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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung, die ein Einlassventil einer Brennkraftmaschine betätigt.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Als eine Ventilvorrichtung einer Brennkraftmaschine (nachstehend auch als eine Maschine bezeichnet), sind bis jetzt eine variable Ventilzeitabstimmung (VVT), die eine Ventilzeitabstimmung ändert, und ein variabler Ventilhub (VVL) bekannt, der einen Ventilhubbetrag ändert. Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2009-052419 (
JP 2009-052419 A ) beschreibt eine Ventilvorrichtung mit: einem Schwenkarm, der in Verbindung mit einer Drehung der Nockenwelle schwenkt, um ein Einlassventil zu betätigen; und einem Mechanismus für einen variablen Hub, der einen Hubbetrag des Einlassventils durch Ändern eines Schwenkbereichs des Schwenkarms kontinuierlich ändert.
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Die veröffentlichte Japanische Übersetzung der PCT Anmeldung Nr. 2010-520395 (
JP-A-2010-520395 ) beschreibt einen variablen Mechanismus der Nockenumschaltbauart, der derart gestaltet ist, dass ein Nockenträger (ein Nockenstück) mit einer Vielzahl von Nocken um eine Nockenwelle herum vorgesehen ist, und ein Nocken durch Gleiten des Nockenträgers in einer Axialrichtung der Nockenwelle ausgewählt wird. In dem variablen Mechanismus ist eine Spiralführungsnut an einem Außenumfang des Nockenträgers vorgesehen, und ein Schiebestift greift von außen mit der Führungsnut ein, um in einer Nockenaxialrichtung zu gleiten, wobei der Nockenträger einstückig mit der Nockenwelle dreht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In der Zwischenzeit wurde in den vergangenen Jahren, um eine thermische Effizienz einer Benzinmaschine zu verbessern, der Versuch unternommen, eine Verbrennung praktisch anzuwenden, die sich von einer Verbrennung durch eine normale Funkenzündung unterscheidet, bspw. eine Verbrennung durch eine homogene Kompressionszündung (HCCI). Es kann schwierig sein, solch eine Verbrennung in allen Betriebszuständen von Lasten und Drehzahlen, die für eine Maschine eines Fahrzeugs angefordert sind, zu realisieren. Daher ist es vorgeschlagen worden, zwischen der normalen Verbrennung und der HCCI-Verbrennung umzuschalten, d.h. einen Betriebszustand der Maschine zwischen einem normalen Betriebsmodus und einem von dem normalen Betriebsmodus verschiedenen Betriebsmodus umzuschalten.
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Jedoch ist es in dem Mechanismus für einen variablen Hub, der den Schwenkbereich des Arms ändert, möglich, den Hubbetrag des Einlassventils kontinuierlich zu ändern, aber eine Hubkurve zu dieser Zeit folgt grundsätzlich einem Profil des Nockens. Demzufolge ist es schwierig, allgemeine Hubcharakteristiken einschließlich eines Arbeitswinkels in großem Umfang zu ändern. Aufgrunddessen ist es schwierig die Änderung der Hubcharakteristiken des Einlassventils, die für das zuvor genannte Umschalten des Betriebsmodus angefragt ist, zu realisieren.
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In Anbetracht dessen ist es denkbar, die Hubcharakteristiken des Einlassventils in großem Umfang durch Kombinieren des variablen Mechanismus, der gestaltet ist, um den Schwenkbereich des Arms zu ändern, mit dem variablen Mechanismus der Nockenumschaltbauart zu ändern. Falls jedoch solche zwei Bauarten von Mechanismen kombiniert werden, ist ein Aufbau kompliziert, was zu Bedenken hinsichtlich Fehlern führt. Des Weiteren ist der Mechanismus für einen variablen Hub gestaltet, um betrieben zu werden, während er eine Reaktionskraft einer Ventilfeder von dem Einlassventil aufnimmt, was leicht eine Verzögerung des Betriebs verursacht. Somit kann es schwierig sein, ein schnelles Ansprechen zu erhalten, das für eine Steuerung bei der HCCI-Verbrennung angefragt ist.
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Die vorliegende Erfindung sieht eine Technik betreffend eine Ventilvorrichtung mit einem variablen Mechanismus vor, der einen Hubbetrag eines Einlassventils kontinuierlich ändern kann, und die Technik ist es, eine Ausfallsicherung gegenüber einem Fehler durch Verbessern eines Ansprechens einer Steuerung für einen Hubbetrag eines Hubs durchzuführen, während ein Umschalten zwischen einem normalen Betriebsmodus und einem sich von dem normalen Betriebsmodus unterscheidenden Betriebsmodus ermöglicht wird.
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In der vorliegenden Erfindung hat eines von zwei Einlassventilen, die für jeden Zylinder in einer Maschine vorgesehen sind, eine einfache Gestaltung, bei der sich seine Hubcharakteristik nicht ändert, während ein zweites Einlassventil derart gestaltet ist, dass seine Hubcharakteristik in Verbindung mit einem Mechanismus für einen variablen Hub und einem Nockenumschaltmechanismus in großem Umfang änderbar ist.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine vor. Die Ventilvorrichtung hat zwei Einlassventile, eine Nockenwelle, einen ersten Schwenkarm, einen zweiten Schwenkarm, ein Nockenstück, einen ersten Nocken, zweite Nocken und einen variablen Mechanismus. Die zwei Einlassventile sind für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine vorgesehen. Die zwei Einlassventile umfassen ein erstes Einlassventil und ein zweites Einlassventil. Der erste Schwenkarm ist gestaltet, um in Verbindung mit einer Drehung der Nockenwelle zu schwenken. Der erste Schwenkarm ist gestaltet, um das erste Einlassventil zu betätigen. Der zweite Schwenkarm ist gestaltet, um in Verbindung mit der Drehung der Nockenwelle zu schwenken. Der zweite Schwenkarm ist gestaltet, um das zweite Einlassventil zu betätigen. Das Nockenstück ist um die Nockenwelle herum vorgesehen. Der erste Nocken ist an der Nockenwelle fixiert. Der erste Nocken ist gestaltet, um den ersten Schwenkarm derart zu schwenken, dass das erste Einlassventil gemäß einem Profil des ersten Nockens betätigt wird. Die zweiten Nocken sind an der Nockenwelle befestigt. Die zweiten Nocken sind gestaltet, um den zweiten Schwenkarm zu schwenken. Die zweiten Nocken umfassen eine Vielzahl von Nocken mit unterschiedlichen Profilen. Die Vielzahl von Nocken ist an dem Nockenstück vorgesehen, um in einer Axialrichtung der Nockenwelle angeordnet zu sein. Einer der Vielzahl von Nocken ist gestaltet, um durch Gleiten des Nockenstücks ausgewählt zu werden. Der variable Mechanismus ist gestaltet, um einen Schwenkbereich des zweiten Schwenkarms derart zu ändern, dass sich ein Hubbetrag des zweiten Einlassventils kontinuierlich ändert.
