DE102016124180B4 - Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung und Verbrennungsmotor, der mit derselben bereitgestellt ist - Google Patents

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Abstract

Eine Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung aufweisend:eine Nockenwelle (30),eine Nockenvorrichtung (70), welche einen ersten Nockenabschnitt (70a), einen zweiten Nockenabschnitt (70b), einen dritten Nockenabschnitt (70c) und einen vierten Nockenabschnitt (70d) aufweist, welche korrespondierend zu Zylindern (201, 202, 203, 204) eines Verbrennungsmotors angeordnet sind, wobei an dem ersten Nockenabschnitt (70a), dem zweiten Nockenabschnitt (70b), dem dritten Nockenabschnitt (70c) und dem vierten Nockenabschnitt (70d) jeweils ein Nocken (71, 72) ausgebildet ist, durch welchen die Nockenwelle (30) hindurch eingebracht ist, von welchem ein relativer Phasenwinkel bezüglich der Nockenwelle (30) variabel ist und an welchem ein Nockenvorsprung (74) ausgebildet ist,einen Innenhalter (80), welcher einen ersten Innenhalter (80a, 280a), einen zweiten Innenhalter (80b, 280b), einen dritten Innenhalter (80c) und einen vierten Innenhalter (80d) aufweist, welche gestaltet sind, um eine Drehung der Nockenwelle (30) jeweils zugeordnet an den ersten Nockenabschnitt (70a), den zweiten Nockenabschnitt (70b), den dritten Nockenabschnitt (70c) und den vierten Nockenabschnitt (70d) zu übertragen, wobei an dem ersten Innenhalter (80a, 280a), dem zweiten Innenhalter (80b, 280b), dem dritten Innenhalter (80c) und dem vierten Innenhalter (80d) jeweils eine erste Verschiebeöffnung (81) und eine zweite Verschiebeöffnung (82) ausgebildet sind,ein Schiebergehäuse (90), welches aufweist ein erstes Schiebergehäuse (90a), in welches der erste Innenhalter (80a, 280a) und der zweite Innenhalter (80b, 280b) drehbar eingebracht sind, und ein zweites Schiebergehäuse (90b), in welches der dritte Innenhalter (80c) und der vierte Innenhalter (80d) drehbar eingebracht sind, und wobei eine relative Position des Schiebergehäuses (90) bezüglich der Nockenwelle (30) variabel ist,eine Steuervorrichtung (100), welche die relative Position des Schiebergehäuses (90) selektiv ändert,einen Nockenstift (84), wobei der Nockenstift (84) aufweist einen ersten Nockenstift (84), einen zweiten Nockenstift (84), einen dritten Nockenstift (84) und einen vierten Nockenstift (84), an welchen jeweils eine Nockenvorsprungöffnung (83) ausgebildet ist, in welche zugeordnet der Nockenvorsprung (74) des Nockens (71, 71) des ersten Nockenabschnitts (70a), des zweiten Nockenabschnitts (70b), des dritten Nockenabschnitts (70c) und des vierten Nockenabschnitts (70d) verschiebbar eingebracht ist, und wobei der erste Nockenstift (84), der zweite Nockenstift (84), der dritte Nockenstift (84) und der vierte Nockenstift (84) zugeordnet verschiebbar in die zweite Verschiebeöffnung (82) des ersten Innenhalters (80a, 280a), des zweiten Innenhalters (80b, 280b), des dritten Innenhalters (80c) und des vierten Innenhalters (80d) eingebracht sind, undeinen Verschiebestift (60), wobei der Verschiebestift (60) aufweist einen ersten Verschiebestift (60), einen zweiten Verschiebestift (60), einen dritten Verschiebestift (60) und einen vierten Verschiebestift (60), die zugeordnet in die erste Verschiebeöffnung (81) des ersten Innenhalters (80a, 280a), des zweiten Innenhalters (80b, 280b), des dritten Innenhalters (80c) und des vierten Innenhalters (80d) drehbar eingebracht sind und die verschiebbar in die Nockenwelle (30) eingebracht sind,wobei der erste Verschiebestift (60), der zweite Verschiebestift (60), der dritte Verschiebestift (60) und der vierte Verschiebestift (60) jeweils aufweisen:einen Stiftkörper (62), welcher verschiebbar in die Nockenwelle (30) eingebracht ist, undeinen Stiftkopf (64), welcher zugeordnet drehbar in die erste Verschiebeöffnung (81) des ersten Innenhalters (80a, 280a), des zweiten Innenhalters (80b, 280b), des dritten Innenhalters (80c) und des vierten Innenhalters (80d) eingebracht ist,wobei der Stiftkörper (62) und der Stiftkopf (64) integral und/oder monolithisch ausgebildet sind,wobei die Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung ferner aufweist:einen Stützhalter (96), welcher das erste Schiebergehäuse (90a) und das zweite Schiebergehäuse (90b) verbindet und an welchem eine Führungsöffnung (98) ausgebildet ist,eine Nockenkappe (40), welche die Nockenwelle (30) drehbar stützt, undeine Führungsstange (94), welche an der Nockenkappe (40) montiert ist und in die Führungsöffnung (98) eingebracht ist, um eine Bewegung des Stützhalters (96) zu führen,wobei eine Steueröffnung (93) jeweils an dem ersten Schiebergehäuse (90a) und dem zweiten Schiebergehäuse (90b) ausgebildet ist, undwobei die Steuervorrichtung (100) aufweist:eine exzentrische Steuerwelle (102), welche in die Steueröffnungen (93) eingebracht ist, undeinen Steuerantrieb (108), welcher die exzentrische Steuerwelle (102) dreht, um eine relative Position des Schiebergehäuses (90a, 90b) zu steuern.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung und einen Verbrennungsmotor, der mit derselben bereitgestellt ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung und einen mit derselben bereitgestellten Verbrennungsmotor, die eine Öffnungszeitdauer eines Ventils entsprechend den Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors mit einem einfachen Aufbau verändern können.
