ist eine Schnittansicht entlang Linie V-V von 1, welche eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche in einem Hoher-Hub-Modus betrieben wird, beschreibt.
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6 ist eine Schnittansicht entlang Linie VI-VI von 1, welche eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche in einem Hoher-Hub-Modus betrieben wird, beschreibt.
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7 ist ein Graph eines Ventilprofils einer Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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8 ist ein Graph eines Druck-Volumen-Diagramms eines Verbrennungsmotors, welcher mit der Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
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Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich z.B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sein können.
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine Schnittansicht entlang Linie III-III von 1, welche eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welche in einem Niedriger-Hub-Modus betrieben wird, beschreibt, und 4 ist eine Schnittansicht entlang Linie IV-IV von 1, welche eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welche in einem Niedriger-Hub-Modus betrieben wird, beschreibt.
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Bezugnehmend auf 1 bis 4 weist ein Verbrennungsmotor 1 gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Zylinderkopf 10 und eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung auf, welche an dem Zylinderkopf 10 angebracht ist.
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Die Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann aufweisen: eine Nockenwelle 30, einen Nockenabschnitt 40, an welchem zwei Drehabschnitte 46 ausgebildet sind und an welchem ein Nocken 42 zwischen den zwei Drehabschnitten 46 ausgebildet ist und in welchen die Nockenwelle 30 eingebracht (z.B. eingesetzt) ist, zwei Schiebergehäuse 60, in welche jeder Drehabschnitt 46 (z.B. ein jeweiliger Drehabschnitt 46 in ein jeweiliges Schiebergehäuse 60) drehbar eingebracht (z.B. eingesetzt) ist, von welchen (bzw. von welchen Schiebergehäusen) eine Stellung / Position bewegt bzw. verstellt (z.B. verschoben) wird zum Verändern einer Relativstellung / Relativposition des Nockenabschnitts 40 bezüglich der Nockenwelle 30 und an welchen ein Führungsschlitz 64 ausgebildet ist, einen Steuerabschnitt 100, welcher dazu eingerichtet ist, die die Stellung / Position des Schiebergehäuses 60 (z.B. von jedem der zwei Schiebergehäuse 60) selektiv / wahlweise zu verstellen bzw. zu bewegen, einen Führungsschaft 66, welcher parallel zur Nockenwelle 30 angeordnet ist und in den Führungsschlitz 64 (z.B. eines jeden Schiebergehäuses 60) eingebracht (z.B. eingesetzt) ist zum Führen der Bewegung des Schiebergehäuses 60 (z.B. der Schiebergehäuse 60), einen Ausgabeabschnitt 50, welcher um einen Drehschaft 52 drehbar ist und an welchem ein Ventilschuh 54 ausgebildet ist, und eine Ventilvorrichtung 200, welche dazu eingerichtet ist, durch den Ventilschuh 54 betrieben (z.B. betätigt) zu sein.
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Eine Befestigungshalterung 90 ist mit dem Zylinderkopf 10 verbunden, und der Drehschaft 52 ist mit der Befestigungshalterung 90 verbunden. In der detaillierten Beschreibung und den Ansprüchen wird der Zylinderkopf 10 als einen Nockenträger aufweisend interpretiert.
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Die Drehabschnitte 46 und der Nockenabschnitt 40 sind integral (z.B. einstückig, z.B. materialeinstückig miteinander) ausgebildet.
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Zwei Nockenwellenlöcher (z.B. ein erstes und ein zweites Nockenwellenloch) 32 sind an der Nockenwelle 30 ausgebildet, und ein Stiftloch 72 ist an jedem Drehabschnitt 46 ausgebildet (z.B. ein erstes Stiftloch 72 am ersten Drehabschnitt 46 und ein zweites Stiftloch 72 am zweiten Drehabschnitt 46).
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Ein Stiftschiebestück (bzw. Stiftgleitstück) 80, an welchem ein Schiebestückloch 82 ausgebildet ist, ist in jedem Stiftloch 72 drehbar angeordnet (z.B. ein erstes Stiftschiebestück 80 in dem ersten Stiftloch 72 und ein zweites Stiftschiebestück 80 in dem zweiten Stiftloch 72), und ein Verbindungsstift 34 ist mit jedem Nockenwellenloch 32 verbunden (z.B. ein erster Verbindungsstift 34 mit dem ersten Nockenwellenloch 32 und ein zweiter Verbindungsstift 34 mit dem zweiten Nockenwellenloch 34) und ist in das (z.B. jeweilige) Schiebestückloch 82 (z.B. der erste Verbindungsstift 34 in das erste Schiebestückloch 72 und der zweite Verbindungsstift 34 in das zweite Schiebestückloch 72) verschiebbar eingebracht (z.B. eingesetzt).