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Gemäß der vorstehenden Gestaltung wird der erste Schwenkarm jedes Zylinders durch den ersten Nocken in Verbindung mit der Drehung der Nockenwelle während eines Betriebs der Maschine geschwenkt. Hierdurch wird das erste Einlassventil gemäß dem Profil des ersten Nockens betätigt. Des Weiteren wird der zweite Schwenkarm durch den zweiten Nocken geschwenkt und sein Schwenkbereich wird durch den variablen Mechanismus geändert. Dies ermöglicht es, den Hubbetrag des zweiten Einlassventils kontinuierlich zu ändern.
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Somit ist der variable Mechanismus, der gestaltet ist, um den Schwenkbereich des Schwenkarms zu ändern, in Betrieb, während er eine Reaktionskraft einer Ventilfeder von dem zweiten Einlassventil aufnimmt. Des Weiteren nimmt der variable Mechanismus keine Reaktionskraft von dem ersten Einlassventil auf. Demzufolge wird ein mechanischer Reibungswiderstand gering, so dass sich eine Verzögerung des Betriebs verringert. Dies verbessert ein Ansprechen einer Steuerung des Hubbetrags des zweiten Einlassventils durch den Betrieb des variablen Mechanismus, wodurch es möglich gemacht ist, ein schnelleres Ansprechen, das bspw. für eine Steuerung einer HCCI-Verbrennung angefragt ist, zu erhalten.
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Des Weiteren ist eine Vielzahl von zweiten Nocken an dem Nockenstück vorgesehen, das um die Nockenwelle herum vorgesehen ist, und durch Auswählen von einem von diesen, ist es möglich, allgemeine Hubcharakteristiken einschließlich eines Arbeitswinkels in großem Umfang zu ändern. Demzufolge ist es möglich, zwischen einem normalen Betriebsmodus der Maschine und einem von dem normalen Betriebsmodus unterschiedlichen Betriebsmodus umzuschalten. Darüber hinaus sind, wie vorstehend beschrieben ist, keine variablen Mechanismen für einen Hubbetrag und keine Umschaltvorrichtung für das erste Einlassventil vorgesehen. Demzufolge beeinflusst, selbst falls einer der Mechanismen ausfällt, dies nicht den Betrieb des ersten Einlassventils, und somit wird eine Ausfallsicherung erreicht.
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In der Ventilvorrichtung können die zweiten Nocken einen allgemeinen Nocken und einen Niedrighubnocken umfassen. Der allgemeine Nocken kann das Profil wie der erste Nocken haben. Der Niedrighubnocken kann einen Hubbetrag haben, der kleiner ist als ein Hubbetrag des allgemeinen Nockens. Gemäß der vorstehenden Gestaltung hat der allgemeine Nocken das gleiche Profil wie der erste Nocken, was vorteilhaft ist, um eine Einlassluftladeeffizienz in einem Betriebszustand mit einem hohen Lastverhältnis zu erhöhen. Des Weiteren ist in einem Betriebszustand einer niedrigen Last oder dergleichen, in der eine Strömungsrate der Einlassluft verringert ist, eine Strömungsgeschwindigkeit der Einlassluft durch Verringern, durch den variablen Mechanismus, des Hubbetrags des zweiten Einlassventils, das durch den allgemeinen Nocken angetrieben wird, erhöht, wodurch es möglich gemacht ist, eine Wirbelströmung in dem Zylinder zu erhöhen und eine Brennbarkeit zu verbessern.
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In der Zwischenzeit, wenn der Niedrighubnocken ausgewählt ist, um den von dem normalen Betriebsmodus unterschiedlichen Betriebsmodus einzurichten, wird eine Reaktionskraft von dem Einlassventil kleiner als bei dem allgemeinen Nocken, so dass die Verzögerung des Betriebs des variablen Mechanismus aufgrund eines mechanischen Reibungswiderstands weiter abnimmt. Dies verbessert weiter ein Ansprechen einer Steuerung des Hubbetrags des zweiten Einlassventils in dem von dem normalen Betriebsmodus unterschiedlichen Betriebsmodus, wodurch es möglich gemacht ist, eine Steuerung mit einem schnellen Ansprechen, die bspw. für die HCCI-Verbrennung geeignet ist, zu erreichen.
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In der Ventilvorrichtung kann der Niedrighubnocken derart gestaltet sein, dass das zweite Einlassventil in einem Auslasshub des Zylinders geöffnet wird. Gemäß der vorstehenden Gestaltung wird in einem Fall, in dem die HCCI-Verbrennung in dem von dem normalen Betriebsmodus unterschiedlichen Betriebsmodus durchgeführt wird, das zweite Einlassventil in dem Auslasshub geöffnet. Demzufolge strömt, nachdem Abgas in dem Zylinder teilweise zu einem Einlassanschluss auf einmal abgegeben worden ist, das Abgas in einem nächsten Einlasshub wieder in den Zylinder. D.h. durch Ausblasen und Rückführen eines Teils des Abgases zu einem Einlasssystem wird eine sogenannte interne AGR durchgeführt.
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Des Weiteren wird der Schwenkbereich des zweiten Schwenkarms, der durch den Niedrighubnocken gedrückt wird, durch den variablen Mechanismus geändert, so dass sich der Hubbetrag des zweiten Einlassventils kontinuierlich ändert. Hierdurch kann eine Menge eines internen AGR-Gases, d.h. ein Verhältnis des Abgases, das in der Einlassluft enthalten ist, mit Genauigkeit eingestellt werden, so dass eine Genauigkeit einer Steuerung einer Temperatur in dem Zylinder durch das interne AGR-Gas mit hoher Temperatur sich verbessert, wodurch es möglich gemacht ist, eine Selbstzündung eines Kraftstoff/Luft-Gemischs zu einer bevorzugten Zeitabstimmung zu bewirken. D.h. um die HCCI-Verbrennung durchzuführen, ist es möglich, die Temperatur in dem Zylinder mit hoher Genauigkeit zu steuern.
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In der Ventilvorrichtung kann eine Abmessung des Niedrighubnockens in der Axialrichtung der Nockenwelle kleiner sein als eine Abmessung des allgemeinen Nockens. Wie vorstehend beschrieben ist, wenn der Niedrighubnocken ausgewählt ist, wird eine Reaktionskraft der Ventilfeder von dem Einlassventil gering. Gemäß der vorstehenden Gestaltung ist es durch Verringern eines Gleitkontaktbereichs zwischen dem Niedrighubnocken und dem zweiten Schwenkarm möglich, den mechanischen Reibungswiderstand weiter zu verringern. Hierdurch wird die Verzögerung des Betriebs des variablen Mechanismus weiter verringert, wodurch es möglich gemacht ist, das Ansprechen der Steuerung des Hubbetrags des Einlassventils weiter zu verbessern.