  • Beschreibung der Verwandten Technik
  • Ein Verbrennungsmotor erzeugt Leistung durch Verbrennen eines Kraftstoffs in einem Luftmedium in einer Brennkammer, welches in die Kammer eingesaugt wird. Einlassventile werden durch eine Nockenwelle betätigt, um die Luft einzulassen, und die Luft wird in die Brennkammer eingesaugt während die Einlassventile geöffnet sind. Außerdem werden Auslassventile durch die Nockenwelle betätigt, und ein Verbrennungsgas strömt aus der Brennkammer während die Auslassventile offen sind.
  • Ein optimaler Betrieb der Einlassventile und der Auslassventile hängt von einer Drehzahl des Verbrennungsmotors ab. Das heißt, ein optimaler Hub oder eine optimale Öffnungszeitsteuerung / Schließzeitsteuerung der Ventile hängt von der Drehzahl des Verbrennungsmotors ab. Um einen solchen optimalen Ventilbetrieb in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu erreichen, wurden vielfältige Forschungen durchgeführt, wie zum Beispiel eine Gestaltung einer Mehrzahl von Nocken und eines Kontinuierlich-variabler-Ventilhubs (CWL), welcher einen Ventilhub entsprechend einer Motordrehzahl ändern kann.
  • Außerdem wurde, um einen solchen optimalen Ventilbetrieb in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu erreichen, Forschung durchgeführt zu einer Kontinuierlich-variable-Ventil- Öffnungs-/Schließzeitpunkt-Vorrichtung (CVVT-Vorrichtung), die verschiedene Ventilzeitsteuerungsvorgänge in Abhängigkeit von der Motordrehzahl ermöglicht. Die allgemeine CWT(-Vorrichtung) kann einen Ventil- Öffnungs-/Schließzeitpunkt ändern mit einer festgelegten Ventilöffnungszeitdauer.
  • Allerdings sind die allgemeine CWL(-Vorrichtung) und CVVT(-Vorrichtung) kompliziert in der Gestaltung und teuer in den Herstellungskosten.
  • Aus der DE 10 2012 106 876 A1 ist eine Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung bekannt, die aufweist: eine Nockenwelle; eine Nockenvorrichtung, an welcher ein Nocken ausgebildet ist, durch welchen die Nockenwelle hindurch eingebracht ist, von welchem ein relativer Phasenwinkel bezüglich der Nockenwelle variabel ist und an welchem ein Nockenvorsprung ausgebildet ist; einen Innenhalter, welcher eine Drehung der Nockenwelle an die Nockenvorrichtung überträgt; ein Schiebergehäuse, in welches der Innenhalter drehbar eingebracht ist und von welchem eine relative Position bezüglich der Nockenwelle variabel ist; eine Steuervorrichtung, welche die relative Position des Schiebergehäuses selektiv ändert. Weitere Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtungen sind aus der nachveröffentlichten DE 10 2016 120 474 A1 und der nachveröffentlichten DE 10 2016 121 624 A1 bekannt.
  • Kurze Erläuterung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung und einen mit derselben bereitgestellten Verbrennungsmotor bereitzustellen, welche eine Öffnungszeitdauer eines Ventils entsprechend Betriebszuständen (z. B. Fahrzuständen) eines Verbrennungsmotors ändern können, mit einer einfachen Gestaltung. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, sowie durch einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 5. Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Wie oben beschrieben kann eine Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Öffnungszeitdauer eines Ventils entsprechend den Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors ändern, mit einer einfachen Gestaltung.
  • Die Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in einer Größe verringert sein und daher kann die gesamte Höhe eines Ventilzugs verringert sein.
  • Da die Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung auf einen existierenden Verbrennungsmotor angewendet werden kann, ohne übermäßige Modifikationen, kann eine Leistungsfähigkeit erhöht werden und können Herstellungskosten reduziert werden.
  • Die Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beigefügten Figuren, welche hierin aufgenommen sind, ersichtlich werden oder darin in größerem Detail dargelegt sind und welche zusammen mit der folgenden detaillierten Beschreibung dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären.
  • Kurzbeschreibung der Figuren
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbrennungsmotors, der mit einer Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist.
    • 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3 ist eine perspektivische Explosionsteilansicht einer Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 4 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie IV - IV aus 1.
    • 5 ist eine perspektivische Teilansicht eines Verbrennungsmotors, der mit einer Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist.