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Ein Lager 62 ist zwischen jedem Schiebergehäuse 60 und dem (z.B. jeweiligen) Drehabschnitt 46 angeordnet. Die Drehung des Drehabschnitts 46 kann deshalb einfach (z.B. leichtgängig) durchgeführt werden. In den Zeichnungen ist das Lager 62 als ein Nadellager dargestellt, jedoch ist es nicht darauf beschränkt. Im Gegenteil können zahlreiche Lager, wie z.B. ein Kugellager, ein Rollenlager (z.B. ein Tonnenrollen-Lager, ein Kegelrollenlager, ein Pendelrollenlager) und so weiter, verwendet werden.
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Der Ventilschuh 54 kann als ein Paar (z.B. zweifach / doppelt) ausgebildet sein, und die Ventilvorrichtung 200 kann als ein Paar (z.B. zweifach / doppelt) angeordnet sein, und jede Ventilvorrichtung 200 weist eine Schwinghebelrolle (bzw. eine Schwenkarmrolle) 202, welche mit einem jeweiligen Ventilschuh 54 im Kontakt steht, und ein Ventil 204 auf.
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Eine Ausgaberolle 56 ist zwischen den Ventilschuhen 54 angebracht und steht im Kontakt mit dem Nocken 42.
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Der Steuerabschnitt 100 weist eine Exzenterwelle 102 auf, welche mit dem Schiebergehäuse 60 verbunden ist. Gemäß einem Betrieb eines Steuermotors (z.B. eines Elektromotors) 104 oder eines Aktuators / Aktors wird die Exzenterwelle 102 gedreht, um eine Stellung / Position des Schiebergehäuses 60 (z.B. der beiden Schiebergehäuse 60 simultan) zu verändern.
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Das Schiebergehäuse (z.B. jedes Schiebergehäuse) 60 ist mit einem (z.B. jeweiligen) Verbindungsaufsatz (z.B. einer Verbindungskappe, einer Verbindungsabdeckung) 92 verbunden, und ein Betätigungsstab 103, welcher an der Exzenterwelle 102 exzentrisch ausgebildet ist, ist zwischen dem (z.B. jeweiligen) Schiebergehäuse 60 und dem (z.B. jeweiligen) Verbindungsaufsatz 92 drehbar angeordnet.
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5 ist eine Schnittansicht entlang Linie V-V von 1, welche eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welche in einem Hoher-Hub-Modus betrieben wird, beschreibt, 6 ist eine Schnittansicht entlang Linie VI-VI von 1, welche eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt, welche in einem Hoher-Hub-Modus betrieben wird, beschreibt, und 7 ist ein Graph eines Ventilprofils einer Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Nachstehend werden unter Bezugnahme auf 1 bis 7 Vorgänge einer Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wenn Rotationszentren der Nockenwelle 30 und des Schiebergehäuses (z.B. der beiden Schiebergehäuse) 60 sich decken (bzw. übereinstimmen), realisiert das Ventil 204 ein vorbestimmte Ventilhubprofil.
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Die ECU (z.B. eine elektronische (Motor-)Steuereinheit) übermittelt Steuersignale an den Motor 104 des Steuerabschnitts 100, um gemäß Verbrennungsmotorbetriebszuständen die Relativstellung bzw. Relativposition des Schiebergehäuses (z.B. der beiden Schiebergehäuse) 60 zu verändern.
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Wie in 3 und 4 gezeigt, bewegt sich beispielsweise im Niedriger-Hub-Modus das Schiebergehäuse (z.B. die beiden Schiebergehäuse) 60 in der Abwärtsrichtung gemäß dem Betrieb des Steuerabschnitts 100. Das Rotationszentrum des Schiebergehäuses (z.B. die Rotationszentren der beiden Schiebergehäuse) 60 wird folglich bezüglich des Rotationszentrums X der Nockenwelle 30 nach Y1 verändert.
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Da der Verbindungsstift 34 in dem Nockenabschnittloch 44 und dem Schiebestückloch 82 verschiebbar ist und das Stiftschiebestück 80 in dem Stiftloch 72 (z.B. relativ zum Drehabschnitt 46) drehbar ist, wird die Drehung der Nockenwelle 30 an den Nockenabschnitt 40 mittels des Verbindungsstifts 34 übermittelt.
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Die Nockenwelle 30 dreht sich um das Zentrum X und der Nocken 42 dreht sich um das veränderte Rotationszentrum Y1.
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Da die Relativrotation des Nockens 42 verändert wird, dreht sich der Ausgabeabschnitt 50 in einer Gegenuhrzeigersinn-Richtung um den Drehschaft 52 relativ.
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Da der Ausgabeabschnitt 50 sich in einer Gegenuhrzeigersinn-Richtung um den Drehschaft 52 relativ dreht, wird eine Kontaktstelle des Ventilschuhs 54 und der Schwinghebelrolle 202 in / zu der Links-Richtung bzw. nach links verändert.
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Wie in 5 und 6 gezeigt, bewegt sich beispielsweise im Hoher-Hub-Modus das Schiebergehäuse (z.B. die beiden Schiebergehäuse) 60 in der Aufwärtsrichtung gemäß dem Betrieb des Steuerabschnitts 100. Das Rotationszentrum Y2 des Schiebergehäuses (z.B. der beiden Schiebergehäuse) 60 bewegt sich folglich bezüglich des Rotationszentrums X der Nockenwelle 30 relativ nach oben.