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In der Ventilvorrichtung kann der variable Mechanismus benachbart zu dem ersten Schwenkarm vorgesehen sein. Der variable Mechanismus kann gestaltet sein, um um eine Achse des variablen Mechanismus herum zu schwenken. Der variable Mechanismus kann einen Eingangsarm, ein bewegliches Verbindungsbauteil und ein Einstellbauteil haben. Die zweiten Nocken können gestaltet sein, um den Eingangsarm zu drücken. Das bewegliche Verbindungsbauteil kann gestaltet sein, um den Eingangsarm mit dem zweiten Schwenkarm derart zu verbinden, dass ein relativer Winkel zwischen dem Eingangsarm (51) und dem zweiten Schwenkarm geändert wird. Das Einstellungsbauteil kann gestaltet sein, um das bewegliche Verbindungsbauteil zu betätigen, um den relativen Winkel zwischen dem Eingangsarm und dem zweiten Schwenkarm einzustellen.
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Gemäß der Ventilvorrichtung hat in der Ventilvorrichtung, die den variablen Mechanismus hat, der einen Ventilhubbetrag kontinuierlich ändern kann, eines von zwei Einlassventilen, die für jeden Zylinder vorgesehen sind, eine einfache Gestaltung, bei der sich seine Hubcharakteristik nicht ändert, und das zweite Einlassventil ist derart gestaltet, dass seine Hubcharakteristik in Verbindung mit dem variablen Mechanismus und dem Nockenumschaltmechanismus in großem Umfang änderbar ist. Dies ermöglicht es, zwischen dem normalen Betriebsmodus und dem von dem normalen Betriebsmodus unterschiedlichen Betriebsmodus umzuschalten und das Ansprechen der Steuerung des Hubbetrags zu erhöhen. Darüber hinaus ist auch eine Ausfallsicherung gegenüber einem Fehler erreichbar.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Merkmale, Vorteile und eine technische und industrielle Bedeutung der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
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1 ist ein schematisches Gestaltungsdiagramm einer Ventilvorrichtung für eine Maschine gemäß einer Ausführungsform;
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2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Mechanismus für einen variablen Hub und einen Nockenumschaltmechanismus mit einem Raum zwischen diesen darstellt;
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3 ist eine Schnittansicht der Ventilvorrichtung an einer Einlassseite und stellt einen Zustand eines maximalen Hubbetrags dar;
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4 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Armbaugruppe des Mechanismus für einen variablen Hub;
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5 ist eine Ansicht entsprechend 3 und stellt einen Zustand eines minimalen Hubbetrags dar;
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6 ist eine Teilschnittansicht, die einen Aufbau eines Nockenstücks darstellt, das um eine Einlassnockenwelle herum vorgesehen ist;
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7 ist eine Ansicht, um einen Betrieb des Nockenumschaltmechanismus zu beschreiben, der das Nockenstück durch Eingriff zwischen einem Schiebestift und einer Führungsnut gleiten lässt; und
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8 ist eine erklärende Ansicht, die eine Änderung einer Hubcharakteristik eines Einlassventils in der Ventilvorrichtung der Ausführungsform darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Das Folgende beschreibt eine Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen. Wie schematisch von oben in 1 dargestellt ist, ist ein Nockengehäuse 2 an einem oberen Teil (einem Zylinderkopf) einer Maschine 1 angeordnet, um darin ein Auslass-/Einlassventilsystem (eine Ventilvorrichtung) aufzunehmen. Die Maschine 1 ist eine Benzinmaschine und ist ein Beispiel einer Brennkraftmaschine. D.h. es sind, wie durch eine gestrichelte Linie in 1 gekennzeichnet ist, drei Zylinder 3, die in Reihe angeordnet sind, jeweils mit zwei Einlassventilen 10 und zwei Auslassventilen 11 versehen, die durch eine Einlassnockenwelle 12 bzw. eine Auslassnockenwelle 13 angetrieben werden.
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Des Weiteren sind jeweilige Enden (rechte Enden in 1) der Einlassnockenwelle 12 und der Auslassnockenwelle 13 mit jeweiligen variablen Ventilzeitabstimmungen (VVT) 14 versehen, die Ventilzeitabstimmungen kontinuierlich ändern. Die Einlassnockenwelle 12 umfasst einen Mechanismus 4 für einen variablen Hub, der einen Hubbetrag (einen maximalen Hubbetrag) des Einlassventils 10 kontinuierlich ändern kann, und einen Nockenumschaltmechanismus 6, der zwischen Nocken 61, 62 zum Antreiben des Einlassventils 10 umschaltet. Der Mechanismus 4 für einen variablen Hub und der Nockenumschaltmechanismus 6 sind für jeden der Zylinder 3 vorgesehen.
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Im Speziellen ist zuerst ein fester Nockenantreiber (ein erster Nocken) 12a in der Einlassnockenwelle 12 für ein Einlassventil 10 (ein erstes Einlassventil) an einer ersten Seite (einer linken Seite in 1) in einer Richtung (einer Nockenaxialrichtung) einer Achse X der Einlassnockenwelle 12 von zwei Einlassventilen 10 in dem Zylinder 3 vorgesehen. In Verbindung mit einer Drehung der Einlassnockenwelle 12, wie durch einen Pfeil R in 2 gekennzeichnet ist, schwenkt der feste Nocken 12a einen Schwenkarm (einen ersten Schwenkarm) 40, um das Einlassventil 10 an der ersten Seite über einen Kipphebel 15 (siehe 3) zu betätigen.
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D.h., wie in 2 dargestellt ist, hat der Schwenkarm 40 eine Rolle 40a, mit der der feste Nocken 12a einen Gleitkontakt bildet, und eine Nase 40d, die den Kipphebel 15 drückt, und der Schwenkarm 40 ist schwenkbar um eine Kipphebelwelle 41 herum vorgesehen. Wenn die Rolle 14a durch den sich drehenden festen Nocken 12a gedrückt wird, schwenkt der Schwenkarm 40 um die Kipphebelwelle 41, um das Einlassventil 10 an der ersten Seite gemäß einem Profil des festen Nockens 12a zu betätigen.
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Andererseits wird ein Einlassventil 10 (ein zweites Einlassventil) an einer zweiten Seite (einer rechten Seite in 1) in der X-Achsenrichtung in dem Zylinder 3 durch einen von zwei Nocken (zweiten Nocken) 61, 62 betätigt, die in Reihe in der X-Achsenrichtung auf der Einlassnockenwelle 12 angeordnet sind. D.h. es wird, wie später beschrieben wird, einer der Nocken 61, 62 durch den Nockenumschaltmechanismus 6 ausgewählt und schwenkt einen Ausgangsarm (einen zweiten Schwenkarm) 52 einer Armbaugruppe 50, um das Einlassventil 10 an der zweiten Seite über einen Kipphebelarm 15 zu betätigen, wie später mit Bezug auf 3 beschrieben wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie vorstehend beschrieben ist, ein Schwenkbereich des Ausgangsarms 52, der schwenkt und das Einlassventil 10 an der zweiten Seite in dem Zylinder 3 betätigt, durch den Mechanismus 4 für einen variablen Hub geändert. Ein Hubbetrag des Einlassventils 10 an der zweiten Seite ändert sich hierdurch kontinuierlich. Wie in 3–5 gezeigt ist, die anders als 2 sind, hat der Mechanismus 4 für einen variablen Hub die Kipphebelwelle 41, eine Steuerwelle 42 und eine Armbaugruppe 50, die für jeden Zylinder 3 vorgesehen ist.