    • 6 ist eine Zeichnung, die einen Betrieb einer Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 7 ist ein Graph eines Ventilprofils einer Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 8 und 9 sind Zeichnungen, die einen Innenhalter entsprechend einer modifizierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Es ist zu verstehen, dass die angehängten Figuren, die eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale präsentieren, welche die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen, nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hier offenbart sind, einschließlich zum Beispiel spezifischer Abmessungen, Ausrichtungen, Positionierungen und Formen, werden teilweise durch die geplante Nutzung und Anwendungsumgebung bestimmt.
  • In den Figuren bezeichnen Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile der vorliegenden Erfindung durchgängig in den verschiedenen Figuren der Zeichnung.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Nachstehend wird im Detail Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von welchen Beispiele in den beiliegenden Figuren dargestellt und nachstehend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist zu verstehen, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu beabsichtigt ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist die Erfindung dazu beabsichtigt, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, welche im Umfang der Erfindung, wie sie durch die angehängten Ansprüche definiert ist, enthalten sein können.
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung sind nur bestimmte beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben, einfach als Veranschaulichung.
  • Wie der Fachmann erkennen wird, können die beschriebenen Ausführungsformen auf viele verschiedene Arten geändert werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Ein Teil, der für die Beschreibung irrelevant ist, wird weggelassen, um die vorliegende Erfindung klar zu erläutern, und gleiche oder ähnliche Elemente werden durchgehend in der Beschreibung mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • In den Figuren kann die Dicke von Schichten, Folien, Platten, Bereichen etc. zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt sein.
  • In der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen, außer es ist explizit das Gegenteil beschrieben, sind das Wort „aufweisen“ und Variationen davon, wie „weist auf“ oder „aufweisend“, so zu verstehen, dass sie den Einschluss angegebener Elemente bedeuten, aber nicht den Ausschluss irgendwelcher anderer Elemente.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug zu den beiliegenden Figuren im Detail beschrieben.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbrennungsmotors, der mit einer Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist, und 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine perspektivische Explosionsteilansicht einer Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 4 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie IV - IV aus 1 und 5 ist eine perspektivische Teilansicht eines Verbrennungsmotors, der mit einer Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist.
  • Bezugnehmend auf die 1 bis 5 weist ein Verbrennungsmotor 1 entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung auf, und die Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung ist an dem Verbrennungsmotor 1 mittels eines Nocken(wellen)trägers 10 montiert.
  • In den Figuren weist der Verbrennungsmotor vier Zylinder 201, 202, 203 und 204 auf, aber er ist nicht darauf beschränkt.
  • Die Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung weist auf: eine Nockenwelle 30, eine Nockenvorrichtung 70, an welcher ein Nocken 71 und/oder 72 ausgebildet ist/sind, durch welchen die Nockenwelle 30 hindurch eingebracht ist, von welcher ein relativer Phasenwinkel bezüglich der Nockenwelle 30 variabel ist und an welcher ein (z. B. axialer) Nockenvorsprung 74 ausgebildet ist, ein Innenhalter 80a, 80b, 80c, 80d, welcher eine Drehung der Nockenwelle 30 an die Nockenvorrichtung 70 überträgt und an welchem jeweils eine erste Verschiebeöffnung 81 und eine zweite Verschiebeöffnung 82 ausgebildet sind, ein Schiebergehäuse 90, in welches der Innenhalter 80a, 80b, 80c, 80d drehbar eingebracht ist und von welchem eine relative Position in Bezug auf die Nockenwelle 30 variabel ist, eine Steuervorrichtung 100, welche die relative Position des Schiebergehäuses 90 selektiv ändert, einen Nockenstift 84, an welchem eine Nockenvorsprungaussparung (z. B. ein Nockenvorsprungschlitz) 83 ausgebildet ist, um den Nockenvorsprung 74 dadurch verschiebbar einzubringen, und welcher verschiebbar in die zweite Verschiebeöffnung 82 eingebracht ist, und einen Verschiebestift 60, welcher drehbar in die erste Verschiebeöffnung 81 eingebracht ist und verschiebbar in die Nockenwelle 30 eingebracht ist.
  • Die Nockenwelle 30 kann eine Einlass-Nockenwelle oder eine Auslass-Nockenwelle sein.
  • Die Nocken 71 und 72 sind in Kontakt, um ein Ventil 200 zu öffnen.
  • Der Verschiebestift 60 weist auf einen Stiftkörper 62, welcher verschiebbar in die Nockenwelle 30 eingebracht ist, und einen Stiftkopf 64, welcher drehbar in die erste Verschiebeöffnung 81 eingebracht ist, wobei der Stiftkörper 62 und der Stiftkopf 64 integral oder monolithisch ausgebildet sein können.
  • Eine Nockenwellenöffnung 34 ist an (z. B. in) der Nockenwelle 30 ausgebildet, der Stiftkörper 62 des Verschiebestifts 60 ist verschiebbar in die Nockenwellenöffnung 34 eingebracht und der Stiftkopf 64 ist drehbar in die erste Verschiebeöffnung 81 eingebracht.
  • Eine Nockenwellen-Ölöffnung 32 ist in der Nockenwelle 30 entlang einer longitudinalen Richtung davon ausgebildet, eine Körper-Ölöffnung 66 ist in dem Stiftkörper 62 ausgebildet und gestaltet, um mit der Nockenwellen-Ölöffnung 32 fluidverbunden zu sein, und eine Ölnut 68 ist in dem Stiftkopf 64 ausgebildet und gestaltet, um mit der Körper-Ölöffnung 66 fluidverbunden zu sein durch eine Kommunikationsöffnung (z. B. eine Übertragungsöffnung) 69, welche innerhalb des Verschiebestifts 60 ausgebildet ist.