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Da der Verbindungsstift 34 in dem Nockenabschnittloch 44 und dem Schiebestückloch 82 verschiebbar ist und das Stiftschiebestück 80 in dem Stiftloch 72 (z.B. relativ zum Drehabschnitt 46) drehbar ist, wird die Drehung der Nockenwelle 30 an den Nockenabschnitt 40 mittels des Verbindungsstifts 34 übermittelt.
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Die Nockenwelle 30 dreht sich um das Zentrum X und der Nocken 42 dreht sich um das veränderte Rotationszentrum Y2.
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Da die Relativrotation des Nockens 42 verändert wird, dreht sich der Ausgabeabschnitt 50 in einer Uhrzeigersinn-Richtung um den Drehschaft 52 relativ.
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Da der Ausgabeabschnitt 50 sich in einer Uhrzeigersinn-Richtung um den Drehschaft 52 relativ dreht, wird eine Kontaktstelle des Ventilschuhs 54 und der Schwinghebelrolle 202 in / zu der Rechts-Richtung bzw. nach rechts verändert.
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In den zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden gemäß der Relativstellung bzw. Relativposition des Schiebergehäuses (z.B. der beiden Schiebergehäuse) 60 bezüglich der Nockenwelle 30 die Rotationszentren Y1 und Y2 des Nockens 42 verändert und wird folglich eine Kontaktstelle der Ausgaberolle 56 und des Nockens 42 verändert. Wenn der Betriebsmodus der Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung in den Niedriger-Hub-Modus verändert wird, kann folglich die Ventil-Schließen-Zeit nach „früh“ verstellt bzw. vorverstellt werden.
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Da die Kontaktstelle der Schwinghebelrolle 202 und des Ventilschuhs 54 verändert wird, wird außerdem der Ventilhub eingestellt bzw. angepasst.
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Ein Hoher-Hub-Profil A oder ein Niedriger-Hub-Profil B des Ventils 204 können entsprechend dem Relativrotationszentrum des Nockens 42 bezüglich der Nockenwelle 30, Relativstellungen bzw. Relativpositionen der Nockenwelle 30 und der Ausgaberolle 56 und der Kontaktstelle des Ventilschuhs 54 und der Schwinghebelrolle 202 durchgeführt werden.
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Obwohl lediglich das Hohe-Hub-Profil A und das Niedriger-Hub-Profil in 7 gezeigt sind, ist es jedoch nicht darauf beschränkt. Die Relativstellung des Schiebergehäuses (z.B. der beiden Schiebergehäuse) 60 kann zahlreiche Ventilprofile durchführen (bzw. realisieren).
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Wie in 7 gezeigt, kann im Vergleich mit einer Ventilöffnungsdauer C einer üblichen Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung im Niedrig-Hub-Modus eine Ventilöffnungsdauer D der Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verringert werden.
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Und eine Ventilschließzeit (bzw. ein Ventilschließzeitpunkt) kann im Vergleich mit einer Ventilschließzeit der üblichen Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung im Niedrig-Hub-Modus nach „früh“ verstellt (bzw. vorverstellt) sein aufgrund einer Kontaktstellenänderung des Nockens 42 und der Ausgaberolle 56.
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8 ist ein Graph eines Druck-Volumen-Diagramms eines Verbrennungsmotors, welcher mit der Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung ausgestattet ist.
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Wie in 8 gezeigt, kann ein Verbrennungsmotor, welcher mit einer Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung ausgestattet ist, einen Pumpverlust (z.B. Ladungswechselverluste) F im Vergleich mit einem Pumpverlust (z.B. Ladungswechselverluste) E eines Verbrennungsmotors ohne eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung verringern.
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Jedoch kann die Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung eine Ventilöffnungsdauer verringern und eine Ventilschließzeit nach „früh“ verstellen bzw. vorverstellen, so dass ein Pumpverlust G verringert werden kann und eine Kraftstoffökonomie verbessert werden kann. Mit anderen Worten kann der Verbrennungsmotor, welcher mit einer Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, den niedrigsten Pumpverlust (z.B. Ladungswechselverluste) im Vergleich mit einem Verbrennungsmotor, welcher mit einer üblichen Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung ausgestattet ist, oder mit einem Verbrennungsmotor ohne Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung aufweisen.
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Die Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann in der Größe verringert sein, und folglich kann die Gesamthöhe eines Ventiltriebs verringert sein.
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Da die Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung auf einen existierenden Verbrennungsmotor ohne übermäßige Modifikationen angewendet werden kann, kann folglich die Produktivität erhöht werden und können Herstellungskosten verringert werden.
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Da in zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lediglich ein (z.B. ein einziger) Nocken und zwei Schiebergehäuse erforderlich sind, um die Ventilhübe von zwei Ventilen zu steuern, ist die Struktur der Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung einfach und stabil.
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Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienten dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2015-0133338 [0001]