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Die Kipphebelwelle 41 ist durch ein Hohlrohr gebildet und erstreckt sich parallel zu der Einlassnockenwelle 12, d.h. in der X-Achsenrichtung. Die Kipphebelwelle 41 funktioniert als eine Schwenkachse für den Schwenkarm 40, den Ausgangsarm 52 und dergleichen. Des Weiteren ist die Steuerwelle 42 in ein zentrales Loch der Kipphebelwelle 41 eingesetzt und wird durch ein Stellglied 43 (nur in 1 dargestellt) angetrieben. Die Armbaugruppe 50 ist für jeden Zylinder 3 vorgesehen, um um die Kipphebelwelle 41 herum vorgesehen zu sein, und ist ein variabler Mechanismus, der durch die Steuerwelle 42 betätigt wird, um den Hubbetrag des Einlassventils 10 kontinuierlich zu ändern.
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D.h. die Armbaugruppe 50 ist, wie in 3 dargestellt ist, wenn in der X-Achsenrichtung gesehen, um die Kipphebelwelle 41 herum schwenkbar vorgesehen, um zwischen den Nocken 61, 62 der Einlassnockenwelle 12 und dem Kipphebelarm 15 angeordnet zu sein. Die Armbaugruppe 50 hat eine Rolle 51a, mit der einer der Nocken 61, 62 einen Gleitkontakt bildet, und eine Nase 52, die den Kipphebelarm 15 drückt. Wenn die Rolle 51a durch einen der Nocken 61, 62 gedrückt wird, schwenkt die Armbaugruppe 50 um die Kipphebelwelle 41 herum, um das Einlassventil 10 über den Kipphebelarm 15 zu betätigen.
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Im Speziellen hat, wie in 4 in einer Explosionsweise dargestellt ist, die Armbaugruppe 50 einen Eingangsarm 51, der mit der Rolle 51a versehen ist, und einen Ausgangsarm 52, der die Nase 52a hat. Der Eingangsarm 51 und der Ausgangsarm 52 sind um die Kipphebelwelle 41 herum vorgesehen, um ein Gleitzahnrad 53 von dessen Außenumfangsseite in einem Zustand zu bedecken, in dem der Eingangsarm 51 und der Ausgangsarm 52 benachbart in Reihe in der X-Achsenrichtung angeordnet sind. Das Gleitzahnrad 53 ist ein bewegliches Verbindungsbauteil, das den Eingangsarm 51 mit dem Ausgangsarm 52 derart verbindet, das ein relativer Winkel zwischen diesen änderbar ist.
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D.h. das Gleitzahnrad 53 hat eine zylindrische Form und ist gleitbar um die Kipphebelwelle 41 herum vorgesehen, und spiralförmige Keilverzahnungen 53a, 53b sind an Außenumfangsenden des Gleitzahnrads 53 an einer ersten Seite und einer zweiten Seite (einer linken Seite und einer rechten Seite in 4) in der X-Achsenrichtung ausgebildet. Die spiralförmigen Keilverzahnungen 53a, 53b greifen jeweils mit spiralförmigen Keilverzahnungen 51b, 52b ein, die an inneren Seiten des Eingangsarms 51 und den Ausgangsarms 52 ausgebildet sind, um den Eingangsarm 51 und den Ausgangsarm 52 zu verbinden.
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Des Weiteren wird, wie in 3 dargestellt ist, die Rolle 51a des Eingangsarms 51 gegen den Nocken 61, 62 (den Nocken 61 in 3) durch eine Totgangfeder 16 gedrückt. Des Weiteren wird die Rolle 15a des Kipphebelarms 15 gegen einen Teil des Ausgangsarms 52 von ihrem Grundkreis zu der Nase 52a gedrückt. Hierdurch wird, wenn der Eingangsarm 51 in Verbindung mit einer Drehung der Nockenwelle 12 schwenkt, der Kipphebelarm 15 durch den Ausgangsarm 52, der einstückig mit diesem schwenkt, betätigt, so dass das Einlassventil 10 angehoben wird.
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Wenn die Steuerwelle 42 in der X-Achsenrichtung verschoben wird, wird das Gleitzahnrad 53 auf der Kipphebelwelle 41 in der X-Achsenrichtung in Verbindung damit verschoben, um ein Schwenken des Eingangsarms 51 und des Ausgangsarms 52 in Rückwärtsrichtungen zueinander zu bewirken. Das Gleitzahnrad 53 ist gestaltet, um in der X-Achsenrichtung einstückig mit der Steuerwelle 42 durch einen Stift (nicht gezeigt) verschoben zu werden, der durch ein Langloch hindurchgeht, das in der Kipphebelwelle 41 ausgebildet ist. Diese Verschiebung wird in Umfangsverschiebungen des Eingangsarms 51 und des Ausgangsarms 52 durch Eingreifen zwischen den spiralförmigen Keilen 53a, 53b und den spiralförmigen Keilen 51b, 52b umgewandelt.
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D.h. die Steuerwelle 42 ist ein Einstellbauteil, das das Gleitzahnrad 53 betätigt, um einen relativen Winkel zwischen dem Eingangsarm 51 und dem Ausgangsarm 52 einzustellen, und die Verschiebung von diesem in der X-Achsenrichtung wird in Umfangsverschiebungen des Eingangsarms 51 und des Ausgangsarms 52 durch das Gleitzahnrad 53 in der Armbaugruppe 50 umgewandelt. Hierdurch wird der relative Winkel zwischen dem Eingangsarm 51 und dem Ausgangsarm 52 geändert, so dass sich der Hubbetrag des Einlassventils 10 kontinuierlich ändert, wie nachstehend beschrieben ist.
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In einem Zustand beispielsweise, in dem sich die Steuerwelle 42 zu dem Maximum zu der zweiten Seite (der rechten Seite in 1, 2 und 4) in der X-Achsenrichtung hinbewegt, wird ein Winkel (ein relativer Phasenunterschied) zwischen der Rolle 51a des Eingangsarms 51 und der Nase 52a des Ausgangsarms 52, wie in 3 dargestellt ist, maximal. Hierdurch wird, wie an der rechten Seite in 3 dargestellt ist, in einem Zustand, in dem die Rolle 51a des Eingangsarms 51 durch den Nocken 61 heruntergedrückt wird, ein Verschiebungsbetrag des Kipphebelarms 51 maximal, so dass das Einlassventil 10 bei seinem maximalen Hubbetrag arbeitet.