  • Ein Schmiermittel, das der Nockenwellen-Ölöffnung 32 zugeführt wird, kann gleichmäßig bzw. problemlos an den Innenhalter 80a, 80b, 80c, 80d zugeführt werden durch die Körper-Ölöffnung 66, die Kommunikationsöffnung 69 und die Ölnut 68.
  • Die Nockenvorrichtung 70 weist auf einen ersten Nockenabschnitt 70a, welcher korrespondierend zu einem (bestimmten) Zylinder angeordnet ist, zum Beispiel zu dem ersten Zylinder 201, und einen zweiten Nockenabschnitt 70b, welcher korrespondierend zu dem benachbarten Zylinder angeordnet ist, zum Beispiel zu dem zweiten Zylinder 202, der zu dem ersten Zylinder 201 benachbart ist. Und der Innenhalter 80a, 80b, 80c, 80d weist einen ersten Innenhalter 80a und einen zweiten Innenhalter 80b auf, welche gestaltet sind, um eine Drehung der Nockenwelle 30 jeweils zugeordnet an den ersten Nockenabschnitt 70a und den zweiten Nockenabschnitt 70b zu übertragen.
  • Ein zweireihiges Lager 92 ist innerhalb des Schiebergehäuses 90 angeordnet und ist mit dem ersten Innenhalter 80a und dem zweiten Innenhalter 80b verbunden. Daher sind der erste Innenhalter 80a und der zweite Innenhalter 80b innerhalb eines (z. B. genau eines) Schiebergehäuses 90 angeordnet, und sie können aufgrund des zweireihigen Lagers 92 ohne Unterbrechung gedreht werden.
  • Ferner können, da der erste Innenhalter 80a und der zweite Innenhalter 80b innerhalb eines (z. B. genau eines) Schiebergehäuses 90 angeordnet sind, eine Anzahl von Bauteilen verringert werden, eine Leistungsfähigkeit verbessert werden und ein Raum zum Aufnehmen der Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung verringert werden.
  • Wie in den Figuren dargestellt, kann die Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf einen Verbrennungsmotor mit vier Zylindern angewendet werden, aber sie ist nicht darauf beschränkt. Die Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann auf einen Verbrennungsmotor mit vielen Zylindern, zum Beispiel mit sechs oder mehr Zylindern, angewendet werden.
  • Für ein einfaches Verstehen wird die Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung besprochen, die auf einen Vier-Zylinder-Verbrennungsmotor angewendet ist.
  • Die Nockenvorrichtung 70 kann einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Nockenabschnitt 70a, 70b, 70c und 70d aufweisen, welche jeweils korrespondierend zu den Zylindern 201, 202, 203 und 204 angeordnet sind. Der Innenhalter 80a, 80b, 80c, 80d kann einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Innenhalter 80a, 80b, 80c und 80d aufweisen, welche gestaltet sind, um eine Drehung der Nockenwelle 30 jeweils zugeordnet an den ersten, den zweiten, den dritten und den vierten Nockenabschnitt 70a, 70b, 70c und 70d zu übertragen. Das Schiebergehäuse 90 kann aufweisen ein erstes Schiebergehäuse 90a, in welches der erste und der zweite Innenhalter 80a und 80b drehbar eingebracht sind, und ein zweites Schiebergehäuse 90b, in welches der dritte und der vierte Innenhalter 80c und 80d drehbar eingebracht sind.
  • Und zweireihige Lager 92 können jeweils innerhalb des ersten und des zweiten Schiebergehäuses 90a und 90b angeordnet sein zum drehbaren Stützen des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Innenhalters 80a, 80b, 80c und 80d.
  • In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegende Erfindung kann die Steuervorrichtung 100 einen Phasenwinkel (und/oder eine Öffnungszeitdauer) des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Nockenabschnitts 70a, 70b, 70c und 70d steuern durch Steuern von Positionen der zwei Schiebergehäuse 90a und 90b, daher kann die Anzahl von Bauteilen verringert sein, eine Leistungsfähigkeit kann verbessert sein und ein Raum zum Aufnehmen der Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung kann verringert sein.
  • Der Verbrennungsmotor 1 entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ferner auf: einen Stützhalter 96, welcher das erste Schiebergehäuse 90a und das zweite Schiebergehäuse 90b (miteinander) verbindet und an welchem eine Führungsöffnung 98 ausgebildet ist, eine Nockenkappe 40, welche die Nockenwelle 30 drehbar stützt, und eine Führungsstange 94, welche an der Nockenkappe 40 montiert ist und in die Führungsöffnung 98 zum Führen einer Bewegung des Stützhalters 96 eingebracht ist.
  • Eine Steuernut (z. B. Steueröffnung) 93 ist an jedem Schiebergehäuse 90a und 90b ausgebildet, und die Steuervorrichtung 100 weist auf eine exzentrische Steuerwelle 102, welche in die Steuernut (z. B. Steueröffnung) eingebracht ist, und einen (z. B. elektrischen) Steuermotor (z. B. Steuerantrieb) 108, welcher selektiv die exzentrische Steuerwelle 102 dreht, um die relative Position des Schiebergehäuses 90 zu ändern. Ein Schneckenrad 104 ist mit der exzentrischen Steuerwelle 102 verbunden, und ein Schneckengetriebe 106 ist mit dem Steuermotor (z. B. Steuerantrieb) 108 verbunden und im Eingriff mit dem Schneckenrad 104.
  • Jede Nockenkappe 40 weist einen Nockenkappenkörper 44 und eine Nockenkappenabdeckung 46 auf, die mit dem Nockenkappenkörper 44 verbunden ist, und eine Wellenöffnung 42 ist zwischen dem Nockenkappenkörper 44 und der Nockenkappenabdeckung 46 ausgebildet, um die exzentrische Steuerwelle 102 dort hindurch einzubringen. Da die exzentrische Steuerwelle 102 in die Wellenöffnung 42 eingebracht ist, kann die exzentrische Steuerwelle 102 stabil gestützt werden.
  • Der Nocken ist an jedem Nockenabschnitt 70 als ein Paar 71 und 72 ausgebildet, ein Nockenkappen-Verbindungsabschnitt 76 ist zwischen dem Nocken-Paar 71 und 72 (z. B. zwischen dem Nocken 71 und dem Nocken 72) jedes Nockenabschnitts 70 ausgebildet und daher kann sich der Nockenabschnitt 70 stabil drehen.
  • 6 ist eine Zeichnung, die einen Betrieb einer Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 7 ist ein Graph eines Ventilprofils einer Kontinuierlich-variable- Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Bezugnehmend auf die 1 bis 7 wird ein Betrieb der Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Entsprechend den Verbrennungsmotor-Betriebszuständen überträgt eine ECU (Verbrennungsmotor-Steuervorrichtung und/oder elektrische Steuervorrichtung) Steuersignale an den (z. B. elektrischen) Motor (z. B. Steuermotor, Steuerantrieb) 108 der Steuervorrichtung 100, um die relative Position des Schiebergehäuses 90 zu ändern. Zum Beispiel kann sich das Schiebergehäuse 90 nach oben oder nach unten bewegen.
  • Zum Beispiel, wie in 6 gezeigt, wenn der Steuermotor (z. B. Steuerantrieb) 108 die exzentrische Steuerwelle 102 dreht, damit das Schiebergehäuse 90 bewegt wird, bewegt sich das Drehzentrum des Innenhalters 80a, 80b, 80c, 80d relativ zu dem Drehzentrum der Nockenwelle 30 nach oben. Daher ist eine Winkelbeschleunigung des Nockenabschnitts 70 geändert, so wie eine Öffnungszeitdauer des Ventils geändert ist.
  • Ein Drehzentrum der Nockenwelle 30 ist in 6 mit „A“ bezeichnet. Wenn relative Positionen zwischen dem Schiebergehäuse 90 und dem Innenhalter 80a, 80b, 80c, 80d entsprechend der Betätigung des Steuermotors (z. B. Steuerantriebs) 108 geändert werden, wird ein relatives Drehzentrum des Innenhalters 80a, 80b, 80c, 80d in Bezug auf die Nockenwelle 30 geändert.
  • Während der Verschiebestift 60 mit der Nockenwelle 30 gedreht wird, ist der Stiftkörper 62 innerhalb der Nockenwellenöffnung 34 verschiebbar, ist der Stiftkopf 64 innerhalb der ersten Verschiebeöffnung 81 drehbar, ist der Nockenstift 84 innerhalb der zweiten Verschiebeöffnung 82 drehbar und ist der Nockenvorsprung 74 innerhalb der Nockenvorsprungaussparung 83 drehbar. Daher wird die relative Drehzahl der Nocken 71 und 72 in Bezug auf die Drehzahl der Nockenwelle 30 geändert.
  • Wie in 7 gezeigt, ist, obwohl ein maximaler Hub des Ventils 200 konstant ist, eine Drehzahl der Nocken 71 und 72 bezüglich der Drehzahl der Nockenwelle 30 entsprechend den relativen Positionen des Schiebergehäuses 90 geändert, so dass eine Schließ- und eine Öffnungszeit des Ventils 200 geändert ist. Das heißt, dass eine Öffnungszeitdauer des Ventils 200 geändert ist.
  • Während eine Öffnungszeit des Ventils 200 konstant ist, ist eine Schließzeit des Ventils 200 in 7 geändert, aber es ist nicht darauf beschränkt. Entsprechend verschiedenen Montierwinkeln der Nocken 71 und 72 und des Ventils 200, können verschiedene Kontaktwinkel zwischen einem Nockenvorsprung der Nocken 71 und 72 und dem Ventil 200 (und so weiter) und damit verschiedene Ventilöffnungszeitdauern erzielt werden.
  • Die 8 und 9 sind Zeichnungen, welche einen Innenhalter entsprechend einer modifizierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Bezugnehmend auf die 8 und 9 kann ein Lager 292, zum Beispiel ein zweireihiges Lager, innerhalb eines Schiebergehäuses 290 angeordnet sein, und ein erster Innenhalter 280a und ein zweiter Innenhalter 280b können miteinander verbunden sein. Zum Beispiel sind ein erstes Innenhalterverbindungsstück 283 und ein zweites Innenhalterverbindungsstück 284 entsprechend an dem ersten Innenhalter 280a und dem zweiten Innenhalter 280b ausgebildet, und das erste Innenhalterverbindungsstück 283 und das zweite Innenhalterverbindungsstück 284 sind (miteinander) verbunden.