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Wenn sich die Steuerwelle 42 zu der ersten Seite (der linken Seite in 1, 2 und 4) in der X-Achsenrichtung aus diesem Zustand bewegt, verringert sich der Winkel zwischen der Rolle 51a des Eingangsarms 51 und der Nase 52a des Ausgangsarms 52 allmählich. Wenn der Winkel sein Minimum erreicht, wie in 5 dargestellt ist, wird der Verschiebungsbetrag des Kipphebelarms 15 selbst in einem Zustand klein, wo die Rolle 51a des Eingangsarms 51 durch den Nocken 61 heruntergedrückt wird, wie an der rechten Seite in der Figur dargestellt ist, so dass das Einlassventil 10 bei seinem minimalen Hubbetrag arbeitet.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden die Nocken 61, 62 zum Antreiben des Einlassventils 10 über den Mechanismus 4 für einen variablen Hub durch den Nockenumschaltmechanismus 6 umgeschaltet, wie vorstehend beschrieben ist. D.h. es ist, wie in 2 und 4 dargestellt ist, ein zylindrisches Nockenstück 60 mit zwei Nocken 61, 62, die unterschiedliche Profile haben, um die Einlassnockenwelle 12 herum vorgesehen, um benachbart zu der zweiten Seite (der rechten Seite in 2 und 4) des festen Nockens 12a in der X-Achsenrichtung zu sein. Der feste Nocken 12a ist für jeden Zylinder 3 vorgesehen.
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In einem hier dargestellten Beispiel hat der Nocken 61 an der linken Seite (der ersten Seite in der X-Achsenrichtung) von den zwei Nocken 61, 62 das gleiche Profil wie der feste Nocken 12a (nachstehend wird der Nocken 61 als der allgemeine Nocken 61 bezeichnet), und der Nocken 62 an der rechten Seite (der zweiten Seite in der X-Achsenrichtung) ist ein Niedrighubnocken 62, der einen kleineren Hubbetrag als der allgemeine Nocken 61 hat. Der Niedrighubnocken 62 ist vorgesehen, um das Einlassventil 10 nicht in einem Einlasshub des Zylinders 3 sondern in einem Auslasshub von diesem zu öffnen.
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Als ein Beispiel ist ein Hubbetrag des Einlassventils 10 durch den Niedrighubnocken 62 nicht mehr als eine Hälfte eines Hubbetrags von diesem durch den allgemeinen Nocken 61, und eine Reaktionskraft von einer Ventilfeder 10a wird gerade um so viel kleiner, so dass ein mechanischer Reibungswiderstand niedrig wird. Des Weiteren ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Breite (eine Abmessung in der X-Achsenrichtung) des Niedrighubnockens 62 auch kleiner als die des allgemeinen Nockens 61, wodurch auch der mechanische Reibungswiderstand verringert wird. Es sei angemerkt, dass Grundkreise des allgemeinen Nockens 61 und des Niedrighubnockens 62 den gleichen Durchmesser haben und als Bogenflächen ausgebildet sind, die miteinander fortlaufend sind.
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Wie in 6 dargestellt ist, sind die zwei Nocken 61, 62 einstückig in einer Ringform ausgebildet und sind an ein Ende einer zylindrischen Hülse 63 gepasst, um das Nockenstück 60 zu bilden. Wie in 3 dargestellt ist, sind Innenzähne einer Keilverzahnung an einem Innenumfang des Nockenstücks 60 (der Hülse 63) ausgebildet, die mit Außenzähnen einer Keilverzahnung eingreifen, die an einem Außenumfang der Einlasswelle 12 ausgebildet ist. Hierdurch ist das Nockenstück 60 um die Einlasswelle 12 herum vorgesehen, um einstückig mit der Einlassnockenwelle 12 zu drehen und auch auf dieser in der X-Achsenrichtung zu gleiten.
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Des Weiteren, um das Nockenstück 60 gleiten zu lassen, ist eine Führungsnut 64, die mit einem Schiebestift 65a in Eingriff zu bringen ist, an einer Außenumfangsfläche des Nockenstücks 60 vorgesehen, wie nachstehend beschrieben ist. D.h. in der vorliegenden Ausführungsform ist ein ringförmiger großdurchmessriger Abschnitt 63a in dem anderen Ende der Hülse 63 in der X-Achsenrichtung vorgesehen, und die Führungsnut 64, die sich in einer Umfangsrichtung über einen gesamten Umfang erstreckt, ist an einem Außenumfang des großdurchmessrigen Abschnitts 63a vorgesehen. Der großdurchmessrige Abschnitt 63a hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der des allgemeinen Nockens 61 aber größer ist als der des Niedrighubnockens 62.
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Des Weiteren ist, wie in 2 und 3 dargestellt ist, ein Stellglied 65, das gestaltet ist, um den Schiebestift 65 in einer hin- und herbewegenden Weise anzutreiben, für jeden Zylinder 3 vorgesehen, um an einer diagonal oberen Seite relativ zu der Einlassnockenwelle 12 angeordnet zu sein. Das Stellglied 65 ist durch das Nockengehäuse 2 beispielsweise über eine Strebe (nicht gezeigt) gestützt, die sich in der X-Achsenrichtung erstreckt. Dieses Stellglied 65 treibt den Schiebestift 65a durch beispielsweise ein elektromagnetisches Solenoid an, und in einem AN-Zustand bewegt sich der Schiebestift 65a vorwärts, um mit der Führungsnut 64 in Eingriff zu kommen.
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Wenn der Schiebestift 65a sich vorwärts bewegt, um mit der Führungsnut 64 in Eingriff zu kommen, bewegt sich der Schiebestift 65a relativ an der Außenumfangsfläche des Nockenstücks 60 in der Umfangsrichtung in Verbindung mit einer Drehung der Einlassnockenwelle 12 und bewegt sich auch in der X-Achsenrichtung, und zwar bewegt er sich diagonal, wie durch einen Pfeil in 6 gekennzeichnet ist. Dies wird nachstehend mit Bezug auf 7 beschrieben. Zu dieser Zeit dreht das Nockenstück 60 tatsächlich und gleitet relativ zu dem Schiebestift 65a in der X-Achsenrichtung.
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In der folgenden Beschreibung soll eine linke Seite und eine rechte Seite (die erste Seite und die zweite Seite in der X-Achsenrichtung) in 6 und 7 als die linke Seite und die rechte Seite zum Zwecke dieser Beschreibung bezeichnet werden. Zunächst ist, wie in 6 dargestellt ist, die Führungsnut 64 durch Folgendes gebildet: Gerade Nuten 64a, 64b, die sich gerade in der Umfangsrichtung in einem Teil nahe zu der linken Seite und einem Teil näher zu dem rechten Teil an einer Außenumfangsfläche des großdurchmessrigen Abschnitts 63a der Hülse 63 erstrecken; und S-förmig gebogene Nuten 64c, 64d, die die geraden Nuten 64a, 64b miteinander verbinden.