  • In der Zeichnung sind das erste Innenhalterverbindungsstück 283 und das zweite Innenhalterverbindungsstück 284 (als) konvex ausgebildet.
  • In dem Fall, dass der erste Innenhalter 280a und der zweite Innenhalter 280b verbunden sind, können ein Losesein oder eine Schwingung bzw. Vibration aufgrund von Herstellungstoleranzen des Lagers, des Innenhalters, des Schiebergehäuses (z. B. des Hebers) und so weiter reduziert sein.
  • Obwohl es nicht in den Figuren gezeigt ist, können allerdings der dritte Innenhalter und der vierte Innenhalter verbunden sein, damit der dritte Innenhalter und der vierte Innenhalter stabil gedreht werden.
  • Wie oben beschrieben kann eine Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Öffnungszeitdauer eines Ventils entsprechend den Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors ändern, mit einer einfachen Gestaltung.
  • Für eine Vereinfachung der Erklärung und eine genaue Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „obere“, „untere“, „innere“, „äußere“, „oben“, „unten“, „obere“, „untere“, „nach oben“, „nach unten“, „vorne“, „hinten“, „rückseitig“, „innen“, „außen“, „nach innen“, „nach außen“, „innen(seitig)“, „außen(seitig)“, „innere“, „äußere“, „nach vorne“, und „zurück“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug zu den Positionen solcher Merkmale, wie sie in den Figuren dargestellt sind, zu beschreiben.
  • Die vorangegangenen Beschreibungen spezifischer beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung präsentiert. Sie sind nicht dazu beabsichtigt, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau diese offenbarten Ausführungsformen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären, um dadurch den Fachmann in die Lage zu versetzen, vielfältige beispielhafte Ausführungsformen der vorliegende Erfindung sowie verschiedenartige Abwandlungen und Modifikationen davon herzustellen und zu benutzen.

Claims (9)

  1. Eine Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung aufweisend: eine Nockenwelle (30), eine Nockenvorrichtung (70), welche einen ersten Nockenabschnitt (70a), einen zweiten Nockenabschnitt (70b), einen dritten Nockenabschnitt (70c) und einen vierten Nockenabschnitt (70d) aufweist, welche korrespondierend zu Zylindern (201, 202, 203, 204) eines Verbrennungsmotors angeordnet sind, wobei an dem ersten Nockenabschnitt (70a), dem zweiten Nockenabschnitt (70b), dem dritten Nockenabschnitt (70c) und dem vierten Nockenabschnitt (70d) jeweils ein Nocken (71, 72) ausgebildet ist, durch welchen die Nockenwelle (30) hindurch eingebracht ist, von welchem ein relativer Phasenwinkel bezüglich der Nockenwelle (30) variabel ist und an welchem ein Nockenvorsprung (74) ausgebildet ist, einen Innenhalter (80), welcher einen ersten Innenhalter (80a, 280a), einen zweiten Innenhalter (80b, 280b), einen dritten Innenhalter (80c) und einen vierten Innenhalter (80d) aufweist, welche gestaltet sind, um eine Drehung der Nockenwelle (30) jeweils zugeordnet an den ersten Nockenabschnitt (70a), den zweiten Nockenabschnitt (70b), den dritten Nockenabschnitt (70c) und den vierten Nockenabschnitt (70d) zu übertragen, wobei an dem ersten Innenhalter (80a, 280a), dem zweiten Innenhalter (80b, 280b), dem dritten Innenhalter (80c) und dem vierten Innenhalter (80d) jeweils eine erste Verschiebeöffnung (81) und eine zweite Verschiebeöffnung (82) ausgebildet sind, ein Schiebergehäuse (90), welches aufweist ein erstes Schiebergehäuse (90a), in welches der erste Innenhalter (80a, 280a) und der zweite Innenhalter (80b, 280b) drehbar eingebracht sind, und ein zweites Schiebergehäuse (90b), in welches der dritte Innenhalter (80c) und der vierte Innenhalter (80d) drehbar eingebracht sind, und wobei eine relative Position des Schiebergehäuses (90) bezüglich der Nockenwelle (30) variabel ist, eine Steuervorrichtung (100), welche die relative Position des Schiebergehäuses (90) selektiv ändert, einen Nockenstift (84), wobei der Nockenstift (84) aufweist einen ersten Nockenstift (84), einen zweiten Nockenstift (84), einen dritten Nockenstift (84) und einen vierten Nockenstift (84), an welchen jeweils eine Nockenvorsprungöffnung (83) ausgebildet ist, in welche zugeordnet der Nockenvorsprung (74) des Nockens (71, 71) des ersten Nockenabschnitts (70a), des zweiten Nockenabschnitts (70b), des dritten Nockenabschnitts (70c) und des vierten Nockenabschnitts (70d) verschiebbar eingebracht ist, und wobei der erste Nockenstift (84), der zweite Nockenstift (84), der dritte Nockenstift (84) und der vierte Nockenstift (84) zugeordnet verschiebbar in die zweite Verschiebeöffnung (82) des ersten Innenhalters (80a, 280a), des zweiten Innenhalters (80b, 280b), des dritten Innenhalters (80c) und des vierten Innenhalters (80d) eingebracht sind, und einen Verschiebestift (60), wobei der Verschiebestift (60) aufweist einen ersten Verschiebestift (60), einen zweiten Verschiebestift (60), einen dritten Verschiebestift (60) und einen vierten Verschiebestift (60), die zugeordnet in die erste Verschiebeöffnung (81) des ersten Innenhalters (80a, 280a), des zweiten Innenhalters (80b, 280b), des dritten Innenhalters (80c) und des vierten Innenhalters (80d) drehbar eingebracht sind und die verschiebbar in die Nockenwelle (30) eingebracht sind, wobei der erste Verschiebestift (60), der zweite Verschiebestift (60), der dritte Verschiebestift (60) und der vierte Verschiebestift (60) jeweils aufweisen: einen Stiftkörper (62), welcher verschiebbar in die Nockenwelle (30) eingebracht ist, und einen Stiftkopf (64), welcher zugeordnet drehbar in die erste Verschiebeöffnung (81) des ersten Innenhalters (80a, 280a), des zweiten Innenhalters (80b, 280b), des dritten Innenhalters (80c) und des vierten Innenhalters (80d) eingebracht ist, wobei der Stiftkörper (62) und der Stiftkopf (64) integral und/oder monolithisch ausgebildet sind, wobei die Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung ferner aufweist: einen Stützhalter (96), welcher das erste Schiebergehäuse (90a) und das zweite Schiebergehäuse (90b) verbindet und an welchem eine Führungsöffnung (98) ausgebildet ist, eine Nockenkappe (40), welche die Nockenwelle (30) drehbar stützt, und eine Führungsstange (94), welche an der Nockenkappe (40) montiert ist und in die Führungsöffnung (98) eingebracht ist, um eine Bewegung des Stützhalters (96) zu führen, wobei eine Steueröffnung (93) jeweils an dem ersten Schiebergehäuse (90a) und dem zweiten Schiebergehäuse (90b) ausgebildet ist, und wobei die Steuervorrichtung (100) aufweist: eine exzentrische Steuerwelle (102), welche in die Steueröffnungen (93) eingebracht ist, und einen Steuerantrieb (108), welcher die exzentrische Steuerwelle (102) dreht, um eine relative Position des Schiebergehäuses (90a, 90b) zu steuern.
  2. Die Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei eine Nockenwellen-Ölöffnung (32) in der Nockenwelle (30) entlang einer longitudinalen Richtung davon ausgebildet ist, eine Körper-Ölöffnung (66) in dem Stiftkörper (62) ausgebildet ist und gestaltet ist, um mit der Nockenwellen-Ölöffnung (32) fluidverbunden zu sein, und eine Ölnut (68) in dem Stiftkopf (64) ausgebildet ist und gestaltet ist, um mit der Körper-Ölöffnung (66) fluidverbunden zu sein.
  3. Die Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner zweireihige Lager (92) aufweisend, welche jeweils innerhalb des ersten Schiebergehäuses (90a) und des zweiten Schiebergehäuses (90b) angeordnet sind, um den ersten Innenhalter (80a, 280a), den zweiten Innenhalter (80b, 280b), den dritten Innenhalter (80c) und den vierten Innenhalter (80d) drehbar zu stützen.
  4. Die Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Innenhalter (280a) und der zweite Innenhalter (280b) miteinander verbunden sind und der dritte Innenhalter und der vierte Innenhalter miteinander verbunden sind.
  5. Ein Verbrennungsmotor aufweisend: eine Nockenwelle (30), eine Nockenvorrichtung (70), welche einen ersten Nockenabschnitt (70a), einen zweiten Nockenabschnitt (70b), einen dritten Nockenabschnitt (70c) und einen vierten Nockenabschnitt (70d) aufweist, welche korrespondierend zu Zylindern (201, 202, 203, 204) des Verbrennungsmotors angeordnet sind, wobei an dem ersten Nockenabschnitt (70a), dem zweiten Nockenabschnitt (70b), dem dritten Nockenabschnitt (70c) und dem vierten Nockenabschnitt (70d) jeweils ein Nocken (71, 72) ausgebildet ist, durch welchen die Nockenwelle (30) hindurch eingebracht ist, von welchem ein relativer Phasenwinkel bezüglich der Nockenwelle (30) variabel ist, und an welchem ein Nockenvorsprung (74) ausgebildet ist, einen Innenhalter (80), welcher einen ersten Innenhalter (80a, 280a), einen zweiten Innenhalter (80b, 280b), einen dritten Innenhalter (80c) und einen vierten Innenhalter (80d) aufweist, welche gestaltet sind, um eine Drehung der Nockenwelle (30) jeweils zugeordnet an den ersten Nockenabschnitt (70a), den zweiten Nockenabschnitt (70b), den dritten Nockenabschnitt (70c) und den vierten Nockenabschnitt (70d) zu übertragen, wobei an dem ersten Innenhalter (80a, 280a), dem zweiten Innenhalter (80b, 280b), dem dritten Innenhalter (80c) und dem vierten Innenhalter (80d) jeweils eine erste Verschiebeöffnung (81) und eine zweite Verschiebeöffnung (82) ausgebildet sind, ein Schiebergehäuse (90), welches