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Wie vorstehend mit Bezug auf 3 und dergleichen beschrieben ist, wenn das Einlassventil 10 durch den allgemeinen Nocken 61 in dem Einlasshub über die Armbaugruppe 50 und den Kipphebelarm 15 geöffnet wird, d.h. wenn das Nockenstück 60 an einer rechten normalen Position platziert ist, liegt die linke gerade Nut 64a dem Schiebestift 65a des Stellglieds 65 gegenüber, wie in 6 dargestellt ist. Wenn das Stellglied 65 eingeschaltet ist, um den Schiebestift 65a in diesem Zustand vorwärts zu bewegen, greift der Schiebestift 65a mit der linken geraden Nut 64a der Führungsnut 64 ein, wie an einer oberen Seite in 7 dargestellt ist.
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Der Schiebestift 65a, der auf diese Weise mit der geraden Nut 64a in Eingriff ist, bewegt sich in 2 nach unten und erreicht die gebogene Nut 64c in Verbindung mit Drehungen der Einlassnockenwelle 12 und des Nockenstücks 60, wie durch einen Pfeil R in 2 gekennzeichnet ist, so dass sich der Schiebestift 65a diagonal entlang der gebogenen Nut 64c bewegt, wie in einer Mitte von 7 dargestellt ist. D.h. der Schiebestift 65a bewegt sich an der rechten Seite relativ zu der Außenumfangsfläche des Nockenstücks 60 und hierdurch drückt der Schiebestift 65a praktisch das Nockenstück 60 in Richtung zu der linken Seite in einer gleitenden Weise.
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Wenn das Nockenstück 60 zu der linken Seite gleitet und der Schiebestift 65a die rechte gerade Nut 64b erreicht, wie an einer unteren Seite in 7 dargestellt ist, wird das Nockenstück 60 zu einer linken Niedrighubposition umgeschaltet. Hier wird der Schiebestift 65a rückwärts bewegt, um mit der Führungsnut 64 außer Eingriff zu kommen. An der Niedrighubposition wird der Niedrighubnocken 62 ausgewählt, so dass das Einlassventil 10 in dem Auslasshub über die Armbaugruppe 50 und den Kipphebelarm 15 betätigt wird.
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Es sei angemerkt, dass ein Gleitbetrag S (in 6 dargestellt) des Nockenstücks 60, der sich von einer normalen Position zu der Niedrighubposition ändert, der gleiche ist wie ein Abstand zwischen dem allgemeinen Nocken 61 und dem Niedrighubnocken 62. Des Weiteren ist, obwohl es hier nicht dargestellt ist, in der vorliegenden Ausführungsform ein Verriegelungsmechanismus, der gestaltet ist, um das Nockenstück 60 bei der normalen Position oder der Niedrighubposition zu halten, zwischen der Einlassnockenwelle 12 und der Hülse 63 vorgesehen. Des Weiteren ist eine Tiefe der Führungsnut 64 ungefähr 0 in der Mitte von jeder der linken und rechten geraden Nut 64a, 64b, und wenn der Schiebestift 65a hier rückwärts bewegt wird, wie vorstehend beschrieben ist, kommt der Schiebestift 65a sanft außer Eingriff von der Führungsnut 64.
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Des Weiteren, obwohl detaillierte Erklärungen weggelassen sind, kann in einer umgekehrten Weise zu dem Umschalten von der normalen Position zu der Niedrighubposition, wenn der Schiebestift 65a des Stellglieds 65 mit der Führungsnut 64 des Nockenstücks 60, das an der Niedrighubposition angeordnet ist, in Eingriff kommt, das Nockenstück 60 zu der rechten Seite gleiten, um zu der normalen Position zurückgeführt zu werden. D.h. nachdem der Schiebestift 65a mit der rechten geraden Nut 64b der Führungsnut 64 im Eingriff ist und der Schiebestift 65a die linke gerade Nut 64a entlang der gebogenen Nut 64d erreicht, wird der Schiebestift 65a rückwärts bewegt.
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Als eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern des Stellglieds 65, wie vorstehend beschrieben ist, wird eine ECU der Maschine 1 verwendet. Die ECU steuert das Stellglied 65 derart, dass die ECU eine positionale Information über die Führungsnut 64 auf der Basis von Signalen, die von einem Kurbelwinkelsensor der Maschine 1, einem Nockenwinkelsensor zum Erfassen einer Position der Einlassnockenwelle 12 und dergleichen erhalten werden, ermittelt und bestimmt dann eine Zeitabstimmung, um den Schiebestift 65a mit der Führungsnut 64 in Eingriff zu bringen, wie vorstehend beschrieben ist.
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Mit Bezug auf 8 beschreibt das Folgende einen Betrieb des Ventilsystems, das eine Hubcharakteristik des Einlassventils 10 in jedem Zylinder 3 durch Kombinieren von Betrieben des Mechanismus 4 für einen variablen Hub und des Nockenumschaltmechanismus 6, die vorstehend beschrieben sind, ändert. In 8 kennzeichnet eine Hubkurve Ex, die durch eine fortlaufende Linie an der linken Seite gekennzeichnet ist, eine Hubcharakteristik des Auslassventils 11, und Hubkurven In1, In2, die durch eine fortlaufende Linie oder eine gestrichelte Linie an der rechten Seite gekennzeichnet sind, kennzeichnen Hubcharakteristiken der Einlassventile 10 an der ersten Seite und der zweiten Seite.
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Zuerst wird während eines Betriebs der Maschine 1 der erste Schwenkarm 40 des Zylinders 3 durch den festen Nocken 12a der Einlassnockenwelle 12 geschwenkt, um das Einlassventil 10 an der ersten Seite gemäß dem Profil des festen Nockens 12a zu betätigen. Hierdurch zeigt die Hubcharakteristik des Einlassventils 10 an der ersten Seite eine Hubkurve In1, die an einer oberen Seite in 8 dargestellt ist, und ändert sich nicht, selbst falls der Mechanismus 4 für einen variablen Hub und der Nockenumschaltmechanismus 6 arbeiten.
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Andererseits wird die Hubcharakteristik des Einlassventils 10 an der zweiten Seite in dem Zylinder 3 durch die Betriebe des Mechanismus 4 für einen variablen Hub und den Nockenumschaltmechanismus 6 wie folgt geändert. D.h. zunächst wird, falls die Maschine 1 in einem normalen Betriebsmodus ist, der allgemeine Nocken 61 durch den Nockenumschaltmechanismus 6 ausgewählt, so dass das Einlassventil 10 an der zweiten Seite durch den allgemeinen Nocken 61 betätigt wird, der einstückig mit der Einlassnockenwelle 12 dreht, und zwar über den Ausgangsarm 52 der Armbaugruppe 50 und den Kipphebelarm 15.