aufweist ein erstes Schiebergehäuse (90a), in welches der erste Innenhalter (80a, 280a) und der zweite Innenhalter (80b, 280b) drehbar eingebracht sind, und ein zweites Schiebergehäuse (90b), in welches der dritte Innenhalter (80c) und der vierte Innenhalter (80d) drehbar eingebracht sind, und wobei eine relative Position des Schiebergehäuses (90) bezüglich der Nockenwelle (30) variabel ist, eine Steuervorrichtung (100), welche die relative Position des Schiebergehäuses (90) selektiv ändert, einen Nockenstift (84), wobei der Nockenstift (84) aufweist einen ersten Nockenstift (84), einen zweiten Nockenstift (84), einen dritten Nockenstift (84) und einen vierten Nockenstift (84), an welchen jeweils eine Nockenvorsprungöffnung (83) ausgebildet ist, in welche zugeordnet der Nockenvorsprung (74) des Nockens (71, 71) des ersten Nockenabschnitts (70a), des zweiten Nockenabschnitts (70b), des dritten Nockenabschnitts (70c) und des vierten Nockenabschnitts (70d) verschiebbar eingebracht ist, und wobei der erste Nockenstift (84), der zweite Nockenstift (84), der dritte Nockenstift (84) und der vierte Nockenstift (84) zugeordnet verschiebbar in die zweite Verschiebeöffnung (82) des ersten Innenhalters (80a, 280a), des zweiten Innenhalters (80b, 280b), des dritten Innenhalters (80c) und des vierten Innenhalters (80d) eingebracht sind, und einen Verschiebestift (60), wobei der Verschiebestift (60) aufweist einen ersten Verschiebestift (60), einen zweiten Verschiebestift (60), einen dritten Verschiebestift (60) und einen vierten Verschiebestift (60), die zugeordnet in die erste Verschiebeöffnung (81) des ersten Innenhalters (80a, 280a), des zweiten Innenhalters (80b, 280b), des dritten Innenhalters (80c) und des vierten Innenhalters (80d) drehbar eingebracht sind und die verschiebbar in die Nockenwelle (30) eingebracht sind, wobei der erste Verschiebestift (60), der zweite Verschiebestift (60), der dritte Verschiebestift (60) und der vierte Verschiebestift (60) jeweils aufweisen: einen Stiftkörper (62), welcher verschiebbar in die Nockenwelle (30) eingebracht ist, und einen Stiftkopf (64), welcher zugeordnet drehbar in die erste Verschiebeöffnung (81) des ersten Innenhalters (80a, 280a), des zweiten Innenhalters (80b, 280b), des dritten Innenhalters (80c) und des vierten Innenhalters (80d) eingebracht ist, wobei der Stiftkörper (62) und der Stiftkopf (64) integral und/oder monolithisch ausgebildet sind, wobei der Verbrennungsmotor ferner aufweist: einen Stützhalter (96), welcher das erste Schiebergehäuse (90a) und das zweite Schiebergehäuse (90b) verbindet und an welchem eine Führungsöffnung (98) ausgebildet ist, eine Nockenkappe (40), welche die Nockenwelle (30) drehbar stützt, und eine Führungsstange (94), welche an der Nockenkappe (40) montiert ist und in die Führungsöffnung (98) eingebracht ist, um eine Bewegung des Stützhalters (96) zu führen, wobei eine Steueröffnung (93) jeweils an dem ersten Schiebergehäuse (90a) und dem zweiten Schiebergehäuse (90b) ausgebildet ist, und wobei die Steuervorrichtung (100) aufweist: eine exzentrische Steuerwelle (102), welche in die Steueröffnungen (93) eingebracht ist, und einen Steuerantrieb (108), welcher die exzentrische Steuerwelle (102) dreht, um eine relative Position des Schiebergehäuses (90a, 90b) zu steuern.
  6. Der Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 5, wobei eine Nockenwellen-Ölöffnung (32) in der Nockenwelle (30) entlang einer longitudinalen Richtung davon ausgebildet ist, eine Körper-Ölöffnung (66) in dem Stiftkörper (62) ausgebildet ist und gestaltet ist, um mit der Nockenwellen-Ölöffnung (32) fluidverbunden zu sein und eine Ölnut (68) in dem Stiftkopf (64) ausgebildet ist und gestaltet ist, um mit der Körper-Ölöffnung (66) fluidverbunden zu sein.
  7. Der Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 5 oder 6, ferner zweireihige Lager (92) aufweisend, welche jeweils innerhalb des ersten Schiebergehäuses (90a) und des zweiten Schiebergehäuses (90b) angeordnet sind, um den ersten Innenhalter (80a, 280a), den zweiten Innenhalter (80b, 280b), den dritten Innenhalter (80c) und den vierten Innenhalter (80d) drehbar zu stützen.
  8. Der Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der erste Innenhalter (280a) und der zweite Innenhalter (280b) miteinander verbunden sind und der dritte Innenhalter und der vierte Innenhalter miteinander verbunden sind.
  9. Der Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei eine Wellenöffnung (42) an der Nockenkappe (40) ausgebildet ist, um die exzentrische Steuerwelle (102) dort hindurch einzubringen.
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