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Zu dieser Zeit wird der Schwenkbereich des Ausgangsarms 52 geändert, so dass der Hubbetrag des Einlassventils 10 an der zweiten Seite sich kontinuierlich ändert. D.h. in einem Fall beispielsweise mit Bezug auf 3, in dem der Mechanismus 4 für einen variablen Hub bei dem maximalen Hubbetrag ist, zeigt die Hubcharakteristik des Einlassventils 10 an der zweiten Seite die Hubkurve In1, die durch die fortlaufende Linie an der oberen Seite in 8 gekennzeichnet ist, d.h. der Hubbetrag des Einlassventils 10 an der zweiten Seite ist der gleiche wie der des Einlassventils 10 an der ersten Seite. Dies ist vorteilhaft im Hinblick auf ein Erhöhen einer Einlassluftladeeffizienz des Zylinders 3, und ist beispielsweise zu der Zeit eines Hochlastbetriebszustands, eines Warmwiederstarts der Maschine 1 und dergleichen geeignet.
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Des Weiteren ändert sich, mit Bezug auf 5, die Hubcharakteristik des Einlassventils 10 an der zweiten Seite kontinuierlich durch den Betrieb des Mechanismus 4 für einen variablen Hub von dem Zustand des maximalen Hubbetrags zu dem Zustand des minimalen Hubbetrags, wie durch die Hubkurven In2 der fortlaufenden Linie und der gestrichelten Linie in einem Zentrum von 8 gekennzeichnet ist. Hierdurch wird der Hubbetrag des Einlassventils 10 an der zweiten Seite kleiner als der des Einlassventils 10 an der ersten Seite. Demzufolge wird selbst in einem Betriebszustand wie einer niedrigen Last, in dem eine Strömungsrate der Einlassluft verringert ist, eine Strömungsgeschwindigkeit der Einlassluft erhöht, um eine Wirbelströmung in dem Zylinder 3 zu verbessern, wodurch es möglich gemacht ist, eine Verbrennbarkeit zu erhöhen.
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In einem Fall, in dem die Maschine 1 in einem von dem normalen Betriebsmodus unterschiedlichen Betriebsmodus ist, bspw. in einem Betriebsmodus, in dem eine HCCI-Verbrennung durchgeführt wird, und eine Temperatur im Inneren des Zylinders durch eine sogenannte interne AGR gesteuert wird, wird der Niedrighubnocken 62 durch den Nockenumschaltmechanismus 6 als ein Nocken zum Antreiben des Einlassventils 10 an der zweiten Seite in dem Zylinder 3 ausgewählt. Der Niedrighubnocken 62 dreht einstückig mit der Einlassnockenwelle 12, um das Einlassventil 10 an der zweiten Seite in dem Auslasshub des Zylinders 3 über den Ausgangsarm 52 der Armbaugruppe 50 und den Kipphebelarm 15 zu öffnen.
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Auch in dem von dem normalen Betriebsmodus unterschiedlichen Betriebsmodus ändert sich die Hubcharakteristik des Einlassventils 10 an der ersten Seite in dem Zylinder 3 nicht, wie vorstehend beschrieben ist, und wie als die Hubkurve In1 der tatsächlichen Linie an einer unteren Seite in 8 dargestellt ist, arbeitet das Einlassventil 10 an der ersten Seite gemäß dem Profil des festen Nockens 12a in gleicher Weise wie bei dem normalen Betriebsmodus, der vorstehend beschrieben ist. Hierdurch ist es möglich, eine ausreichende Einlassluftladeeffizienz für einen Betrieb an einer Niedriglast-Niedrigdrehzahlseite zu erhalten, an der die HCCI-Verbrennung durchgeführt werden kann.
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Das Einlassventil 10 an der zweiten Seite in dem Zylinder 3 ist von einem frühen Stadium bis zu einem mittleren Stadium des Auslasshubs geöffnet, wie als die Hubkurve In2 der gestrichelten Linie an der unteren Seite in 8 dargestellt ist. Hierdurch strömt, nachdem ein Abgas in dem Zylinder 3 auf einmal teilweise zu einem Einlassanschluss abgegeben worden ist, das Abgas in einem nächsten Einlasshub wieder in den Zylinder 3. Durch Ausblasen und Zurückführen eines Teils des Abgases zu einem Einlasssystem als solches wird eine sogenannte interne AGR durchgeführt, wodurch es möglich gemacht ist, die Temperatur in dem Zylinder auf eine Temperatur festzulegen, die für die HCCI-Verbrennung geeignet ist.
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D.h. der Hubbetrag des Einlassventils 10 an der zweiten Seite, das auf diese Weise in dem Auslasshub geöffnet ist, ändert sich kontinuierlich durch den Betrieb des Mechanismus 4 für einen variablen Hub, wie als die Hubkurve In2 der gestrichelten Linie an der unteren Seite in 8 dargestellt ist. Falls beispielsweise der Hubbetrag klein gemacht ist, verringert sich eine Menge eines internen AGR-Gases, d.h. ein Verhältnis des Abgases, das in der Einlassluft enthalten ist, und falls der Hubbetrag groß gemacht ist, erhöht sich die Menge des internen AGR-Gases. Durch Einstellen der Menge des internen AGR-Gases mit hoher Temperatur mit hoher Genauigkeit, ist es möglich, die Temperatur in dem Zylinder mit hoher Genauigkeit auf eine Temperatur zu steuern, die für die HCCI-Verbrennung geeignet ist.
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Wie vorstehend beschrieben ist, wird in der Maschine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Einlassventil 10 an der ersten Seite von zwei Einlassventilen 10, die für jeden Zylinder 3 vorgesehen sind, durch den festen Nocken 12a der Einlassnockenwelle 12 angetrieben und ist in einfach Weise ohne einen variablen Mechanismus gestaltet, während das Einlassventil 10 an der zweiten Seite derart gestaltet ist, dass seine Hubcharakteristik in großem Umfang durch den Mechanismus 4 für einen variablen Hub und den Nockenumschaltmechanismus geändert werden kann und der Hubbetrag kann kontinuierlich geändert werden.
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Hierdurch ist es möglich, zwischen dem normalen Betriebsmodus durch die Funkenzündung und einem von dem normalen Betriebsmodus unterschiedlichen Betriebsmodus, wie der HCCI-Verbrennung, umzuschalten, und es ist auch möglich, ein Ansprechen der Steuerung bezüglich des Hubbetrags des Einlassventils 10 in beiden Betriebsmodi zu verbessern. Dies liegt daran, weil die Armbaugruppe 50 des Mechanismus 4 für einen variablen Hub keine Reaktionskraft der Ventilfeder 10a von dem Einlassventil 10 an der ersten Seite aufnimmt, und eine Verzögerung des Betriebs aufgrund eines mechanischen Reibungswiderstands abnimmt.
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Insbesondere in dem sich von dem normalen Betriebsmodus unterscheidenden Betriebsmodus ist ein Hubbetrag des Niedrighubnockens 62, der durch den Nockenumschaltmechanismus 6 ausgewählt ist, gering, so dass die Reaktionskraft der Ventilfeder 10a von dem Einlassventil 10 an der zweiten Seite auch um gerade so viel geringer wird, was dazu führt, dass der mechanische Reibungswiderstand weiter verringert wird in Verbindung mit einer schmalen Nockenbreite des Niedrighubnockens 62. Dies verringert weiter die Verzögerung des Betriebs der Armbaugruppe 50, wodurch es möglich gemacht ist, ein schnelles Ansprechen zu erhalten, das für eine Steuerung der HCCI-Verbrennung angefragt ist.
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Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben ist, das Einlassventil 10 an der ersten Seite in dem Zylinder 3 durch den festen Nocken 12a ohne den Mechanismus 4 für einen variablen Hub und den Nockenumschaltmechanismus 6 angetrieben. Selbst falls einer der Mechanismen ausfällt, beeinflusst dies demzufolge nicht den Betrieb des Einlassventils 10 an der ersten Seite. D.h. eine Ausfallsicherung bezüglich eines Fehlers des Mechanismus 4 für einen variablen Hub oder des Nockenumschaltmechanismus 6 ist erreicht.
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Die Ausführungsform ist in keinster Weise auf die zuvor beschriebene Gestaltung beschränkt. Die Ausführungsform ist lediglich ein Beispiel und begrenzt nicht Zwecke und dergleichen. Beispielsweise ist die Gestaltung des Mechanismus 4 für einen variablen Hub in der Ausführungsform nur ein Beispiel, und der Mechanismus 4 für einen variablen Hub kann andere Gestaltungen haben, vorausgesetzt dass der Hubbetrag des Einlassventils derart kontinuierlich geändert wird, dass der Schwenkbereich des Arms, der in Verbindung mit der Drehung der Nockenwelle schwenkt, durch einen variablen Mechanismus geändert wird.
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Des Weiteren beschreibt die Ausführungsform einen Aufbau (eine Schwenkhebelarmbauart), in dem der Schwenkhebelarm 15 durch den Schwenkarm 40 oder den Ausgangsarm 52 betätigt wird, um das Einlassventil 10 über den Schwenkhebelarm 15 zu betätigen, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein sogenannter direkt wirkender Aufbau, in dem ein oberer Abschnitt des Einlassventils 10 durch den Schwenkarm 40 oder den Ausgangsarm 52 gedrückt wird, verwendet werden.
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Des Weiteren ist der Nockenumschaltmechanismus
6 auch nicht auf den einen in der Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann eine bekannte Führungsnut mit verschiedenen Formen an dem Außenumfang des Nockenstücks
60 vorgesehen sein, das um die Einlassnockenwelle
12 herum vorgesehen ist, anstelle der Führungsnut
64 wie die in der Ausführungsform. Die Führungsnut mit verschiedenen Formen umfasst eine Y-förmige Führungsnut, wie in
JP 2009-052419 A beschrieben ist. Des Weiteren ist die Ausführungsform nicht auf die Führungsnut beschränkt, und ein Führungsabschnitt mit einer Form, die mit dem Schiebestift
65a eingreift, um das Nockenstück
60 gleiten zu lassen, kann vorgesehen sein.
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Des Weiteren sind in der Ausführungsform der allgemeine Nocken 61 und der Niedrighubnocken 62 in dem Nockenstück 60 vorgesehen, und die Nockenbreite des Niedrighubnockens 62 ist schmäler als die des allgemeinen Nockens 61. Jedoch ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt, und die Nockenbreite des Niedrighubnockens 62 kann die gleiche sein wie die des allgemeinen Nockens 61. Des Weiteren ist die Ausführungsform auch nicht auf den Niedrighubnocken 62 beschränkt und ein Nocken mit einem anderen Arbeitswinkel als der allgemeine Nocken 61 aber mit dem gleichen Hubbetrag wie der allgemeine Nocken 61 oder ein Nocken mit einem Nullhub kann vorgesehen sein.
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Des Weiteren ist in der Ausführungsform der Niedrighubnocken 62 vorgesehen, um das Einlassventil 10 in dem Auslasshub des Zylinders 3 zu öffnen. Jedoch ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt, und der Niedrighubnocken 62 kann beispielsweise vorgesehen sein, um das Einlassventil 10 von dem Auslasshub zu dem Einlasshub zu öffnen, oder der Niedrighubnocken 62 kann vorgesehen sein, um das Einlassventil 10 in einer Zeitspanne zu öffnen, die sich in großem Umfang von dem allgemeinen Nocken 61 in dem Einlasshub unterscheidet. Des Weiteren ist es nicht notwendig, dass der allgemeine Nocken 61 das gleiche Profil wie der feste Nocken 12a wie in der Ausführungsform hat.
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Des Weiteren beschäftigt sich die Ausführungsform mit einem Fall, in dem die Ventilvorrichtung der folgenden Erfindung auf die Reihen-Dreizylinder-Benzinmaschine 1 als ein Beispiel angewendet ist. Jedoch ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt, und die vorliegende Erfindung ist auch auf eine Reihen-Vierzylinder-Benzinmaschine oder eine Benzinmaschine mit fünf oder mehr Zylindern anwendbar. Des Weiteren ist die Ausführungsform auch nicht auf die Benzinmaschine beschränkt, und die vorliegende Erfindung ist auch auf eine Maschine anwendbar, die einen Alkoholkraftstoff verwendet.
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Gemäß der Ventilvorrichtung ist es in einem Fall, in dem ein Mechanismus für einen variablen Hub, der einen Hubbetrag eines Einlassventils kontinuierlich ändern kann, in einem Ventilsystem einer Maschine vorgesehen ist, möglich, zwischen einem normalen Verbrennungszustand und einem anderen Verbrennungszustand umzuschalten und ein Ansprechen in einer Steuerung zu verbessern. Demzufolge kann die vorliegende Erfindung einen hohen Effekt erzielen, wenn sie auf eine Maschine, die eine HCCI-Verbrennung durchführt, und dergleichen angewendet wird.
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Ein erster Schwenkarm (40) von jedem Zylinder (3) wird durch einen festen Nocken (12a) einer Einlassnockenwelle (12) geschwenkt, um ein erstes Einlassventil gemäß einem Profil von diesem zu betätigen. Ein zweiter Schwenkarm (52) wird durch einen zweiten Nocken geschwenkt und sein Schwenkbereich wird durch einen variablen Mechanismus (4) geändert. Hierdurch ändert sich ein Hubbetrag eines zweiten Einlassventils kontinuierlich. Der zweite Nocken wird von einer Vielzahl von Nocken (61, 62) an einem Nockenstück (60), das um die Einlassnockenwelle (12) herum vorgesehen ist, ausgewählt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2009-052419 A [0002, 0073]
- JP 2010-520395 A [0003]
